Kettenschweissmaschine für Widerstandsstumpfschweissung Die Erfindung bezieht sich auf eine Ketten- schweissmaschine für Widerstandsstumpfschweis- sung, bei der je Arbeitsspiel die zu verschweissenden Kettengliedenden von Stauchstählen mittels Federn zunächst mit einem geringeren Druck, dem Anlage druck, und anschliessend nach Erreichen der Schweisstemperatur mit einem höheren Druck, dem Stauchdruck, zusammengepresst werden.
Bei bekannten Kettenschweissmaschinen dieser Art werden die Stauchstähle von in gleicher Ebene gegensinnig schwenkbaren, zweiarmigen Stauchhe beln gehalten, deren lange Arme über Kniegelenk stücke, die durch vorgespannte Federn: belastbar sind, gespreizt und damit die von den kurzen Armen der Stauchhebel gehaltenen Stauchstähle gegeneinan der bewegt werden können. Die Stauchhebel und Kniegelenkstücke werden von einem Schweisshebel, der von einem umlaufenden Nocken gesteuert wird, in Ausgangsstellung gebracht und dabei werden auch die Federn zur Erzielung des Anlagedruckes sowie auch besondere Federn zur Erzielung des Stauch druckes in Spannstellung gebracht.
Gibt der Steuer nocken den Schweisshebel frei, so wirken zunächst die Federn zur Erzielung des Anlagedruckes über die Kniegelenkstücke auf die Stauchhebel, während die Federn zur Erzielung des Stauchdruckes von einer Arretiervorrichtung in Spannstellung gehalten wer den.
Haben die mit Anlagedruck zusammengepressten Enden des Kettengliedes die Schweisstemperatur er reicht, dann wird über eine auf die Licht- oder Wär mestrahlung an der Schweissstelle ansprechende Ein richtung, einem Zeitrelais o. dgl., und über einen Magneten die Arretierung der gespannten Federn für den Stauchdruck aufgehoben, so dass die Stauch- stähle schlagartig die aufgeheizten Kettengliedenden stauchen. Dabei kann gleichzeitig der Schweissstrom abgeschaltet werden.
Es hat sich gezeigt, dass diese bekannten automa tischen Schweissmaschinen, insbesondere beim Schweissen von Kettengliedern aus Stählen höherer Güteklassen, den Anforderungen an Genauigkeit der einzuhaltenden Drücke und Zeiten, Schnelligkeit der Arbeitsspiele und Lebensdauer, insbesondere der Arretiervorrichtung, nicht gewachsen sind.
Ferner ist es bei den bekannten Schweissmaschi- nen mit besonderen Schwierigkeiten verbunden, den Anlagedruck und den Stauchdruck unabhängig von einander den jeweiligen Erfordernissen anzupassen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine besonders einfache und zuverlässig arbeitende Ket- tenschweissmaschine für Widerstandsstumpfschweis- sung zu schaffen, welche die Nachteile der bekannten Maschine nicht aufweist und mit der z. B. auch Ket tenglieder aus Stählen höherer Güteklasse zuverlässig geschweisst werden können.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung gelöst durch einen der Stauchkraft der Federn entgegenar beitenden hydraulischen Druckzylinder, dessen Druck zur Erzielung einer der Stauchkraft entgegen wirkenden Kolbenkraft durch einen Maximaldruck regler zunächst auf einem Höchstdruck haltbar ist und durch Öffnen einer Absperrung plötzlich redu zierbar ist, um den vollen Stauchdruck am Ketten glied zu erzielen.
Die erfindungsgemässe Ausbildung der Ketten- schweissmaschine hat zum Vorteil, dass sowohl für den Anlagedruck als auch für den Stauchdruck nur eine Kraftquelle, z. B. eine oder mehrere gespannte Federn erforderlich sind, und dass beim Einsetzen des Stauchdruckes zweckmässig keine Teile hammer schlagartig aufeinanderschlagen, was bei den bekann ten Kettenschweissmaschinen stets der Fall war.
Der Anlagedruck am zu schweissenden Ketten glied ergibt sich aus der von der Kraftquelle ausgeüb ten Stauchkraft, vermindert um die vom hydrauli schen Druckzylinder ausgeübte Gegenkraft. Diese Gegenkraft wird durch einen Maximaldruckregler, z. B. ein Maximaldruckventil, konstant gehalten. Um nun z.
B,. im richtigen Zeitpunkt .den Stauchdruck auszulösen, muss lediglich: eine Absperrung des Druckzylinders ,geöffnet werden, so dass .der Druck im Druckzylinder plötzlich auf Atmosphärendruck abfällt und die volle Stauchkraft ;zur Verfügung steht.
Vorteilhafterweise ist der Höchstdruck am Maxi maldruckregler einstellbar. Dadurch ist es möglich, bei gleichbleibendem Stauchdruck den Anlagedruck zu ändern, bzw. den Anlagedruck unabhängig vom Stauchdruck einzustellen. Zweckmässigerweise münden die vom Druck raum des Druckzylinders ausgehenden und über den Maximaldruckregler und die Absperrung führenden Leitungen in einen Behälter, dessen Niveau höher liegt als die übrigen Teile der hydraulischen Anlage. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass auch bei Lek- kagen stets der Kolben des Druckzylinders den Druckraum vollsaugt.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer auto matischen Schweissmaschine zum Schnellpress- stumpfschweissen von Kettengliedern aus besonders hartem Stahl höherer Güteklassen ist gekennzeichnet durch einen schwenkbar gelagerten, von einem um laufenden Nocken gesteuerten und in Spannstellung bringbaren Schweisshebel, der über Kniegelenke und Stauchhebel die Stauchstähle bewegt und an dem die Federn und der der Federkraft entgegenwirkende, hydraulische Druckzylinder angreifen,
sowie durch eines zwecks Veränderung der Federvorspannung mittels einer Schraubenspindel verstellbaren Wider lagers der Federn.
Weitere Merkmale gehen aus der folgenden Be schreibung hervor, in der ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert ist. Es zeigen: Fig. 1 eine Frontansicht, teilweise geschnitten, Fig.2 eine Seitenansicht, teilweise geschnitten und Fig. 3 eine Prinzipzeichnung der Kettenschweiss- maschine.
Wie Fig. 1 zeigt, wenden die Enden 1', 1" des zu schweissenden Kettengliedes 1, das sich auf dem Schweissattel 2 befindet, von Stauchstählen 3, 3' zu sammengepresst, die von den kurzen Armen 4, 4' der um die Achsen 5, 5' schwenkbaren, zweiarmigen Stauchhebel 6, 6' gehalten werden. An den langen Armen der Stauchhebel 6, 6' sind Kniegelenke 7, 7' aasgelenkt, an die über eine Brücke 8 einen Zugbol zen 9 und einen Federträger 10 die Druckfederpakete 11, 11' angreifen. Am Federträger 10 ist über Laschen 12 ein Schweisshebel 13 aasgelenkt, der ins- besondere aus Fig. 2 ersichtlich ist. Das Widerlager für die Druckfederpakete 11 ist mit 14 bezeichnet.
Wie Fig. 2 zeigt, kann dieses Widerlager 14 zur Veränderung der Federkraft der Federn 11, 11' und damit der Stauchkraft - über eine Spindel 15, Kegelräder 16 und ein Handrad 17 verstellt werden.
Den Federn 11, 11' wirkt ein hydraulischer Druckzylinder 18 entgegen, dessen Gehäuse ortsfest ist und dessen Kolben 19 mit dem Bolzen 9 verbun den ist. Der Bolzen 9 ist am Federträger 10 befestigt, so dass die gespannten Federn 11, 11' über den Federträger 10 den Bolzen nach unten drücken, wäh rend der Druck im Druckraum 20 des Zylinders 18 dem entgegenwirkt. Die Spannstellung der Federn 11, 11' und die Ausgangsstellung des Kolbens 19 wird durch den um die Achse 21 schwenkbaren Schweiss- hebel 13 erreicht, der über die Rolle 22 von einem Nocken 23 einer Steuerwelle 24 gesteuert wird.
Die Arbeitsweise der erfindungsgemässen Schweissmaschine wird nun insbesondere unter Be zugnahme ,auf Fig. 3 erläutert: Nach, Auflegen. .des noch urgeschweissten Kettengliedes 1 auf den Schweissattel 2 durch eine nicht dargestellte Vorrich tung befindet sich die Rolle 22 des Schweisshebels 13 zwischen den Punkten 25 und 25' des Nockens 23. In dieser Stellung des Steuernockens 23 sind die Federn 11, 11' gespannt und steht der Kolben 19 des hydraulischen Druckzylinders 18 in seiner obersten Stellung. Die Stauchstähle 3, 3' haben in dieser Arbeitsphase einen solchen Abstand voneinander, dass das zu schweissende Kettenglied leicht zwischen die Stauchstähle gebracht werden kann.
Gibt der Steuernocken 23 den Schweisshebel 13 frei, dann wird durch die Kraft der gespannten Federn 11, 11' der Federträger 10, der Bolzen 9, die Brücke 10 nach unten bewegt, so dass einerseits die langen Arme der Stauchhebel 6, 6' über die Kniehe bel 7, 7' gespreizt und damit die Stauchstähle 3, 3' gegeneinander bewegt werden und andererseits der Kolben 19 gegen den Druck im Druckraum 20 des hydraulischen Zylinders 18 bewegt wird. Es wirkt am Bolzen 9 eine Kraft, die sich aus der Differenz zwi schen Federkraft und der vom Kolben 19 ausgeübten Gegenkraft ergibt.
Diese Gegenkraft wird während des Vorwärmens der zu verschweissenden Kettengliedenden von einem Maximaldruckregler 30 bestimmt, der den Druck im Druckraum 20 des hydraulischen Zylinders 18 auf einem konstanten Wert hält. Wirkt beispielsweise am Bolzen 9 eine Federkraft von 300 kg und ist der Maximaldruck am Maximaldruckregler 30 so einge stellt, dass der Kolben 19 eine Gegenkraft von 200 kg ausübt, dann zieht der Bolzen 9 mit einer Kraft von 300 kg-200 kg = 100 kg an der Brücke 8,
so dass die Stauchstähle während dieser Arbeitsphase auf das zu schweissende Kettenglied einen Anlage- druck ausüben. Während dieser Vorwärmperiode wird den Kettengliedenden in bekannter Weise durch nicht dargestellte Elektroden Strom zugeführt, um diese auf Schweisstemperatur zu bringen.
Ist die Schweisstemperatur an den Kettenglieden den erreicht, so wird durch an sich bekannte Steuer einrichtungen eine Absperrung 31 des Druckzylin ders 18 geöffnet, so dass der Druck im Druckraum 20 des Zylinders plötzlich auf einen kleinen Wert ab fällt und an der Brücke 8 die volle Federkraft - im Beispiel in Höhe von 300 kg - zur Wirkung kommt.
Im Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 3 erfolgt die Umsteuerung des Druckes im hydraulischen Druck zylinder 18 durch einen elektromagnetisch gesteuer ten Dreiwegeschieber 32. Während der Vorwärmpe riode stehen die Steuerflächen des Dreiwegeschiebers 32 so, dass der Druckraum 20 des Zylinders 18 nur mit dem einstellbaren Maximaldruckregler 30 in Verbindung steht. Ist an den Kettengliedenden die Schweisshitze erreicht, so wird der Schieber 32 von einer an sich bekannten, auf die Licht- oder Wärme strahlung ansprechenden Vorrichtung oder z.
B. einer auf den Zeitablauf, den Stauchweg während der Vor wärmperiode oder der Stromstärke des Schweiss- stroms ansprechenden Vorrichtung elektromagne tisch in die andere Schaltstellung gebracht, wobei der Druckraum 20 über einen relativ grossen Querschnitt geöffnet wird, so dass der Druck auf Atmosphären druck o. dgl. abfällt und der volle Stauchdruck zur Wirkung kommt.
Die aus dem Druckraum 20 des Druckzylinders 18 über den Maximaldruckregler 30 und über die Absperrung 31 führenden Leitungen 34, 35 münden in einen Behälter, dessen Niveau 37 höher liegt als die übrigen Teile dieser hydraulischen Anlage.
Nach Beendigung einer Schweissung wird das nächste zu verschweissende Kettenglied auf den Schweissattel 2 gebracht und der Nocken 23 der Steuerwelle 24 hebt den Schweisshebel 13 hoch, so dass die Federn 11, 11' gespannt werden und der Kolben 19 des hydraulischen Zylinders 18 in seine Ausgangslage gebracht wird. Dabei wird aus dem Be hälter 36 öl über die Leitung 35 und der geöffneten Absperrung 31 des Dreiwegeschiebers 32 in den Druckraum 20 gesogen. Ist der Kolben 19 in seine oberste Stellung gelangt, dann steuert über einen Endschalter o. dgl. der Magnetschieber 32 um, und die in Fig. 3 dargestellte Stellung wird erreicht, so dass das nächste Arbeitsspiel beginnen kann.
Wie Fig. 2 zeigt, ist der Maximaldruckregler 30 so an der Schweissmaschine angebracht, dass der Maximaldruck über ein Handrad 38 bequem einstell bar ist. Auf einer Anzeigeskala kann der eingestellte Gegendruck ablesbar sein.
Gemäss dem beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung wirkt auf die Brücke 8 eine Federan ordnung ein, deren Federkraft denn. Stauchdruck ent spricht, während bei der bekannten Anordnung diese Federkraft lediglich dem Anlagedruck entsprach. Nach der Erfindung soll in der ersten Arbeitsphase, während welcher lediglich der Anlagedruck herr schen soll, der hohen Federkraft eine Kraft entgegen wirken, während bei der bekannten Ausführung der verhältnismässig niedrigen Anlage-Federkraft sich in der zweiten Bewegungsphase eine Zusatzkraft zur Erzielung des Stauchdruckes überlagern sollte.
Der Vorteil der beschriebenen Ausführungsform der Er findung besteht deshalb in der Hauptsache darin, dass die entgegenwirkende Kraft von Beginn des Arbeitsspieles an und über die erste Bewegungsphase zur Einwirkung kommt und dann mit Einsetzen der zweiten Arbeitsphase plötzlich auf den Nullwert ab sinkt, so dass die volle Stauchkraft zur Wirkung kommt. Demgegenüber war bei der bekannten An ordnung, welche nicht mit der Differenz zweier Kräfte, sondern mit der Summe zweier Kräfte arbei tete, ein Spiel zwischen der Anlagekraft und der Zu satzkraft unvermeidlich, so dass sich Stösse ergaben.
Diese Stösse waren je nach Art und Dimensionierung des Kettengliedes und je nach den Verschiedenheiten des jeweiligen Schweissvorganges unterschiedlich, so dass derartige Maschinen unruhig liefen und mecha nisch durch Stösse hoch beansprucht wurden. Die beschriebene Anordnung arbeitet stossfrei, jedoch mit Ruck, so dass der Übergang zwischen Anlage- und Stauchkraft in sehr kurzer Zeit vollzogen wird, weil kein Spiel zu überbrücken ist.
Ein weiteres wesentliches Merkmal der beschrie benen Ausführungsform der Erfindung liegt darin, dass nach den bisherigen Erfahrungen der Stauch druck plötzlich einsetzen soll, d. h. also, der Diffe renzdruck plötzlich aufgehoben werden soll. Dies hat zur Voraussetzung, dass die Leitungswege so gross bemessen sind, dass Strömungsverluste nicht auftre ten.
Die hydraulische Zusatzanlage steht unter dem Regeldruck des Maximaldruckreglers 30, d. h. also, unter dem Druck seiner Feder. Diese stellt als Ge genfeder also die eigentliche Zusatz-Wirkkraft dar, während die Hydraulik als Kraftübertragung wirkt, die auch durch eine mechanische Kraftübertragung ersetzt werden kann. Die hydraulische Anordnung bietet jedoch den besonderen Vorteil, dass der Druck in der hydraulischen Anlage völlig gleichmässig bleibt, weil die Feder keinen Hub vollführt, während eine etwa in bekannter Weise anstelle der Zylinder- und Kolbeneinrichtung 18 bis 20 verwendete mecha nische Federanordnung hubabhängig und damit ab hängig von der Charakteristik der Feder ist.