CH366604A - Elektrische Widerstands-Abbrennschweissmaschine - Google Patents

Description

  Elektrische Widerstands-Abbrennschweissmaschine    Die bisherigen elektrischen Widerstands-Abbrenn  schweissmaschinen entsprechen im allgemeinen dem       Aufbau    von spanabhebenden Werkzeugmaschinen,  insofern, als der     bewegliche    Teil als Schlitten gebaut  ist, der zum Abbrennen und Stauchen in einer     Flach-          oder    Rundführung verschoben werden kann. Da die  beim Stauchen auftretenden Reaktionskräfte in das  Maschinengehäuse geleitet werden, sind Verbiegun  gen des Gehäuses und daraus resultierende Winkel  abweichungen der Werkstücke nicht     zu    vermeiden.  Durch kräftige Dimensionierung der betreffenden  Maschinenteile versucht man, diese Verbindungen bzw.

    Winkelabweichungen in erträglichen Grenzen     zu     halten.  



  Es ist bereits vorgeschlagen worden,     Widerstands-          Abbrennschweissmaschinen    in Form einer     viersäu-          ligen    hydraulischen Presse zu bauen, die in vertikaler       Richtung    arbeitet.- Man kann mit dieser Bauart zwar  Winkelabweichungen vermeiden, wenn die Werk  stücke genau zentrisch     zu    den vier Säulen in der  Achse des Presszylinders gespannt werden. Diese  Bauart hat jedoch andere schwerwiegende Nachteile.

    Sie ist für die normalerweise zum Schweissen anfal  lenden langen Werkstücke nicht geeignet und daher  auch nur zum     Schweissen    von     Hohlkörpern,    die sich  im wesentlichen aus schalenartigen     Hälften    zusam  mensetzen, z. B. Flugzeugpropellernaben, Ventilge  häuse oder dergleichen, vorgeschlagen worden.  Ausserdem ist das     Einspannen    der     Schweissteile    bei  einer vertikal arbeitenden Maschine, insbesondere  am oberen Pressentisch, nicht ganz einfach durch  zuführen.  



  Die Erfindung hat eine Abbrennschweissmaschine  der genannten Art     zum    Gegenstand, bei der die  genannten Nachteile beseitigt sind. Sie bezweckt  eine Bauart, die die Werkstücke in der üblichen,     zur     Beschickung bequemeren,     horizontalen    Lage auf-    nimmt und von vorn beschickt werden kann, und  bei der eine Winkelabweichung der beiden Werk  stückachsen beim Stauchen weitgehend verhindert  wird.

   Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass  die Stauchkräfte in mindestens zwei parallel; mit der  Wirkachse der Stauchkraft gerichtete und gleich  grosse Teilkräfte unterteilt ist, deren erzeugende Vor  richtungen mit der Werkstückachse paarweise in  einer Ebene und zu der Achse symmetrisch angeord  net     sind.    Zur Aufnahme der     Reaktionskräfte    der  Stauchkräfte dient ein im wesentlichen nur auf Zug  beanspruchter Rahmen,

   der zur Werkstückachse       räumlich    symmetrisch     liegt.        Dieser    Rahmen wird     im     Maschinengestell     in    Richtung     seiner    bei Beanspru  chung auftretenden Längsdehnung     zweckmässig    min  destens an einer Seite längsverschieblich gelagert. Der  die Spannbacken tragende,     bewegliche    Schlitten kann  durch von dem Rahmen unabhängige Führungen ge  führt sein.

   Durch eine solche Bauart erhält man eine  elektrische Widerstands-Abbrennschweissmaschine, bei  der die grösstmögliche Gewähr gegeben ist, dass die  Werkstückteile ohne Winkelabweichungen zueinan  der unter     Stauchdruck    vereinigt werden. Die durch  den     Stauchdruck    auftretenden Reaktionskräfte wer  den von dem Maschinengehäuse, in dem die Schlit  ten geführt sind, ferngehalten.

   Der die     Reaktions-          kräfte    aufnehmende Rahmen ist     zweckmässig    unab  hängig von dem Schlitten     gelagert.    Ausserdem sorgt  eine     symmetrische    Unterteilung und Anordnung der       Stauchkräfte    und der die Reaktionskräfte aufneh  menden Maschinenteile für eine beiderseits der Werk  stückachse gleichmässige Beanspruchung, so dass  durch die Resultierende eventuelle     Winkelabweichun-          gen    der Werkstücke sich nicht auswirken können.  



       Vorteilhaft    wird der Rahmen aus vier zur Werk  stückachse parallelen     Zugholmen    gebildet, deren  Achsenschnitte die     Eckpunkte    eines Rechteckes bil-      den. Der Werkstück-Achsenschnitt liegt hierbei im  Schnittpunkt der Diagonalen dieses Rechteckes. Fer  ner sollen die Angriffspunkte, von zwei parallelen  Stauchteilkräften in der Mitte zwischen je zwei neben  einanderliegenden Zugholmen sich befinden.  



  In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des  Erfindungsgegenstandes veranschaulicht.  



  Die Fig. 1 und 2 zeigen eine elektrische Wider  stands-Abbrennschweissmaschine in Vorderansicht  und Draufsicht.  



  Fig. 3 ist ein Schnitt nach der Linie III-III der  Fig. 1.  



  Fig. 4 zeigt einen Schnitt nach der Linie IV-IV  der Fig. 1.  



  Die beiden zu verschweissenden Werkstückteile 1  und 2 sind in die Spannbacken 3a, 3b einspannbar,  über die     zugleich    auch der Schweissstrom     zugeführt     werden kann. Statt dessen kann man auch getrennte  (nicht dargestellte) Stromzuführungsbacken vorsehen,  die innerhalb der Spannbacken liegen können. Für  die Zuführung des Stromes dienen die Leitungen 19,  die an dem Transformator 20 angeschlossen sind,  der sich zweckmässig in     einem    besonderen Gehäuse  21     geschützt    hinter der Maschine befindet.  



  Die Bewegung der Spannbacken 3a, 3b in ver  tikaler Richtung, das heisst die Erzeugung der Ein  spannkraft,     erfolgt    mittels der Druckzylinder 4a, 4b,  wobei die Spannbacken 3a, 3b mittels der Säulen  5a bzw. 5b in     bügelartigen        Schlitten    6a und<I>6b ge-</I>  führt sind. Der auf der einen Seite befindliche Schlit  ten 6a kann an dem einen Ständer 7 der     Maschine     befestigt     sein.    Der andere Schlitten 6b ist beweglich  angeordnet und führt sich mit seinem unteren Teil  in einem Führungsholm 8, während das obere Teil  einen Führungsstein 9 mit vertikaler Bewegungsmög  lichkeit enthält, der sich seinerseits auf dem oberen  Führungsholm 10 führt.

   Die beiden Führungsholme  8 und 10 dienen gleichzeitig als Distanzhalter und  Versteifung zwischen dem einen Maschinenständer 7  und einem weiteren Maschinenständer 11. Ausser  den beiden Holmen 8 und 10 können noch weitere       Holme    an geeigneten Stellen vorgesehen werden. Die  Teile der Holme 8 und. 10 zwischen den beiden       Schlitten    6a und 6b werden zweckmässig durch Füh  rungsbuchsen 22 abgedeckt, die in Ausnehmungen 23  des fest angeordneten Schlittens 6a hineinragen, so  dass die Führungsholme vor Schweissspritzern ge  schützt sind.  



  Zur Bewegung des verschiebbaren Schlittens 6b  dienen die das Abbrennen steuernden Kurventeile 12  und die Stauchstempel 13a, 13b, deren Achsen mit  der Werkstückachse und den Achsen der beiden Füh  rungsholme 8 und 10 in einer Ebene liegen. Für den  Rückzug des beweglichen     Schlittens   <I>6b</I> sind zwei  Rückzugzylinder 14a, 14b vorgesehen. Die Stauch  stempel 13a, 13b greifen in Stauchzylinder 15a, 15b,  die in dem Ständer 11 angeordnet sind. Die Zylinder  15a, 15b stützen sich auf Traversen 16a, 16b ab.  Diese Traversen verbinden je zwei Zugholme 17a,  17b, deren Achsen mit der Achse ihres zugehörigen    Stauchstempel 13a bzw. 13b in einer Ebene lie  gen (Fig. 4).

   Die Stauchzylinder 15a, 15b und die  Zugholme 17a, 17b sind in dem Ständer 11     längs-          verschieb'lich    gelagert. Zur Führung können Buchsen  18a, 18b für die Stauchzylinder 15a, 15b angeordnet  werden. Durch die Schlitten 6a und 6b gehen die  Zugholme 17a, 17b in so gross gehaltenen     Ausneh-          mungen    24 hindurch, dass keine Berührung zwischen  den Schlitten 6a, 6b und den Holmen 17a, 17b ein  treten, also auch keine Kraftübertragung stattfinden  kann.  



  Die Wirkungsweise der Abbrennschweissmaschine  ist wie folgt:  Die Werkstücke 1 und 2 werden in die Spann  backen 3a, 3b eingespannt. Damit die dabei unver  meidliche kleine Verformung des Spannschlittens  nicht zu einem Verklemmen der     Führung    führt, ist  auf der einen Seite (im Beispiel; oben gezeichnet) der  in Spannrichtung längsverschiebliche Stein 9 ange  ordnet, der gleichzeitig auch Verklemmungen durch  die nach längerem Arbeiten unvermeidlichen Wärme  spannungen verhindert.  



  Danach wird der Strom eingeschaltet. Mit     Hilfe     der Kurven 12 geschieht das Heranführen des Werk  stückes 2 an das Werkstück 1, wie es bei diesem  Schweissprozess üblich ist, bis zur Berührung, worauf  der Antrieb in bekannter Weise stillgesetzt wird, wäh  rend der durchfliessende Strom die Werkstücke vor  wärmt. Nach einer Weile werden die Werkstücke  wieder dadurch getrennt, dass     die    Kurven 12 ein  Stück zurücklaufen, wobei die Kraft für das Ausein  anderziehen von den Rückzugzylindern 14a, 14b  aufgebracht wird. Nach eventueller mehrfacher Wie  derholung des Vorwärmvorganges setzt in bekannter  Weise das Abbrennen ein, bei dem die Kurven 12  den beweglichen Spannbügel stetig verschieben.

    Zum folgenden Stauchen werden die Stauchzylinder  15a, 15b     in    Aktion gesetzt, die ihrerseits die Stauch  stempel 13a, 13b mit grosser Kraft und Geschwindig  keit vorstossen und dadurch die Stauchung der Werk  stücke bewirken, worauf der Strom ausgeschaltet  wird. Die Stauchstempel sind nicht mit dem Spann  schlitten fest verschraubt, um auch an dieser Stelle  keine     Verklemmungen    aufkommen zu lassen. Beim  Stauchen werden die ganzen Reaktionskräfte auf die  Traversen 16a, 16b     übertragen,    die ihrerseits die  Zugholme 17a, 17b spannen. Unter dem Einfluss  dieser Spannungen längen sich die Zugholme.

   Diese  Längung und damit eine entsprechende Spannung  wird aber von dem Maschinengestell 7, 11 dadurch  ferngehalten, dass die Zugholme ebenso wie die  Stauchzylinder, die sich auf die Traversen 16a, 16b  abstützen, im Ständer 11     längsverschieblich        gelagert     sind. Die Längsverschiebungen der Zugholme beim  Arbeiten sind nicht sehr gross und gestatten infolge  dessen keine der sonst bei beweglichen Teilen übli  chen Schmierungen. Es ist deshalb zweckmässig, ent  weder eine     Trocken-Dauerschmierung    mit einem der  dafür geeigneten Schmiermittel, z.

   B.     Molybdändisul-          fid,        anzuwenden,    oder aber bei üblicher<B>öl-</B> oder      Fettschmierung die Zugholme 17a, 17b und die  Stauchzylinder -15a, 15b in Buchsen zu lagern, die  durch einen besonderen Antrieb in ständige Drehung  versetzt werden.  



  Bei der Maschine nach der vorliegenden Erfin  dung sind die einzigen Teile, die durch die Stauch  kraft auf Biegung beansprucht werden, die Spann  backen mit ihren Führungen. Da diese Biegung aber  zweiseitig mit dem Werkstück als Symmetrieachse  erfolgt, kann sie auf das     achsnichtige    Fluchten der  Werkstücke keinen     Einfluss    haben.  



  Das achsrichtige Arbeiten der Maschine kann an  sich noch durch einen anderen Einfluss gefährdet  werden, der sich dadurch ergeben kann, dass sich die  Führungsholme 8 und 10 beim Arbeitsvorgang un  gleichmässig erwärmen. Dies kann     gegebenenfalls    zu  einem Schiefstellen der Maschinenständer zueinan  der führen, was die Genauigkeit der Wirkungsweise  der Maschine beeinträchtigt.

   Um eine solche Stö  rung von vornherein auszuschliessen, wird vorge  schlagen, sämtliche Längsholme, das heisst die     Füh-          rungs-    und Distanzholme 8 und 10, ferner etwaige  weitere     Distanzholme    und auch die die Beanspru  chung aufnehmenden, den Rahmen bildenden Zug  holme 17a, 17b mit Hilfe     eines    durchgeleiteten Flüs  sigkeitsstromes auf gleichbleibende Temperatur zu  halten.  



  Statt der zwei Stauchstempel 13a, 13b kann auch  ein Vielfaches dieser beiden Stauchstempel verwendet  werden, wobei jedoch auf die symmetrische Anord  nung hinsichtlich der Werkstückachse zu achten ist.  Dasselbe gilt auch für die     Führungsholme    8 und 10.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Elektrische Widerstands-Abbrennschweissmaschine, bei der mindestens ein die zusammenzuschweissenden Werkstückteile fassendes Spannbackenpaar verschieb bar gelagert und der Stauchkraft unterworfen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Stauchkraft in min destens zwei parallel, mit der Wirkachse der Stauch kraft gerichtete und gleich grosse Teilkräfte unter teilt ist, deren erzeugende Vorrichtungen (13a, 13b, 15a, 15b) mit der Werkstückachse (1, 2) paarweise in einer Ebene und zu der Achse symmetrisch ange ordnet sind, und dass zur Aufnahme der Reaktions kräfte der Stauchkräfte ein im wesentlichen nur auf Zug beanspruchter Rahmen (17a, 17b) vorhanden ist, der zur Werkstückachse räumlich symmetrisch liegt. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Abbrennschweissmaschine - nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen <I>(17a, 17b)</I> im Maschinengestell in Richtung seiner bei Beanspruchung auftretenden Längsdehnung min destens an einer Seite längsverschieblich gelagert ist, und dass der die Spannbacken (3a, 3b) tragende, be wegliche Schlitten (6a) durch von dem Rahmen un abhängige Führungen (8, 10) geführt ist. 2. Abbrennschweissmaschine nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen aus vier zur Werkstückachse parallelen Zughalmen (17a, 17b) gebildet ist, deren Achsenschnitte die Eck- punkte eines Rechteckes bilden, und dass der Werk stückachsenschnitt im Diagonalenschnittpunkt dieses Rechteckes liegt (Fig. 4). 3.

   Abbrennschweissmaschine nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Angriffspunkte (13a, 15a; 13b, 15b) von zwei parallelen Stauchteil kräften in der Mitte zwischen je zwei nebeneinander liegenden Zugholmen (17a, 17b) liegen. 4. Abbrennschweissmaschine nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass jede der eine Stauch- teilkraft ausübenden Vorrichtungen (13a, 15a; 13b, 15b) sich auf eine Traverse (16a, 16b) stützt, die zwei benachbarte Zugholme (17a oder 17b) verbin det und die Reaktionskraft auf diese überträgt. 5.

   Abbrennschweissmaschine nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für den beweglichen Maschinenschlitten (6b) zwei Führungen (8, 10) vor gesehen sind, deren Achsen mit den beiden Stauch teilkräften (13a, 15a; 13b, 15b) in. einer Ebene lie gen. 6. Abbrennschweissmaschine nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Führungen des beweglichen Maschinenschlittens (6a) in Richtung der Einspannkraft nachgiebig (bei 10) gelagert ist. 7.

   Abbrennschweissmaschine nach Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungen (8, 10) des beweglichen Maschinenschlittens (6b) als Rundführungen ausgebildet sind, von denen die nach giebig gelagerte Führung (10) in einem in Richtung der Spannkraft beweglichen Führungsstein (9) ge lagert ist. B. Abbrennschweissmaschine nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungs- und Zugholme zur Erhaltung gleicher Länge für eine Wasserkühlung zum Halten gleichmässiger Tempera tur mit Längsbohrungen versehen sind. 9.

   Abbrennschweissmaschine nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass für die Lagerung der Zugholme im Maschinengestell eine Trockenschmie rung, z. B. mit Molybdändisulfid, angeordnet ist. 10. Abbrennschweissmaschine nach Unteran spruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzielung einer trotz der nur geringen Längsbewegung der Zug holme ausreichenden Schmierung die Lagerung der Zugholme im Maschinengestell in Lagerbuchsen er folgt, die durch einen Antrieb in langsame Drehung versetzt werden. 11. Abbrennschweissmaschine nach Unteran spruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb des beweglichen Maschinenschlittens durch zwei ge trennte Antriebe, einen Abbrenn- und einen Stauch antrieb, erfolgt. 12.

   Abbrennschweissmaschine nach Unteran spruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Abbrenn- und Stauchantriebsvorrichtung den Schlitten nur in der Richtung eines Zusammenführens der Werk stücke bewegen, während die Rückwärtsbewegung durch gesonderte Rückzugelemente (14a, 14b) er folgt. 13. Abbrennschweissmaschine nach Unteran spruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitten rückzug durch ungesteuerte, das heisst dauernd beauf schlagte Druckluftzylinder (14a, 14b) erfolgt, die aus einem Druckluftbehälter mit einstellbarem Druck ge speist sind. 14.

   Abbrennschweissmaschine nach Unteran spruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Führun gen (8, 10) des beweglichen Maschinenschlittens (6b) in Richtung auf den feststehenden Teil (6a) der Ma schine durch eine Buchse (22) oder dergleichen ge gen Schweissspritzer geschützt ist, die in Ausneh- mungen des feststehenden Maschinenteils (6a) hin einragt.