CH414887A - Verfahren und Vorrichtung zum Aneinanderschweissen von Kurbelwellenteilen - Google Patents

Description

  Verfahren und Vorrichtung zum Aneinanderschweissen von Kurbelwellenteilen    Beim Aneinanderschweissen von Einzelteilen zu  Kurbelwellen grösserer Abmessungen, von denen  normalerweise geringe Stückzahlen bei ständig wech  selnden Formen, die zudem die Verwendung von die  sen Formen jeweils angepassten Spezial-Einspann  backen erforderlich machen, treten wegen deren  hohen Gestehungskosten. und langen Stillstandszeiten  der Maschine beim Auswechseln der Backen     wirt-          schaftliche    Schwierigkeiten auf. Es ist deshalb schon  vorgeschlagen worden, beim Aneinanderschweissen  von Kurbelwellenteilen die mechanische Halterung  von der Stromzuführung zu trennen und den Strom  nur am Wellen- bzw.

   Kurbelzapfen zuzuführen,  wodurch erreicht wird, dass die     Stromzuführungsbak-          ken    eine einfache Form und eine fast universelle  Verwendbarkeit erhalten. Bei der praktischen Durch  führung hat sich jedoch herausgestellt, dass Kurbel  wellen moderner Konstruktion eine Schweissung in  dieser Art nicht gestatten, weil diese Kurbelwellen so  kurze Lagerlängen aufweisen, dass der zur Stromzu  führung notwendige Querschnitt für die Backen am  Zapfen nicht zur Verfügung steht.  



  Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren  zum Aneinanderschweissen von aus jeweils einer  Kurbelwange und zwei Halbzapfen bestehenden Tei  len zu einer Kurbelwelle in einer Widerstands-Ab  brennschweissmaschine, bei der die Stromzuführung  getrennt von der Einspannung der miteinander zu  verschweissenden Teile erfolgt.  



  Weiter betrifft die vorliegende Erfindung eine  Vorrichtung zur Durchführung des     erfindungsgemäs-          sen        Verfahrens.     



  Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch  gekennzeichnet, dass die zwei miteinander zu     ver-          schweissenden    Teile gegen eine als Anschlag die-    nende, zwischen die Teile eingeschwenkte Messlehre  eingespannt werden, worauf nach Ausschwenken der  Messlehre die Enden der miteinander zu     verschweis-          senden    Teile mittels eines zwischen die Teile     einge-          schwenkten,    Induktors vorgewärmt werden und nach  Ausschwenken des Induktors die Teile     mittels    einer  vom eigentlichen Schlittenantrieb der Maschine un  abhängig arbeitenden Schnellhubeinrichtung zum  Schweissen aneinandergefahren werden, wobei eine  Schnellhubeinrichtung verwendet wird,

   deren kon  stanter Hubweg die Breite der Messlehre um die  durch die Vorwärmung bedingte Längung der beiden  Teile     unterschreitet.     



  Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist gekenn  zeichnet durch eine zwischen den miteinander zu     ver-          schweissenden    Teilen     ein-    und ausschwenkbare  Messlehre, deren Breite um einen die Längung der  beiden Teile durch die Vorwärmung bedingten Be  trag     grösser    ist als der konstante Hub des Kolbens  der vorgesehenen, von dem eigentlichen Maschinen  schlitten unabhängig arbeitenden Schnellhubeinrich  tung für das Aneinanderfahren der Teile.  



  Nachfolgend wird anhand der Zeichnung ein  Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Verfah  rens und der erfindungsgemässen Vorrichtung be  schrieben.  



  Die Kurbelwange 1 mit zwei Halbzapfen ist in  einem Spannlager 2 des linken, feststehenden     Teils     der     Abbrenn-Stupfschweissmaschine        in;        bekannter     Weise eingespannt. Eine     zweite    Kurbelwange 3 mit  zwei Halbzapfen, ist im beweglichen Teil der  Maschine mittels einer Spannvorrichtung 4 einge  spannt. Zwischen den beiden miteinander zu     ver-          schweissenden    Kurbelwangen 1 und 3 befindet sich  eine ein- und ausschwenkbare Messlehre 5, die dazu      bestimmt ist, die räumliche Lage der beiden Teile  masslich genau festzulegen.

   Mit 6 ist ein Mittelfre  quenz-Induktor bezeichnet, der sich nach Aus  schwenken der Messlehre in den Spalt zwischen den  beiden Teilen einschwenken lässt. In einem Zylinder  8 kann, sich ein Kolben 7 einer Schnellhubeinrichtung       um        ein    genau     festgelegtes    Mass H nach     links    bewe  gen. Es ist auch möglich, anstelle von Zylinder und  Kolben einen Kniehebel oder einen anderen Antrieb,  der ein genau     festgelegtes    Mass als Hub aufweist, zu  verwenden. Mit 9 ist der übliche Schlittenantrieb der  Maschine bezeichnet.

   Die Stromzuführungsbacken  10 sind an einem nicht dargestellten Transformator  in bekannter Weise angeschlossen und werden über  Druckzylinder 11     betätigt.    Mit 12, 13, 14     und    15     sind          Spannelemente,    beispielsweise hydraulisch betätigte  Zylinder oder Spindelgetriebe, bezeichnet. Die Spann  elemente 12     und.    13 sind am feststehenden Teil, die  Spannelemente 14 und 15 am beweglichen Teil der  Schweissmaschine befestigt. Diese Spannelemente  betreiben vier Haltebacken 16, 17, 18 und 19. Der  vordere, den Halbzapfen der Kurbelwange 3 aufneh  menden Teil der Spannvorrichtung 4 ist in dieser  drehbar gelagert und kann mit Hilfe einer, z.

   B. aus  einer Schnecke 20, einem nicht dargestellten     Schnek-          kenrad    und einem Motor 21 bestehenden, Antriebs  vorrichtung in jeder beliebigen Winkelstellung     gehal-          tert    werden.  



  Die Gesamtanlage arbeitet wie folgt:  Nachdem die     miteinander    zu     verschweissenden     Kurbelwangen 1 und 3 in ihren Haltevorrichtungen 2  und 4 festgespannt und die Stromzuführungen 10 an  gelegt sind, wird mit Hilfe der eingeschwenkten  Messlehre 5 der genaue Abstand und die räumliche  Lage durch Betätigen von nichtgezeichneten üblichen  mechanischen Feinverstellungen eingestellt. Hierauf  wird die Messlehre 5 ausgeschwenkt. Nun     beginnt     der Schweissvorgang. Der Induktor 6 wird in den  Spalt zwischen den beiden Teilen 1 und 3 einge  schwenkt, der Mittelfrequenzstrom wird eingeschaltet  und die Stirnflächen der     Teile    beginnen sich zu er  wärmen.

   Nachdem diese Erwärmung bis zu einer ge  wünschten Temperatur und Erwärmungstiefe geführt  hat, wird der Induktor unter Abschaltung des Stro  mes wieder ausgeschwenkt und im gleichen Moment  wird der     Zylinder    8 von rechts mit Druckmittel be  schickt, wobei sich der Kolben 7 nach links in Bewe  gung setzt und dadurch den Spalt zwischen den  Werkstücken 1 und 3 schliesst. Gleichzeitig mit dem  Betätigen des Kolbens 7 wird der     Schweisstransfor-          mator    eingeschaltet, so dass die Backen 10 unter  Schweissspannung stehen.

   Im Augenblick des       Schliessexes    des Schweissspaltes wird auch der An  trieb 9     eingeschaltet,    der den     beweglichen    Teil der       Schweissmaschine    mit der Spannvorrichtung mit     Ab-          brenngeschwindigkeit    verschiebt, so dass der Ab  brennvorgang beginnt.  



  Dass der Abbrennvorgang unmittelbar ohne Stö  rung     einsetzt,    ist aus folgendem Grund     unbedingt     notwendig, während man bei den üblichen Maschi-    nen stets eine Einrichtung verwendet, die bei einem  unbeabsichtigten  Klebenbleiben , d. h. also bei  einer Unterbrechung des Abbrennvorganges in  Tätigkeit tritt und den Maschinenschlitten zurück  holt, ist eine solche Massnahme hier nicht tunlich,  weil beim Klebenbleiben die Stromstärke der  Maschine derartig ansteigt, dass die Stromdichte in  den infolge der kurzen Zapfenlänge sehr schmal ge  haltenen Backen 10 unzulässige Werte annehmen  würde, die zu Brandstellen am Werkstück führen  müssten, wodurch Ausschuss entsteht.  



  Damit das Abbrennen sofort nach Schliessen des  Spaltes einsetzt, um ein unerwünschtes Abkühlen der  vorgewärmten Werkstücke zu verhindern und ande  rerseits ein  Klebenbleiben  der miteinander zu     ver-          schweissenden    Teile mit Sicherheit zu vermeiden,  sind folgende Massnahmen vorgesehen:  Die Breite H+X der Messlehme 5 ist gleich dem  Hub des Kolbens 7 zuzüglich eines Masses X, das der  Verlängerung der Werkstücke 1 und 3 infolge der  Erwärmung durch den Induktor 6 entspricht.

   Würde  man diese     Erwärmung    nicht     berücksichtigen,    so würde  beim Schliessen des Schweissspaltes unweigerlich ein   Klebenbleiben , ja sogar eine lokale     Verschweis-          sung    infolge einer Stauchung entstehen, was zwangs  läufig zum Ausschuss der Teile führt.  



  Zur weiteren Sicherung des sofortigen und unge  störten Abbrennbeginnes sind die Stirnflächen der zu  verschweissenden Teile kegelig, ballig oder     kegel-          stumpfförmig    ausgeführt. Die kombinierte Anwen  dung der beiden beschriebenen Massnahmen gewähr  leistet den gewünschten Effekt eines sofortigen Ab  brennens ohne     Klebenbleiben,    wonach in üblicher  Weise gestaucht wird.  



       Ixe    der Zeichnung ist das Verfahren in der Form  gezeigt, dass bei rechtsstehendem Kolben 7 eingelegt       wird.    Es ist selbstverständlich auch möglich, bei ge  schlossenem Spalt, d. h. linksstehendem Kolben 7 zu  spannen und erst nachher zum Zwecke des     Einfüh-          rens    des     Induktors    den Kolben 7 nach rechts gehen  zu lassen.

   In diesem Falle     verringert    sich selbstver  ständlich das     Breitenmass    des     Anschlags    5 auf den       Wert    X, den die     Verlängerung    der Werkstücke durch       die        Erwärmung        erfordert.  

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE I. Verfahren zum Aneinanderschweissen von aus jeweils einer Kurbelwange und zwei Halbzapfen be stehenden Teilen zu einer Kurbelwelle in einer Widerstands-Abbrennschweissmaschine, bei der die Stromzuführung getrennt von der Einspannung der miteinander zu verschweissenden Teile erfolgt, da durch gekennzeichnet, dass die zwei miteinander zu verschweissenden Teile gegen eine als Anschlag die nende, zwischen die Teile eingeschwenkte Messlehre eingespannt werden,

   worauf nach Ausschwenken der Messlehre die Enden der miteinander zu verschweis- senden Teile mittels eines zwischen die Teile einge schwenkten Induktors vorgewärmt werden, und nach Ausschwenken des Induktors die Teile mittels einer vom eigentlichen Schlittenantrieb der Maschine unabhängig arbeitenden Schnellhubeinrichtung zum Schweissen aneinander gefahren werden,

   wobei eine Schnellhubeinrichtung verwendet wird, deren kon stanter Hubweg die Breite der Messlehre um die durch die Vorwärmung bedingte Längung der beiden Teile unterschreitet. II. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, gekennzeichnet durch eine zwischen den miteinander zu verschweissenden Tei len (1, 3) ein- und ausschwenkbare Messlehre (5), deren Breite (H+X) um einen die Längung der beiden Teile durch die Vorwärmung bedingten Betrag (X) grösser ist als der konstante Hub (H) des. Kolbens (7) der vorgesehenen, von dem eigentlichen Maschinen schlitten (9) unabhängig arbeitenden Schnellhubein richtung für das Aneinanderfahren der Teile (l, 3). UNTERANSPRÜCHE 1.

   Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass die gegeneinander gerichteten Stirnflächen ,der miteinander zu verschweissenden Teile in balliger Form ausgebildet werden. 2. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass die gegeneinander gerichteten Stirnflächen der miteinander zu verschweissenden Teile in kegeliger Form ausgebildet werden. 3. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass die gegeneinander gerichteten Stirnflächen der miteinander zu verschweissenden Teile in kegelstumpfartiger Form ausgebildet werden.