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.
Electrical Resistance Abbrennschweissmaschine The previous electrical resistance Abbrenn welding machines generally correspond to the structure of cutting machine tools, insofar as the moving part is built as a slide that can be moved in a flat or round guide for burning and upsetting. Since the reaction forces that occur during upsetting are directed into the machine housing, bending of the housing and the resulting angular deviations of the workpieces cannot be avoided. An attempt is made to establish these connections or
To keep angular deviations within tolerable limits.
It has already been proposed to build resistance flash welding machines in the form of a four-column hydraulic press that works in the vertical direction.- You can avoid angular deviations with this design if the work pieces are exactly centered on the four columns in the axis of the Press cylinder are clamped. However, this design has other serious disadvantages.
It is not suitable for the long workpieces that are normally required for welding and therefore only for welding hollow bodies that are composed essentially of shell-like halves, eg. B. aircraft propeller hubs, Ventilge housing or the like have been proposed. In addition, it is not very easy to clamp the welded parts in a vertically operating machine, especially on the upper press table.
The subject of the invention is a flash-butt welding machine of the type mentioned, in which the disadvantages mentioned are eliminated. It aims at a design that accepts the workpieces in the usual, more convenient, horizontal position for loading and can be loaded from the front, and in which an angular deviation of the two workpiece axes is largely prevented when upsetting.
The invention is characterized in that the upsetting forces in at least two parallel; with the effective axis of the upsetting force directed and equally large partial forces is subdivided whose generating devices are net angeord in pairs with the workpiece axis in a plane and symmetrically to the axis. A frame that is essentially only subjected to tensile stress is used to absorb the reaction forces of the upsetting forces.
which is spatially symmetrical to the workpiece axis. This frame is expediently mounted in the machine frame in the direction of its longitudinal expansion occurring under stress at least on one side so that it can be longitudinally displaced. The movable carriage carrying the jaws can be guided by guides that are independent of the frame.
Such a design gives an electrical resistance flash welding machine in which the greatest possible guarantee is given that the workpiece parts are joined together under upsetting pressure without angular deviations. The reaction forces caused by the upsetting pressure who are kept away from the machine housing in which the Schlit th are guided.
The frame absorbing the reaction forces is expediently mounted independently of the slide. In addition, a symmetrical subdivision and arrangement of the upsetting forces and the machine parts absorbing the reaction forces ensures that both sides of the workpiece axis are subjected to uniform stress, so that the resulting angular deviations of the workpieces cannot have any effect.
The frame is advantageously formed from four drawbars parallel to the workpiece axis, the axis sections of which form the corner points of a rectangle. The workpiece axis section lies at the intersection of the diagonals of this rectangle. Furthermore, the points of application of two parallel compression forces should be in the middle between two adjacent tie bars.
An exemplary embodiment of the subject matter of the invention is illustrated in the drawing.
Figs. 1 and 2 show an electrical resistance flash-butt welding machine in front view and plan view.
FIG. 3 is a section along the line III-III of FIG. 1.
FIG. 4 shows a section along the line IV-IV in FIG. 1.
The two workpiece parts 1 and 2 to be welded can be clamped in the clamping jaws 3a, 3b, via which the welding current can also be supplied at the same time. Instead, you can also provide separate (not shown) power supply jaws, which can be located within the clamping jaws. The lines 19 which are connected to the transformer 20, which is expediently protected in a special housing 21 behind the machine, serve to supply the current.
The movement of the clamping jaws 3a, 3b in the vertical direction, that is, the generation of the clamping force, takes place by means of the pressure cylinders 4a, 4b, with the clamping jaws 3a, 3b by means of the columns 5a and 5b in bracket-like slides 6a and 6b are managed. The Schlit located on one side 6a can be attached to one stand 7 of the machine. The other carriage 6b is movably arranged and leads itself with its lower part in a guide rail 8, while the upper part contains a guide block 9 with a vertical movement possibility, which in turn leads to the upper guide rail 10.
The two guide bars 8 and 10 simultaneously serve as spacers and stiffeners between one machine frame 7 and another machine frame 11. In addition to the two bars 8 and 10, further bars can be provided at suitable points. The parts of the spars 8 and. 10 between the two carriages 6a and 6b are expediently covered by guide bushings 22, which protrude into recesses 23 of the fixed carriage 6a, so that the guide bars are protected from weld splatter.
To move the sliding carriage 6b, the burning control cam parts 12 and the upsetting punches 13a, 13b, the axes of which are in one plane with the workpiece axis and the axes of the two guide rails 8 and 10. Two retraction cylinders 14a, 14b are provided for the retraction of the movable slide <I> 6b </I>. The upsetting punches 13a, 13b engage in upsetting cylinders 15a, 15b which are arranged in the stand 11. The cylinders 15a, 15b are supported on cross members 16a, 16b. These traverses each connect two drawbars 17a, 17b, the axes of which lie in one plane with the axis of their associated upsetting punch 13a and 13b (FIG. 4).
The upsetting cylinders 15a, 15b and the drawbars 17a, 17b are mounted in the stand 11 so as to be longitudinally displaceable. Bushings 18a, 18b for the upsetting cylinders 15a, 15b can be arranged for guidance. The drawbars 17a, 17b pass through the carriages 6a and 6b in recesses 24 which are kept so large that no contact occurs between the carriages 6a, 6b and the bars 17a, 17b, so no power transmission can take place.
The mode of operation of the flash welding machine is as follows: The workpieces 1 and 2 are clamped in the clamping jaws 3a, 3b. So that the inevitable small deformation of the clamping slide does not lead to jamming of the guide, on the one hand (in the example; drawn above) the block 9, which is longitudinally displaceable in the clamping direction, is arranged, which at the same time also jams due to the heat tensions that are inevitable after long work prevented.
Then the power is switched on. With the help of the curves 12, the work piece 2 is brought up to the workpiece 1, as is common in this welding process, until it touches, whereupon the drive is stopped in a known manner, while the current flowing through heats the workpieces. After a while, the workpieces are separated again in that the curves 12 run back a little, with the force for pulling them apart from the retraction cylinders 14a, 14b being applied. After any repeated repetition of the preheating process, the burning process begins in a known manner, in which the curves 12 continuously move the movable clamping bracket.
For the following upsetting, the upsetting cylinders 15a, 15b are put into action, which in turn push the upsetting punch 13a, 13b with great force and speed and thereby cause the work pieces to be compressed, whereupon the power is switched off. The upsetting dies are not screwed tightly to the clamping slide in order to prevent jamming at this point. When upsetting the entire reaction forces are transferred to the cross members 16a, 16b, which in turn tension the drawbars 17a, 17b. The drawbars elongate under the influence of these tensions.
This elongation and thus a corresponding tension is kept away from the machine frame 7, 11 by the fact that the drawbars, as well as the upsetting cylinders, which are supported on the cross members 16a, 16b, are mounted in the stand 11 in a longitudinally displaceable manner. The longitudinal displacements of the drawbars when working are not very large and as a result do not allow any of the usual lubrication of moving parts. It is therefore advisable to ent neither permanent dry lubrication with one of the suitable lubricants, e.g.
B. molybdenum disulfide, to use, or with the usual oil or grease lubrication, to mount the drawbars 17a, 17b and the upsetting cylinders -15a, 15b in sockets that are set in constant rotation by a special drive .
In the machine according to the present invention, the only parts that are subjected to bending force by the upsetting force are the clamping jaws with their guides. However, since this bend occurs on both sides with the workpiece as the axis of symmetry, it cannot have any influence on the off-axis alignment of the workpieces.
The axially correct operation of the machine can itself be endangered by another influence, which can result from the fact that the guide bars 8 and 10 heat up unevenly during the work process. This can possibly lead to the machine frames tilting towards one another, which impairs the accuracy of the operation of the machine.
In order to rule out such a disturbance from the outset, it is proposed that all longitudinal bars, that is, the guide and spacer bars 8 and 10, further any further spacer bars and also the tension absorbing bars 17a, 17b forming the frame with To keep sigkeitsstromes at a constant temperature using a liquid flow passed through.
Instead of the two upsetting punches 13a, 13b, a multiple of these two upsetting punches can also be used, although attention must be paid to the symmetrical arrangement with regard to the workpiece axis. The same applies to the guide rails 8 and 10.