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.