Widerstands-Abbrennstumpfschweissmaschine mit Entgratungsvorrichtung Das Patent betrifft eine Widerstands-Abbrenn stumpschweissmaschine mit Entgratungsvorrichtung zur Entfernung des Schweissgrates und ein Verfah ren zum Betrieb der Maschine.
Bei bekannten Maschinen dieser Art werden zum Entfernen des Schweissgrates nach dem Schweissvor gang (und gegebenenfalls Zurückziehen der Strom zuführungsbacken) zuerst die das eine der verschweiss ten Werkstücke haltenden Spannbacken zurückgezo gen. Dann wird das Entgratungswerkzeug zwischen den zurückgezogenen Spannbacken hindurch zur Schweissstelle und über diese hinweg geführt und dabei der Schweissgrat entfernt. Dabei muss zwischen dem Ende des Schweissvorganges und dem Entgraten eine gewisse Zeit vergehen, während welcher die Schweissstelle so weit abkühlt und sich entsprechend verfestigt, dass das Stück der miteinander verschweiss ten Werkstücke, welches sich zwischen den zurück gezogenen Spannbacken befindet, von der geschweiss ten Verbindungsstelle hinreichend fest gehalten ist, um seine Lage beizubehalten.
Bei grossen Maschinen, insbesondere Schienenschweissmaschinen, kann diese Zeit ungefähr dem Zeitaufwand für das Zurück ziehen der Spannbacken entsprechen.
Wenn die Schweissstelle dermassen abgekühlt ist, dass ihre Festigkeit zum hinreichenden Festhalten des zwischen den zurückgezogenen Spannbacken be findlichen Stückes der miteinander verschweissten Werkstücke ausreicht, hat jedoch auch der Schweiss grat eine Festigkeit erreicht, welche das Entgraten erheblich erschwert. Wird die Abkühlungszeit bis zum Entgraten verkürzt, so wird zwar das Entgraten er leichtert, es besteht jedoch die Gefahr, dass die noch nicht hinreichend verfestigte Schweissstelle sich unter der Wirkung der Schwerkraft des zwischen den zu rückgezogenen Spannbacken befindlichen Stückes der miteinander verschweissten Werkstücke deformiert.
In jedem Falle ist die mechansiche Beanspruchung, welche die Schwerkraft des zwischen den zurück gezogenen Spannbacken befindlichen Stückes der miteinander verschweissten Werkstücke an der noch nicht weitgehend abgekühlten Schweissstelle hervor ruft, unerwünscht im Hinblick auf die Eigenschaften der geschweissten Verbindung.
Zur Vermeidung dieser Nachteile ist bei der erfindungsgemässen Maschine das Entgratungswerk- zeug in seiner Ruhelage zwischen einem Spannbak- kenpaar für das eine und einem Spannbackenpaar für das andere der zu verschweissenden Werkstücke angeordnet und in Arbeitslage dieser Spannbacken paare über die Schweissstelle bewegbar.
Bei dem erfindungsgemässen Verfahren zum Be trieb der Maschine nach der Erfindung wird nach Vollendung des Schweissvorganges (und gegebenen falls Zurückziehung der Stromzuführungsbacken) zu erst der noch glühende Schweissgrat mittels des Ent- gratungswerkzeuges entfernt und die Spannbacken werden erst gelöst, nachdem die Schweissstelle abge kühlt ist.
Zum Antrieb des Entgratungswerkzeuges dienen zweckmässig wenigstens ein, vorzugsweise zwei hy draulische Zylinder mit doppelt wirkendem Kolben.
Bei Schweissmaschinen, welche für jedes der zu verschweissenden Werkstücke getrennte Spannbacken und Stromzuführungsbacken haben, wobei die inner sten Spannbacken nicht zugleich den Strom führen, und die Stromzuführungsbacken bekanntlich in klei nem Abstand beiderseits der Schweissstelle angeordnet sind, ist das Entgratungswerkzeug zweckmässig in Ruhelage zwischen den Stromzuführungsbacken für das eine der zu verschweissenden Werkstücke und den diesen Stromzuführungsbacken benachbarten Spannbacken angeordnet und bei zurückgezogenen Stromzuführungsbacken über die Schweissstelle be- wegbar.
Beim Betrieb dieser Ausführungsform der Maschine werden z. B. nach Vollendung des Schweiss vorganges die Stromzuführungsbacken zurückgezogen, dann wird das Entgratungswerkzeug über die Schweiss stelle geführt, und danach werden die Spannbacken gelöst, nachdem die Schweissstelle abgekühlt ist.
In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes eine Schienenschweissma schine teilweise dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 einen vertikalen Schnitt durch die Ma schine mit zwei verschweissten Schienen, deren Schweissgrat noch nicht entfernt ist; Fig. 2 einen Grundriss zu Fig. 1, teilweise im Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1; Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 1 und 2 in grösserem Massstab.
Die dargestellte Maschine hat ein Maschinen gestell 1. An diesem Maschinengestell 1 sind zum Festhalten des einen Schienenendes 2 zwei horizon tale Spannbackenpaare 3, 5 mit hydraulischen An triebszylindern 4, 6 und ein vertikales Spannbacken paar 7 mit hydraulischen Antriebszylindern 8 ange bracht. Zur Zuführung des Schweissstromes zum Schienenende 2 dient ein Kontaktbackenpaar 9 mit hydraulischen Antriebszylindern 10. Die Backen 3, 5, 7, 9 sind (in nicht dargestellter Weise) vom Maschinengestell 1 isoliert. Die Kontaktbacken 9 sind (in nicht dargestellter Weise) mit einem Sekun därpol des (nicht gezeichneten) Schweisstransforma tors verbunden.
In der Zeichnung sind die Spannbacken 3, 5, 7 in der Lage (Arbeitslage) dargestellt, in welcher sie das Schienenende 2 festhalten und die Kontaktbacken 9 in der zurückgezogenen Lage (Ruhelage).
Die Maschine hat zum Festhalten des anderen Schienenendes 11, welches mit dem Schienenende 2 zu verschweissen ist, zwei horizontale Spannbak- kenpaare 12, 14 mit hydraulischen Antriebszylin dern 13, 15 und ein vertikales Spannbackenpaar 16 mit hydraulischen Antriebszylindern 17. Zur Zu führung des Schweissstromes zum Schienenende 11 dient ein Kontaktbackenpaar 18 mit hydraulischen Antriebszylindern 19. Die Kontaktbacken 18 sind (in nicht dargestellter Weise) mit dem anderen Se kundärpol des (nicht gezeichneten) Schweisstransfor mators verbunden.
In der Zeichnung sind die Spannbacken 12, 14 und Kontaktbacken 18 in zurückgezogener Lage (Ruhelage) und die Spannbacken 16 in ihrer Ar beitslage dargestellt, wobei das Schienenende 11 frei zwischen den Backen 12, 14, 18 liegt und von den Backen 16 gehalten ist. Die horizontalen Spann backen 3, 5, 12, 14 sind kleiner und leichter aus geführt als die vertikalen, näher an der Schweiss stelle angeordneten Spannbacken 7 und 16, da sie die Schienenenden 2 und 11 -nur seitlich zu halten und nicht deren Gewicht aufzunehmen haben. Die Spannbackenpaare 12, 14 und 16 sowie das Kon taktbackenpaar 18 sind an einem im einzelnen nicht dargestellten Schlitten 20 angebracht, welcher in Richtung des Doppelpfeiles 21 auf (nicht ge zeichneten) Rollen verschiebbar am Maschinengestell 1 in nicht näher dargestellter Weise gelagert ist.
Der Schlitten 20 hat eine vordere und eine hintere Längswand 22. Er ist in Fig. 1 und 2 in seiner dem Backenpaar 9 zugewandten Endlage dargestellt.
Die hydraulischen Kolben 4, 6, 8, 10, 13, 15, 17, 19 gehören zu einer im einzelnen nicht dar gestellten hydraulischen Antriebseinrichtung. Der Schlitten hat einen (im einzelnen nicht dargestellten) hydraulischen Antrieb mit zwei Zylindern 23.
Jedes der Kontaktbackenpaare 9, 18 ist in klei nem Abstand vom benachbarten Spannbackenpaar 7 bzw. 16 angeordnet. In der dargestellten (in der Zeichnung linken) Endlage des Schlittens 20 haben die Kontaktpaare 9, 18 auch einen kleinen Abstand voneinander. Jedes Kontaktbackenpaar ist, wie er wähnt, mit einem Pol des (nicht dargestellten) Schweisstransformators verbunden.
Die Entgratungsvorrichtung hat einen kastenför- migen Träger 24 für das Entgratungswerkzeug 25 und einen hydraulischen Antrieb. Der Träger hat zwei vertikale Seitenwände 26, von denen in Fig. 1 nur die hintere Seitenwand dargestellt ist, eine obere horizontale Wand 27 und eine untere horizontale Wand 28. An dem der zwischen den Kontaktbacken paaren 9 und 18 liegenden Schweissstelle zugewand ten Ende des kastenförmigen Trägers 24 ist das rahmenförmige Entgratungswerkzeug 25 befestigt.
Am anderen, der Schweissstelle abgewandten Ende ist der kastenförmige Träger 24 für das Entgratungs- werkzeug 25 mit einer rahmenförmigen Endplatte 29 versehen, deren Öffnung das in die Maschine eingeführte Schienenende 11 mit Abstand umschliesst.
Der kastenförmige Träger 24 mit dem Entgra- tungswerkzeug 25 ist mittels Rollen 30 am Schlitten 20 in Richtung des Doppelpfeiles 21 verschiebbar gelagert. Die Rollen 30 sind an Laschen 31 gelagert, welche an den Längswänden 22 des Schlittens 20 befestigt sind. Zum Verschieben des Trägers 24 dient eine hydraulische Antriebsvorrichtung mit zwei Zy lindern 32 mit (nicht dargestellten) doppelt wirken den Kolben. In Fig. 1 und 2 ist der Träger 24 mit dem Entgratungswerkzeug 25 in seiner relativ zum Schlitten 20 (in der Zeichnung) rechten Lage (Ruhelage) dargestellt.
Der Abstand der Seitenwände 26 voneinander ist grösser als die in Richtung dieses Abstandes lie gende Abmessung der Backen des vertikalen Spann backenpaares 16 und die horizontalen Wände 27, 28 haben einen Abstand vom Spannbackenpaar 16, so dass die Spannbacken des Spannbacken paares 16 zum Festspannen des Schienenendes 11 in vertikaler Richtung zwischen die Seitenwände 26 in den oben und unten offenen Teil des kasten- förmigen Trägers 24 hineingeführt werden können, und eine Verschiebung des Trägers 24 ermöglichen, bei welcher das Entgratungswerkzeug 25 über die Schweissstelle geführt wird.
Die Seitenwände 26 haben den Backen des Spannbackenpaares 12 mit Spiel angepasste Löcher 33 und den Backen des Spannbackenpaares 14 mit Spiel angepasste Aus- nehmungen 34. In der in Fig. 1 und 2 dar gestellten Lage des kastenförmigen Trägers 24, in welcher das Entgratungswerkzeug 25 sich zwischen dem Kontaktbackenpaar 18 und dem diesem be nachbarten Spannbackenpaar 16 befindet, fluchten die Löcher 33 mit den Backen des Spannbacken paares 12 und die Ausnehmungen 34 mit den Backen des Spannbackenpaares 14.
Die Spannbacken der Spannbackenpaare 12 und 14 zum Festspannen des Schienenendes 1l in horizontaler Richtung können daher in der dargestellten Lage des kastenförmigen Trägers 24 durch die Bohrungen 33 und die Aus- nehmungen 34 hindurch zum Schienenende 11 vor geschoben werden.
35 und 36 sind Führungsrollen für das Schie nenende 11.
Der Betrieb der beschriebenen Maschine erfolgt nach folgendem Verfahren: In der Ausgangslage der Maschine sind alle Spann- und Kontaktbackenpaare 3, 5, 7, 9, 12, 14, 16, 18 zurückgezogen (es sind also nur die Kon taktbacken 9, 18 und die Spannbacken 12, 14 in dieser Lage gezeichnet). Der Schlitten ist in die in Fig. 1 strichpunktiert dargestellte Stellung 20' zurück gezogen. Die Entgratungsvorrichtung 24, 25 befindet sich relativ zum Schlitten 20 in der dargestellten Lage. Das Entgratungswerkzeug 25 befindet sich also zwischen dem Kontaktbackenpaar 18 und dem Spannbackenpaar 16. In dieser Stellung der Ma schine werden die Schienenenden 2, 11 in die Ma schine eingeführt und in relativ zueinander ausge richteter Lage mittels der Spannbackenpaare 3, 5, 7, 12, 14, 16 festgespannt. Ausserdem werden die Kontaktbacken 9 und 18 gegen die Schienenenden gepresst.
Dann werden durch gesteuerten Antrieb (Antriebszylinder 23) und Steuerung des Schweiss stromes die Verfahrensschritte des Vorwärmens, Ab brennens und Stauchens durchgeführt. Beim Stau chen bildet sich der mit 37 bezeichnete Schweissgrat an der Schweissstelle. Sobald der Stauchvorgang be endet ist, während also der Schweissgrat noch glüht, werden die Backen der Kontaktbackenpaare 9 und 18 und der horizontalen Spannbackenpaare 12, 14 zurückgezogen. Sämtliche Spannbacken 3, 5, 7, 12, 14, 16 und Kontaktbacken 9, 18 befinden sich dann in der in der Zeichnung dargestellten Lage. Das Zurückziehen der Backen der Kontakt backenpaare 9 und 18 und der Spannbackenpaare 12 und 14 erfordert relativ wenig Zeit, weil es sich dabei um kleinere, leichtere Backen handelt.
Un mittelbar anschliessend wird mittels der Antriebs zylinder 32 der Träger 24 mit dem Entgratungs- werkzeug 25 über die Schweissstelle geführt und dabei der noch glühende Schweissgrat 37 entfernt, während beide Schienenenden 2, 11 mittels der Spannbackenpaare 3, 5, 7, 16 festgehalten sind, so dass die noch relativ heisse Schweissstelle nicht be- ansprucht wird. Erst dann oder nach einer Abküh lungsphase (während welcher z.
B. das Entgratungs- werkzeug in seine in Fig. 1 dargestellte Ruhelage zurückgezogen werden kann) werden die Spannbak- ken 3, 5, 7, 16 gelöst und die verschweissten Schie nen 2, 11 aus der Maschine genommen. Die Spann backenpaare 3, 5 können auch bereits zusammen mit den Spannbackenpaaren 12, 14 gelöst werden, da die Spannbacken 7 das Schienenende 2 für den Entgratungsvorgang hinreichend festhalten. Wenn ein besonders festes Halten beider Schienenenden 2, 11 erwünscht ist, können auch alle Spannbackenpaare, also auch die Spannbacken 12, 14, erst nach dem Entgraten gelöst werden.
Damit in diesem Falle das Spannbackenpaar 12 die Entgratungsbewegung des Trägers 24 des Entgratungswerkzeuges 25 ermöglicht, können die Löcher 33 in den Seitenwänden 26 (abweichend von der gezeichneten Form) als Lang löcher ausgeführt sein.