CH632690A5 - Abschmelzstumpfschweissanlage. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Abschmelzstumpfschweissanlage mit zwei Elektrodentisch-Paaren zum Einspeisen des Schweissstroms in die Werkstücke und mit einer Abgrateinrichtung zur Entfernung des Schweissgrates und des Stauchmaterials, welche mindestens eine, mindestens ein Werkzeug tragende, nach dem Zurückziehen mindestens eines der Elektrodentisch-Paare, zwischen diesen entlang der Schweissnaht führbare Werkzeughalterung umfasst.

Im folgenden soll zunächst ein herkömmlicher Schweiss-apparat anhand der Fig. I erläutert werden. Dieser umfasst einen stationären Rahmen 3 und einen beweglichen Rahmen 4, welche in Richtung der Bewegung der Werkstücke 1 und 2 hintereinander angeordnet sind. Der bewegliche Rahmen 4 ist in horizontaler Richtung zum stationären Rahmen hin und von diesem weg verschiebbar. Der stationäre Rahmen 3 ist mit einem unteren stationärseitigen Elektrodentisch 5b und einem oberen stationärseitigen Elektrodentisch 5a ausgerüstet. Der obere stationärseitige Elektrodentisch 5a ist durch eine Pressvorrichtung 7 vertikal verschiebbar und dient zum Einspannen des Werkstücks 1. Der bewegliche Rahmen 4 ist in einem unteren bewegungsseitigen Elektrodentisch 6b und einem oberen bewegungsseitigen Elektrodentisch 6a ausgerüstet. Der obere bewegungsseitige Elektrodentisch 6a ist durch eine Presseinrichtung 8 verschiebbar und dient zur Einspannung des Werkstücks 2. Die Position des beweglichen Rahmens 4 wird durch eine Staucheinrichtung 9 gesteuert.

Nach beendetem Schweissvorgang werden ein oberer Werkzeughalter 10 und ein unterer Werkzeughalter 11 in Tätigkeit gesetzt. Diese befinden sich während des Schweis-sens in einer Wartestellung ausserhalb des Arbeitsbereichs des Schweissapparates. Sie werden in der Richtung der Schweissnaht entlang Führungsflächen bewegt. Hierzu dienen stationärseitige Werkzeughalterführungen 14a, 14b und bewegungsseitige Werkzeughalterführungen 15a, 15b. Bei dieser Bewegung der Werkzeughalter werden die Schweiss-grate und das Stauchmaterial mit Hilfe von Werkzeugen 12, 13 im oberen Werkzeughalter 10 bzw. im unteren Werkzeughalter 11 entfernt. Fig. 2 zeigt eine vergrösserte Ansicht der Werkzeughalterführung gemäss Fig. 1.

Im allgemeinen dienen Schweissapparate dieser Art dazu, verschiedenste Bleche zu schweissen, welche von dünnen Blechen (etwa mehrere Millimeter Durchmesser) bis zu dicken Blechen (etwa mehrere 10 Millimeter Dicke) reichen. Demzufolge muss der Abstand L zwischen den Elektroden je nach der Dicke des Bleches variieren, und zwar zu Anfang des Schweissvorgangs sowie auch bei der Endbehandlung. Die dabei auftretenden Vorgänge sollen im folgenden näher erläutert werden.

Zunächst werden die Werkstücke 1 und 2 zwischen den Elektrodentischen eingespannt, und zwar derart, dass zwischen den Werkstücken ein bestimmter Spalt verbleibt. Dieser Spalt ist der Dicke der Werkstücke proportional. Sodann wird der Abbrennstumpfschweissvorgang eingeleitet. Nach beendetem Schweissvorgang muss der Grat und das Stauchmaterial entfernt werden. Nun ist jedoch der Spalt L zwischen den Elektrodentischen zu gering, als dass die Abgratwerkzeuge eingefahren werden könnten. Es ist daher schwierig, das Gratmaterial und Stauchmaterial bei dieser Maschineneinstellung zu entfernen. Man geht daher so vor, dass man den oberen Elektrodentisch 6a nach beendetem Schweissen anhebt und den beweglichen Rahmen 4 verschiebt, bis der Zwischenraum erreicht ist, welcher für die Abgratung des Schweissgrates und des Stauchmaterials erforderlich ist. Sodann wird der obere bewegungsseitige Elektrodentisch 6a wieder abgesenkt, und das Werkstück wird wieder eingespannt. Falls erforderlich, wird auch der obere stationärseitige Elektrodentisch 5a angehoben, worauf man das Werkstück mittels der bewegungsseitigen Elektrodentische 6a, 6b durch Bewegung des verschiebbaren Rahmens um eine bestimmte Strecke herauszieht, so dass die Schweiss-stelle sich um eine bestimmte zusätzliche Strecke von den stationärseitigen Elektrodentischen 5a, 5b entfernt, und auch die bewegungsseitigen Elektrodentische 6a, 6b werden um eine geringe Strecke zurückgeschoben, so dass man einen ausreichenden Zwischenraum L zwischen den Werkzeughal-terführungen 14a, 14b und 15a, 15b erhält. Die Schweissstel-le gelangt in eine Position zwischen den Elektrodentischen. Wie bereits erwähnt, kann je nach den Abmessungen der Werkstücke 1 und 2 die anfänglich für den Schweissvorgang erforderliche Spaltweite zwischen den Elektrodentischen verschieden sein von der Spaltweite, welche für die Einführung der Abgratwerkzeuge erforderlich ist. Gewöhnlich werden mit Schweissapparaten dieser Art verschiedenste Werkstük-ke geschweisst, und es ist erforderlich, den Spalt zwischen den Elektrodentischen je nach der Art des Werkstücks zu ändern. Wenn grosse Werkstücke 1,2 geschweisst werden sollen, so erhält man grosse Schweissgrate und grosse Stauchmaterialbereiche am Ende des Schweissvorgangs, wobei die Elektrodentische eine grosse Spaltweite haben müs-

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sen. Wenn anderseits kleine Werkstücke 1,2 geschweisst werden, so sind die Grössen der Grate und des Stauchmaterials gering, und die Spaltweite zwischen den Elektrodentischen kann am Ende des Schweissvorgangs gering sein. Daher muss die Spaltweite zwischen den Elektrodentischen auch verbreitert werden, je nach dem Raum, welcher für die Abgratung erforderlich ist.

Bekanntlich müssen die Elektrodentische 5a, 5b und 6a, 6b mit äusserst hohen Kräften auf die Werkstücke gepresst werden, so dass gewöhnlich schwere und grosse Elektrodentische erforderlich sind, sowie grosse Presseinrichtungen 7,8. Daher erfordert das Anheben, das Absenken und das Verschieben der Elektrodentische eine beträchtliche Zeitdauer und sehr viel Energie.

Die Zeitdauer vom Ende des Schweissvorganges bis zum Abgraten (Entfernung des Grates und des Stauchmaterials) ist zu lang, da die schweren Elektrodentische angehoben, verschoben und abgesenkt werden müssen. Während dieser längeren Zeitdauer sinkt die Temperatur des Grats und des Stauchmaterials im Schweissbereich, so dass dieses erhärtet und dem Abgraten einen erhöhten Widerstand entgegensetzt. Dies hat zur Folge, dass nachteiligerweise das Band für die Endlosverschweissung der Bleche eine grössere Stillstandzeit hat. Daher hat man bei herkömmlichen Anlagen zur Entfernung des Grates und des Stauchmaterials jeweils 4 bis 5 Werkzeuge eingesetzt für die Bearbeitung der oberen Fläche und der unteren Fläche des Werkstücks, um die Abgratung trotz des hohen Widerstandes des Materials durchführen zu können.

Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Abschmelzstumpfschweissanlage der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass die Elektrodentisch-Paare nach dem Schweissvorgang rasch zurückgezogen werden können, so dass die Abgratbearbeitung unmittelbar nach dem Schweissvorgang vorgenommen werden kann, während das Material noch heiss ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch eine Abschmelzstumpfschweissanlage der eingangs genannten Art gelöst, welche gekennzeichnet ist durch mindestens eine, von den Elektrodentisch-Paaren (16,17; 18,19) getrennte Werkstückhauptspanneinrichtung (35a, 35b; 36a, 36b) auf der der Schweissnaht abgewandten Seite der Elektrodentisch-Paare (16,17; 18,19), wobei die Elektrodentisch-Paare (16,17; 18, 19) bei zusammengepressten Werkstückspanneinrichtungen (35a, 35b; 36a, 36b) relativ zu diesen und relativ zur Schweissnaht verschiebbar sind.

Bei der erfindungsgemässen Vorrichtung ist die Hauptspanneinrichtung schwer ausgeführt, während der Elektrodentisch leicht ist und daher leicht bewegbar ist. Der leichtgewichtige Elektrodentisch kann in kürzester Zeit nach Durchführung des Schweissvorganges zurückgeschoben werden, so dass im Bereich der Schweissnaht ein genügender Zwischenraum für die Einführung der Werkzeughalterungen mit den Werkzeugen für die Entfernung des Grates und des Stauchmaterials gebildet wird. Die erfindungsgemässe Vorrichtung erlaubt es, die Entfernung des Grates und des Stauchmaterials schon vorzunehmen, während das Stauchmaterial und der Grat noch eine relativ hohe Temperatur haben und daher weich sind und leicht entfernt werden können. Daher ist der Abgratvorgang in kürzester Zeit beendet und es reicht aus, zum Abgraten ein Werkzeug-Paar zu verwenden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Frontansicht eines herkömmlichen Schweiss-apparates,

Fig. 2 eine vergrösserte Ansicht der Werkzeughalterführung des herkömmlichen Schweissapparates gemäss Fig. 1,

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Fig. 3 eine Frontschnittansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemässen Schweissapparates,

Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV der Fig. 3,

Fig. 5 eine Frontschnittansicht des erfindungsgemässen Schweissapparates während des Abgratvorgangs,

Fig. 6 eine vergrösserte Teilansicht einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemässen Schweissapparates und

Fig. 7 eine Seitenansicht der Werkzeughalterungen mit Werkzeugen, teilweise im Schnitt.

Eine stationärseitige Stelleinrichtung 20a zur Einstellung des Elektrodenüberstandes ist in einer Führung einer stationärseitigen Hauptspanneinrichtung 35a gelagert, und ein stationärseitiger oberer Elektrodentisch 16 und eine stationärseitige Elektrodentischpresseinrichtung 22 sind am vorderen Ende der Stelleinrichtung 20 vorgesehen. Eine weitere stationärseitige Stelleinrichtung 20b zur Einstellung des Elektrodenüberstandes ist in einer Führung einer stationärseitigen unteren Spanneinrichtung 35b gelagert und trägt an ihrem vorderen Ende einen unteren stationärseitigen Elektrodentisch 17. Bewegungsseitig ist die gleiche Anordnung vorgesehen mit einer bewegungsseitigen oberen Hauptspanneinrichtung 36a, einer bewegungsseitigen oberen Stelleinrichtung 21a zur Einstellung des Elektrodenüberstandes, einem bewegungsseitigen oberen Elektrodentisch 18 und einer bewegungsseitigen Elektrodentischpresseinrichtung 23 sowie mit einer bewegungsseitigen unteren Hauptspanneinrichtung 36b, einer bewegungsseitigen unteren Stellvorrichtung 21b zur Einstellung des Elektrodenüberstandes und einem bewegungsseitigen unteren Elektrodentisch 19. Am stationären Rahmen 3 sind Werkzeughalterführungen 24,25 ausgebildet. Fig. 4 zeigt einen Schnitt entlang der Linie IV-IV der Fig. 3, wobei die Elektrodentische 16,17,18,19 ~ sich durch das Innere der Hauptspannvorrichtungen 35a, 35b, 36a, 36b erstrecken.

Fig. 5 zeigt die Positionierung, bei der die Stelleinrichtungen 20a, 20b, 21a, 21b zur Einstellung des Elektrodenüberstandes jeweils nach dem Schweissen zurückgezogen sind und wobei der obere Werkzeughalter 26 mit einem Werkzeug 28 und der untere Werkzeughalter 27 mit einem Werkzeug 29 jeweils in die Werkzeughalterführungen 24,25 eingeführt sind. Bei dem erfindungsgemässen Schweissap-parat werden die oberen Elektrodentische 16,18 unmittelbar nach dem Schweissvorgang angehoben und verschoben.

Dann werden die Elektrodentische 16,18 wieder abgesenkt. Auf diese Weise erhält man einen ausreichenden Zwischenraum für die Einführung der Werkzeughalterungen 26, 27 zum Zwecke der Abgratung des Schweissgrates und des Stauchmaterials. Nunmehr können die Werkzeughalterungen 26,27 mit den Werkzeugen 28,29 entlang der Schweissnaht verschoben werden und das Stauchmaterial und den Schweissgrat entfernen.

Die Werkzeughalterungen 26,27 können gemäss Fig. 5 nur auf einer Seite gelagert sein (am stationären Rahmen). Anderseits können sie aber auch gemäss Fig. 6 zu beiden Seiten gelagert sein, d.h. am stationären Rahmen und am beweglichen Rahmen. Es ist vorteilhaft, wenn die zusätzliche Führung an dem beweglichen Rahmen eine Bewegung in vertikaler Richtung verhindert, aber Bewegungsfreiheit in horizontaler Richtung nach rechts und links in den Werkzeughalterhilfsführungen 30, 31 erlaubt.

Fig. 7 zeigt eine Ausführungsform des Werkzeughalters mit dem Werkzeug zur Entfernung des Schweissgrates und des Stauchmaterials. Die Werkzeuge 28,29 werden von einem Werkzeugfutter 32 gehalten, so dass der Werkzeugüberstand auf einfache Weise mit einem Stellbolzen 33 eingestellt werden kann. Das Werkzeugfutter 32 ist jeweils in den Werkzeughalterungen 26 und 27 befestigt.

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Bei den beschriebenen Ausführungsformen werden die Elektrodentische 16,18 angehoben und dann verschoben. Die Presskräfte für die Elektrodentische 16,18 sind beträchtlich geringer als diejenigen für die Hauptspanneinrichtungen 35a, 35b und 36a, 36b. Man kann die Elektrodentische 16, 18 verschieben, wobei die Elektrodentische 16,18 über die Werkstücke gleiten. Hierzu ist es lediglich erforderlich, den hydraulischen Druck der Elektrodenpresseinrichtungen 22, 23 zu senken. Daher kann die gesamte Zeitdauer zur Verschiebung der Elektroden verkürzt werden, so dass der Betriebsablauf erheblich verbessert wird.

Bei der beschriebenen Ausführungsform sind die Werkzeughalterführungen 24,25 und die Hilfsführungen 30,31 jeweils im stationären Rahmen 3 bzw. im beweglichen Rahmen 4 ausgebildet. Die gleiche Funktion kann erhalten werden, wenn man die Werkzeughalterführungen und die Hilfsführungen in den Hauptspannvorrichtungen 35a, 35b und 36a, 36b ausbildet.

Bei der beschriebenen Ausführungsform ist für die obere Fläche und die untere Fläche des Werkstücks jeweils nur ein Werkzeug vorgesehen. Man kann jedoch eine grössere Anzahl von Werkzeugen für die beiden Flächen vorsehen, und zwar jeweils die optimale Anzahl unter dem Gesichtspunkt der Werkzeuglebensdauer und der Genauigkeit der Abgratbearbeitung usw.

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Die erfindungsgemäss angestrebten Vorteile können erhalten werden, da die Elektrodentische 16,17 und 18, 19 ein geringes Gewicht haben und leicht bewegt werden können, im Gegensatz zur Bewegung von schweren Elektrodenti-s sehen 5a, 6â der herkömmlichen Schweissvorrichtung. Daher ist die Gesamtzeitdauer vom Ende des Schweissvorganges bis zum Beginn des Abgratvorgangs zur Entfernung des Schweissgrates und des Stauchmaterials erheblich verkürzt, und die Abgratung des Schweissgrates und des Stauchmate-lo rials erfolgt während diese noch eine relativ hohe Temperatur haben. Daher erfolgt die Abgratung im heissen Zustand, so dass die Beanspruchung des Werkzeugs verringert ist. Man kann daher die Abgratung mit einem Werkzeugpaar für beide Werkstückflächen durchführen. Dieser Umstand 15 ist besonders vorteilhaft im Hinblick auf einen einfachen Aufbau der Werkzeughalterungen und im Hinblick auf die Einstellung und Wartung der Werkzeuge und im Hinblick auf die Entfernung von Staub und Spänen. Darüber hinaus ist die Hublänge oder Vorschublänge der Werkzeuge ver-2o kürzt, da sowohl die obere Fläche als auch die untere Fläche nur mit je einem Werkzeug bearbeitet werden. Darüber hinaus wird durch die Abgratung bei höherer Temperatur dem Abgratwerkzeug nur ein geringerer spezifischer Widerstand entgegengesetzt, so dass die Belastung der Werkzeuge herab-25 gesetzt ist und die Lebensdauer derselben erhöht ist.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

632690 PATENTANSPRÜCHE

1. Abschmelzstumpfschweissanlage mit zwei Elektroden-tisch-Paaren zum Einspeisen des Schweissstroms in die Werkstücke und mit einer Abgrateinrichtung zur Entfernung des Schweissgrates und des Stauchmaterials, welche mindestens eine, mindestens ein Werkzeug tragende, nach dem Zurückziehen mindestens eines der Elektrodentisch-Paare, zwischen diesen entlang der Schweissnaht führbare Werkzeughalterung umfasst, gekennzeichnet durch mindestens eine, von den Elektrodentisch-Paaren (16, 17; 18,19) getrennte Werkstückhauptspanneinrichtung (35a, 35b; 36a, 36b) auf der Schweissnaht abgewandten Seite der Elek-trodentisch-Paare (16,17; 18,19), wobei die Elektrodentisch-Paare (16, 17; 18,19) bei zusammengepressten Werkstückspanneinrichtungen (35a, 35b; 36a, 36b) relativ zu diesen und relativ zur Schweissnaht verschiebbar sind.

2. Abschmelzstumpfschweissanlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mindestens ein Paar Werkzeuge (28, 29) zur Abgratung der Oberseite und der Unterseite der Schweissnaht.

3. Abschmelzstumpfschweissanlage nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl ein stationärer Rahmen (3) als auch ein beweglicher Rahmen (4) ein Paar Hauptspanneinrichtungen (35a, 35b; 36a, 36b) aufweist.

4. Abschmelzstumpfschweissanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeughalterungen (26,27) in Werkzeughalterungs-Führungsnuten (24,25) in der der Schweissnaht zugewandten Fläche des stationären Rahmens (3) geführt sind.

5. Abschmelzstumpfschweissanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeughalterungen (26,27) zusätzlich in Führungsnuten (30, 31) in der der Schweissnaht zugewandten Fläche des beweglichen Rahmens (4) geführt sind.

6. Abschmelzstumpfschweissanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Elektrodenpaare (16,17; 18,19) einen stationären Elektrodentisch (17; 19) und einen durch eine Presseinrichtung (22; 23) betätigbaren beweglichen Elektrodentisch (16; 18) umfasst.