DD249650A1 - Antriebsvorrichtung fuer die stauchwerkzeuge an elektrisch-mechanisch arbeitenden stumpfschweissmaschinen fuer c-foermig vorgebogene kettenglieder oder dgl. - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung fuer die Stauchwerkzeuge einer elektrisch-mechanisch arbeitenden Stumpfschweissmaschine zum Verschweissen C-foermig vorgebogener Kettenglieder. Ziel der Erfindung ist es, mit einem geringen konstruktiven und steuerungstechnischen Aufwand, auf einer ansonsten mechanisch arbeitenden Kettenschweissmaschine ein frei waehlbares und vom Hub der Stauchstaehle unabhaengiges Kraftprogramm, welches ueber die Stauchwerkzeuge auf das zu schweissende Kettenglied einwirkt, zu realisieren. Erfindungsgemaess wird ein Stauchhebel direkt von einem umsteuerbaren Hydraulikzylinder angetrieben, wobei der andere Stauchhebel des Kraftuebertragungssystems der Kettenschweissmaschinen der bekannten Art am Maschinengehaeuse befestigt und das bisher uebliche federbelastete Kniegelenk, welches den Kraftverlauf vom Hub der Stauchwerkzeuge abhaengig macht, nicht verwendet wird. Figur

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für die Stauchwerkzeuge einer elektrisch-mechanisch arbeitenden Stumpfschweißmaschine zum Verschweißen C-förmig vorgebogener Kettenglieder nach dem Preßstumpfschweißverfahren.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Beim elektrischen Stumpfschweißen für Ketten werden seit langem elektro-mechanische Preßstumpfschweißmaschinen eingesetzt. Die erforderlichen Abhängigkeiten von Kraft und Weg der Stauchwerkzeuge über der Zeit werden mit einem mechanischen Gelenkgetriebe, welches nach dem aus der Mechanik bekannten Kniehebelsystem arbeitet, realisiert. Der mit Federn vorgespannte Kniehebel übersetzt den Hub der Stauchwerkzeuge derart, daß zum Ende der Schweißung durch die senkrecht wirkende abfallende Federkraft in den sich allmählich der Waagerechten nähernden Seitenarmen des Kniehebels kein Gleichgewicht gehalten werden kann, so daß die auf die Stauchwerkzeuge übertragene Kraft auf die benötigte Stauchkraft steigt. Durch das zwischen Federn und Stauchhebeln angeordnete Gelenkgetriebe lassen sich Kraft und Hub nicht unabhängig voneinander einstellen. Nur bestimmte, wenige Punkte dieser Funktion können reguliert werden. Die Schweißgeschwindigkeit ergibt sich aus der zeitlichen Änderung des Gegendrucks, der vom Schweißgut und vom G lied rücke η in Abhängigkeit von der Erwärmung gegen die Gleichgewicht haltende Kraft der Stauchstähle ausgeübt wird. Die Schweißgeschwindigkeit ist geradeso, wie das Schweißgut und der Rücken ausweichen und ist ebenfalls nicht regelbar. Somit ist das Kraftprogramm bis zum Stauchstoß durch die Mechanik des Hebelsystems und des Erwärmungsvorgangs bestimmt. Insbesondere bei der Herstellung von hochfesten Ketten aus Stählen, die nach dem Schweißen auf Festigkeiten größer 1 200MPa vergütet werden, muß die Forderung nach einer optimalen Gestaltung des Kraft- und Stromprogrammes erfüllt werden. Das setzt voraus, daß der zeitliche Verlauf von Hub und Kraft bzw. Geschwindigkeit reproduzierbar gestaltet werden kann. Es ist bisher nur möglich, mit gattungsfremden, vollhydraulischen Kettenschweißmaschinen ein bestimmtes reproduzierbares, je nach Abmessung, Form und Material einstellbares Kraftprogramm zu realisieren. Der zu betreibende Aufwand ist aber wesentlich höher als der im wesentlichen mechanisch arbeitenden Maschinen.

Es wurde deshalb versucht, mit verschiedenen erfinderischen Lösungen unter Beibehaltung des mechanischen Grundprinzips der Kettenschweißmaschine dem Nachteil der mechanischen Maschinen zu begegnen.

Die in der DE-OS 2457180 und DE-OS 2645719 vorgeschlagenen Lösungen, mit einem kraftschlüssigen Kurvengetriebe und einem als Getriebeglied der kinematischen Kette dienender Hydraulikzylinder bringt nur dahingehend eine Verbesserung, daß mit diesen Maschinen ein Schweißverlauf unabhängig von den Toleranzen bei den Abmessungen und Festigkeitswerten von Kettenglied zu Kettenglied gestaltet werden kann.

Durch die Verwendung eines Hydraulikzylinders als Antrieb der kinematischen Kette, wie in der DE-AS 1 527504 und in der DD-PS 140342 vorgeschlagen wurde, ist es möglich, den Anlegedruck in zwei Stufen (DE-AS 1 527504) bzw. in einem zeitlich bestimmbaren zeitlichen Verlauf zu realisieren. Nachteilig wirkt sich aber bei beiden Lösungen aus, daß durch die Beibehaltung des Kniehebelprinzips, die Kraft, die am Stauchwerkzeug wirkt, weiterhin vom Hub der Stauchwerkzeuge abhängig ist. Ein vom Hub unabhängiger und zeitlich beliebig veränderbarer, reproduzierbarer Kraftverlauf ist aber eine unbedingte Voraussetzung für die Umsetzung des Preßstumpf sch weißprogramms nach DD-PS 137 545, welches vorteilhaft zum Schweißen von hochfesten Ketten aus Stahlgüten mit einem C-Gehalt über 0,15% und Cr-Gehalten über 0,5% angewendet wird. Solch ein Schweißprogramm ist bisher nur mit vollhydraulisch arbeitenden Kettenschweißmaschinen zu verwirklichen, wofür der konstruktive und vor allem der steuerungstechnische Aufwand sehr hoch ist.

Ziel der Erfindung

Die vorliegende Erfindung hat das Ziel, den konstruktiven und steuerungstechnischen Aufwand entscheidend zu verringern.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Antriebsvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die es gestattet, eine auf das zu verschweißende Kettenglied einwirkende, vom Hub und Geschwindigkeit der Stauchstähle unabhängige, frei wählbare, reproduzierbare Kraft zu verwirklichen.

Merkmale der Erfindung

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Stauchhebel einer Kettenschweißmaschine der bekannten Art direkt von einem hydraulischen Arbeitszylinder angetrieben wird, während der andere Stauchhebel und der Hydraulikzylinder am Maschinengehäuse festgesetzt wird, wodurch der bisher notwendige Teil der Antriebsvorrichtung mit Steuerkurvenscheibe, Steuerhebel und federbelastetem Kniehebelgelenk überflüssig wird. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung ist der doppelt wirkende Hydraulikzylinder über ein elektrisch umsteuerbares Wegeventil mit einem Druckminderventil, mit welchem durch Veränderung der anliegenden Steuerspannung der im Hydraulikzylinder wirkende Öldruck beliebig verändert werden kann, verbunden. Der zeitliche Verlauf der auf das Kettenglied einwirkenden Kraft kann so unabhängig von Toleranzen in Abmessung und Festigkeit der Kettenglieder nach einem feststehenden Programm realisiert werden. Der zeitliche Druckverlauf kann in vorteilhafter Weise so gewählt werden, daß nach erfolgtem Anlegen der Stauchstähle, welches mit einem niedrigen Anlegedruck erfolgt, auf den etwas höheren Schweißdruck umgeschalten und nach Ablauf einer eingestellten Zeit auf Stauchdruck, mit dem die erwärmten Enden des Kettengliedes gegeneinander gedrückt werden, erhöht wird.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, das in der Zeichnung wiedergegeben ist. Diese stellt die Erfindung in der bevorzugten Ausführungsform an einer Kettenschweißmaschine der bekannten Art dar. Das zu schweißende Kettenglied 1 eines nicht dargestellten Kettenstranges befindet sich auf einem Sattel 2, welcher durch eine Vorrichtung 3 in Anpassung an die jeweilige Kettenabmessung in der Höhe verstell bar ist. Der Kettenstrang wird mittels von am Grundkörper der Maschine 4 befestigten Schienen 5 und 6 und einer nicht gezeigten Transportvorrichtung, welche den Kettenstrang um jeweils zwei Kettenglieder weitertransportiert, geführt. Ein Stauchhebel 7 ist um die Achse 8 beweglich am Maschinengehäuse gelagert. Ein anderer Stauchhebel 9 ist über die Lager 10 und 11 starr am Maschinengestell befestigt. An den kurzen Teilen 12 und 13 der Stauchhebel befinden sich Werkzeugträger 14 und 15, die die Stauchwerkzeuge 16 und 17 aufnehmen, welche über Vorrichtungen 18 und 19 einstellbar sind. Der längere Teil 20 des schwenkbaren Stauchhebels wird durch die Kolbenstange 21 eines doppelt wirkenden Hydraulikzylinders 22 mit einem Kolbenstangenkopf 23 und einem Bolzen 24 angelenkt. Das Gelenkauge 25 des Hydraulikzylinders ist über den Bolzen 26 mit dem anderen Stauchhebel verbunden. Der Hydraulikzylinder wird über entsprechende Leitungen 27 und 28 über ein umsteuerbares Wegeventil 29 mit Öl, welches sich in einem Behälter 30 befindet, durch eine Pumpe 31 beaufschlagt. Durch ein Proportional-Druckminderventil ist ein frei wählbarer Druckverlauf einstellbar. Das an der drucklosen Seite des Hydraulikzylinder verdrängte Öl fließt über eine Leitung 33 in den Behälter zurück.

Im folgenden wird die Wirkungsweise der Antriebsvorrichtung beschrieben:

In Ausgangsstellung ist die Kolbenstange 21 in den Hydraulikzylinder 22 eingeschoben, so daß sich der Staucher 17 in der hintersten Stellung, in der ein Weitertransport des Kettenstranges problemlos möglich ist, befindet. Durch das Umsteuern des Wegeventils 29 von Stellung 1 in Stellung 2 wird der Kolben des Hyraulikzylinders mit Anlegedruck beaufschlagt, so daß das Stauchwerkzeug 17 die durch das Kettenglied 1 fixierte Anlegeposition erreicht und damit die vorher offene kinematische Kette mit dem Kettenglied 1, dem Stauchwerkzeug 16, Werkzeugträger 14, Stauchhebel 9, Lager 10, Hydraulikzylinder 22 mit Kolben und Kolbenstange 21, Stauchhebel 7, Werkzeughalter 15 und Stauchwerkzeug 17 geschlossen ist. Gleichzeitig wird durch Einschalten einer Kupplung die Hauptsteuerwelle in bekannter Weise weitergedreht, so daß über die entsprechende Steuerkurvenscheibe die den Ström übertragenden Elektroden auf das Kettenglied aufsetzen und spannen. Nach erfolgtem Spannen wird die Hauptsteuerwelle durch Auskuppeln stillgesetzt. Nach einer freiwählbaren ablaufenden Zeit erfolgt eine Erhöhung des Anlegedrucks über das Proportional-Druckminderventil auf den Schweißdruck. Nach Einschalten des Schweißstromes drücken die Stauchwerkzeuge 16 und 17 unter Einwirkung des Schweißstromes mit gleichbleibender, dem Schweißdruck proportionaler Kraft auf das Kettenglied 1 ein. Nach Ablauf einer frei wählbaren, eingestellten Schweißzeit, in der die auf Schweißtemperatur erwärmten Drahtenden des Kettengliedes sich aufeinanderzubewegen und dabei einen bestimmten Weg zurückgelegt haben, wird der Stauchvorgang eingeleitet, indem der auf die Kolbenfläche des Hydraulikzylinders 22 wirkende Druck über das Proportional-Druckminderventil auf den erforderlichen Stauchdruck erhöht wird. Nach Ablauf einer Haltezeit wird die Hauptsteuerwelle eingekuppelt, die Elektroden vom Kettenglied 1. abgehoben und das Kettenglied über eine Steuerkurve in Schweißposition entgratet. Anschließend wird das Wegeventil 29 in die Stellung 1 umgesteuert, so daß die Kolbenstange 21 des Hydraulikzylinders 22 in die Ausgangsstellung fährt, sich dadurch das Stauchwerkzeug 17 in der hinteren Stellung befindet. Danach wird der Kettenstrang weiter transportiert und die Hauptsteuerwelle ausgekuppelt.

Claims (2)

1. Antriebsvorrichtung für die Stauchwerkzeuge an elektrisch-mechanisch arbeitenden Stumpfschweißmaschinen für C-förmig vorgebogene Kettenglieder oder dgl. mit zwei Stauchwerkzeugen, zwei Stauchhebeln und einem doppelt wirkenden Hydraulikzylinder, gekennzeichnet dadurch, daß der Stauch hebel (7) direkt von der Kolbenstange (21) des Hydraulikzylinders (22) angetrieben wird und der Stauchhebel (9) mit dem Hydraulikzylinder (22) am Maschinengehäuse (4) befestigt ist.

2. Antriebsvorrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der doppeltwirkende Hydraulikzylinder(22) über ein elektrisch steuerbares OVegeventi! (29) mit einem Druckminderventil (32), welches zeitabhängig stufenlos elektrisch geregelt wird, verbunden ist.