DE1106441B

DE1106441B - Device on automatic arc welding machines when welding rotating workpieces

Info

Publication number: DE1106441B
Application number: DEB50835A
Authority: DE
Inventors: George Hallewell
Original assignee: Blackstone and Co Ltd
Current assignee: Blackstone and Co Ltd
Priority date: 1958-01-24
Filing date: 1958-10-24
Publication date: 1961-05-10

Description

Vorrichtung an Lichtbogen-Schweißautomaten beim Schweißen rotierender Werkstücke Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung an automatischen Lichtbogen-Schweißmaschinen zur Aufrechterhaltung einer konstanten Schweißgeschwindigkeit beim Schweißen eines rotierenden Werkstückes durch Aufbringen der Schweißraupen in mehreren Lagen über- und nebeneinander mittels eines radial und axial zur Werkstückdrehachse verschiebbaren Schweißkopfes unter Verwendung eines stufenlos verstellbaren Drehantriebes des Werkstückes.Device on automatic arc welding machines when welding rotating Workpieces The invention relates to a device on automatic arc welding machines to maintain a constant welding speed when welding a rotating workpiece by applying the welding beads in several layers and side by side by means of a radially and axially displaceable to the workpiece axis of rotation Welding head using a continuously adjustable rotary drive of the workpiece.

Die Erfindung bezweckt Verbesserungen an solchen Maschinen, insbesondere bei der Herstellung von Kurbelwellen durch Zusammenschweißen einer Anzahl von jeweils aus der Pleuellagerwelle, zwei Kurbelwangen und den daran angrenzenden Teilen einer hohlen Hauptlagerwelle bestehenden Elementen, wobei die Verbindungsschweißnähte zwischen den Hauptlagerwellenteilen liegen.The invention aims to improve such machines, in particular in the manufacture of crankshafts by welding together a number of each from the connecting rod bearing shaft, two crank webs and the adjacent parts of one hollow main bearing shaft existing elements, the connection welds lie between the main bearing shaft parts.

Die Erfindung besteht darin, daß der Drehantrieb des Werkstückes mit der Drehzahlverstelleinrichtung derart gekoppelt ist, daß die Umdrehungsgeschwindigkeit des Werkstückes mit zunehmendem Umdrehungsweg laufend abnimmt, und daß der Hubverstellantrieb des Schweißkopfes mit dem Drehantrieb des Werkstückes kuppelbar ist im Sinne einer Hebung des Schweißkopfes bei Verminderung der Umdrehungsgeschwindigkeit des Werkstückes.The invention consists in that the rotary drive of the workpiece with the speed adjustment device is coupled in such a way that the speed of rotation of the workpiece continuously decreases with increasing rotational travel, and that the stroke adjustment drive of the welding head with the rotary drive of the workpiece can be coupled in the sense of a The welding head is raised when the rotational speed of the workpiece is reduced.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist für die Kupplung zwischen Hubverstellantrieb des Schweißkopfes und dem Drehantrieb des Werkstückes eine längsverschiebbare Welle parallel zur Werkstückdrehachse vorgesehen, die mit ihren festgekeilten Zahnrädern in das Antriebszahnrad des Hubverstellantriebes des Schweißkopfes einrückbar ist und mit der Werkstückdrehachse dauernd gekuppelt ist über eine Zwischenwelle, die gleichzeitig auch als Kupplung zwischen dem Drehantrieb des Werkstückes und der Verstelleinrichtung dient.In a preferred embodiment of the invention is for the coupling between the stroke adjustment drive of the welding head and the rotary drive of the workpiece a longitudinally displaceable shaft is provided parallel to the workpiece axis of rotation, which with their tightly wedged gears in the drive gear of the stroke adjustment drive of the The welding head can be engaged and is permanently coupled to the workpiece axis of rotation Via an intermediate shaft, which also acts as a coupling between the rotary drive of the workpiece and the adjustment device is used.

Die Enden der Hauptlagerwellenteile sind derart abgeschrägt, daß sich beim Zusammenfügen zweier entsprechender Lagerteile eine V-förmige Schweißnahtfuge ergibt.The ends of the main bearing shaft parts are chamfered in such a way that a V-shaped weld seam when joining two corresponding bearing parts results.

Wenn eine genau konstant bleibende Schweißgeschwindigkeit sowohl bei den Wurzellagen als auch bei den obersten Decklagen aufrechterhalten werden soll, so muß die Umdrehungsgeschwindigkeit des rotierenden Werkstückes je Lage kleiner gehalten werden. Zu diesem Zweck ist, wie erwähnt, die Drehbewegung des rotierenden Werkstückes mit der Drehzahlverstelleinrichtung gekoppelt, und gleichzeitig kann eine Kopplung zwischen der Werkstückachse und dem Verstellantrieb für die Hubbewegung des Schweißkopfes bewirkt werden, um diesen bei wachsender Lagenzahl vom Werkstück entsprechend abzuheben. Diese Kopplung erfolgt durch Ein- und Ausrücken von Zahnrädern.If a welding speed that remains exactly constant at both the root layers as well as the uppermost cover layers should be maintained, so the speed of rotation of the rotating workpiece must be lower for each position being held. For this purpose, as mentioned, the rotary motion of the rotating Workpiece coupled with the speed adjustment device, and at the same time can a coupling between the workpiece axis and the adjustment drive for the lifting movement of the welding head are effected to remove this from the workpiece as the number of layers increases to take off accordingly. This coupling is done by engaging and disengaging gears.

Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in Seitenansicht.The drawing shows an embodiment of the invention in side view.

Die Vorrichtung enthält einen Rahmen 1 und auf dem Rahmen montierte Walzen 2 zur drehbaren Abstützung einer gehefteten Kurbelwelle.The device comprises a frame 1 and mounted on the frame Rollers 2 for the rotatable support of a tacked crankshaft.

Die Ständer 3 an den Enden des Rahmens 1 tragen eine Schiene 4 für die Längsbewegung eines Unterpulver-Schweißautomatenkopfes 5 während des Schweißvorganges.The uprights 3 at the ends of the frame 1 carry a rail 4 for the longitudinal movement of a submerged arc welding machine head 5 during the welding process.

An einem Ende des Rahmens ist ein untersetzter Elektromotor 6 montiert, der über ein stufenlos einstellbares Getriebe 7 und ein Untersetzungsgetriebe 28 mit einer leicht lösbaren Kupplung 8 verbunden ist, die mit dem Ende einer gehefteten, auf den Walzen 2 ruhenden Kurbelwellen 9 in Eingriff gebracht werden kann. Ein vom gleichen Antriebsmotor angetriebener Ketten- und Kettenradantrieb 29, 30 überträgt die Drehbewegung auf ein Kettenrad 31, welches auf einer vom benachbarten Ständer 3 des Rahmens getragenen Welle 14 sitzt. Diese Welle verläuft parallel zur Achse der vorübergehend gehefteten Kurbelwelle und erstreckt sich bis zu einer Stelle annähernd oberhalb der lösbaren Kupplung, wo sie mit einem ziemlich breiten Zahnrad 15 versehen ist.A squat electric motor 6 is mounted at one end of the frame, via a continuously adjustable gear 7 and a reduction gear 28 is connected to an easily releasable coupling 8, which is attached to the end of a stapled, on the rollers 2 resting crankshafts 9 can be brought into engagement. A dated same drive motor driven chain and chain wheel drive 29, 30 transmits the rotary motion on a sprocket 31, which is on one of the adjacent stand 3 of the frame supported shaft 14 is seated. This shaft runs parallel to the axis the temporarily stapled crankshaft and extends to a point roughly above the releasable coupling, where it is connected to a fairly wide gear 15 is provided.

Eine Welle 16 ist in durch Konsolen 17 in an der den Schweißkopf tragenden Schiene 4 befestigten Lagern gelagert und erstreckt sich im wesentlichen über die ganze Länge der Schiene. Auf ihr ist eine Anzahl von Zahnrädern 18 aufgekeilt, die über ihre Länge an Punkten annähernd oberhalb der verschiedenen, mit dem Schweißmetall zu füllenden Rillen 19 zwischen den Kurbelwellenelementen im Abstand angeordnet sind.A shaft 16 is in through brackets 17 in on which the welding head is carried Fastened rail 4 Bearings stored and extends essentially along the entire length of the rail. A number of gears 18 are keyed on it, that along its length at points approximately above the various with the weld metal to be filled grooves 19 arranged between the crankshaft elements at a distance are.

Ein Zahnrad 20 am Ende dieser Welle steht mit dem breiten Zahnrad 15 auf der von dem Ständer 3 getragenen Welle 14 in Verbindung. Wegen der Breite dieses Zahnrades ist es möglich, den Eingriff trotz einer relativen Längsbewegung zwischen Schiene 4 und Rahmen 1 zu erhalten. Diese Längsbewegung dient zum Ein- und Ausrücken der Zahnräder 18 und 23.A gear 20 at the end of this shaft is with the wide gear 15 on the shaft 14 carried by the stand 3 in connection. Because of the width this gear, it is possible to engage in spite of a relative longitudinal movement between rail 4 and frame 1. This longitudinal movement serves to and disengaging gears 18 and 23.

Am Ende der von dem Ständer 3 getragenen Welle 14 sitzt ein Kegelrad 13, welches mit einem Kegelrad 12 im Eingriff steht. Ein Ketten- und Kettenradantrieb 10, 11 überträgt eine Drehbewegung auf eine Spindel an der Verstelleinrichtung 7 zur Regelung der Umlaufgeschwindigkeit der Kurbelwelle 9. Der Unterpulver-Schweißkopf 5 ist von üblicher Bauart und ruht auf nicht gezeichnete Rollen, die in Führungen 21 an der Schiene eingreifen, so daß er beispielsweise durch eine Führungsschraube in eine solche Stellung bewegt werden kann, daß die Elektrodenspitze unmittelbar oberhalb der Nahtfuge 19 zu stehen kommt. Der Kopf 5 enthält eine vertikale Schiene 22, die die eigentliche Schweißvorrichtung trägt, und ein Zahnrad 23, welches mit dem einen oder anderen der auf der Welle 16 festgekeilten Zahnräder 18 in Eingriff gebracht werden kann.At the end of the shaft 14 carried by the stator 3 there is a bevel gear 13, which meshes with a bevel gear 12. A chain and sprocket drive 10, 11 transmits a rotary movement to a spindle on the adjustment device 7 for regulating the speed of rotation of the crankshaft 9. The submerged arc welding head 5 is of the usual type and rests on rollers, not shown, in guides 21 engage the rail, so that it can be for example by a guide screw can be moved into such a position that the electrode tip immediately comes to stand above the seam 19. The head 5 includes a vertical rail 22, which carries the actual welding device, and a gear 23, which with one or the other of the splined gears 18 on the shaft 16 in engagement can be brought.

Im Betrieb der Maschine wird die Schweißvorrichtung in der Nähe einer Rille 19 eingesetzt, wobei das Zahnrad 23 des Kopfes 5 mit dem benachbarten Zahnrad 18 in Eingriff kommt. Der Strom für den Kurbelwellenantriebsmotor 6 und zum Schweißen wird angeschaltet. Bei fortschreitendem Schweißvorgang vermindert die Verstelleinrichtung 7 die Umlaufgeschwindigkeit der Kurbelwelle 9, so daß die Raupe mit im wesentlichen konstanter Geschwindigkeit trotz des allmählichen Anstiegs des Durchmessers der Grundfläche der Fuge gezogen wird. Gleichzeitig wird die Elektrode allmählich von dem Werkstück weggezogen, so daß eine im wesentlichen konstante Lichtbogenlänge aufrechterhalten bleibt.When the machine is in operation, the welding device is close to a Groove 19 inserted, the gear 23 of the head 5 with the adjacent gear 18 comes into engagement. The electricity for the crankshaft drive motor 6 and for welding is switched on. As the welding process progresses, the adjustment device decreases 7 the rotational speed of the crankshaft 9, so that the caterpillar with substantially constant speed despite the gradual increase in the diameter of the Base area of the joint is drawn. At the same time the electrode is gradually from pulled away from the workpiece so that a substantially constant arc length is maintained.

Wenn mehrere Raupen nebeneinander aufgebracht werden sollen, nimmt die Umlaufgeschwindigkeit ab, jedoch kann die Aufwärtsbewegung des Schweißstiftes unterbrochen oder am Ende des Schweißzugs einer Reihe sogar vorübergehend umgekehrt werden, um sicherzustellen, daß der Lichtbogen nicht während des Schweißens einer Raupe längs einer bereits geschweißten Raupe in nachteiliger Weise zunimmt.If several beads are to be applied next to each other, it takes the rotational speed decreases, but the upward movement of the welding pin interrupted or even temporarily reversed at the end of the weld in a series to ensure that the arc does not occur while welding a Bead increases along an already welded bead in a disadvantageous manner.

Es ist selbstverständlich, das die Erfindung im Rahmen der Ansprüche ohne weiteres von diesem Beispiel abweichen kann.It goes without saying that the invention falls within the scope of the claims can easily deviate from this example.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Device on automatic arc welding machines to maintain a constant welding speed when welding a rotating workpiece by applying the welding beads in several layers and side by side by means of a radially and axially displaceable to the workpiece axis of rotation Welding head using a continuously adjustable rotary drive of the workpiece, characterized in that the rotary drive (6, 28) of the workpiece (9) with the Speed adjustment device (7) is coupled such that the speed of rotation of the workpiece (9) continuously decreases with increasing rotational travel, and that the stroke adjustment drive (23 to 27) of the welding head (5) with the rotary drive (6, 28) of the workpiece (9) can be coupled (18, 16, 20, 15, 29 to 31) in the sense of lifting the welding head (5) when the rotational speed of the workpiece (9) is reduced.

2. Device according to claim 1, characterized in that a longitudinally displaceable shaft (16) is provided parallel to the workpiece axis of rotation for the coupling between the stroke adjustment drive (23 to 27) of the welding head (5) and the rotary drive (6, 28) of the workpiece (9) which can be engaged with its firmly keyed gears (18) in the drive gear (23) of the stroke adjustment drive (23 to 27) of the welding head (5) and is permanently coupled (20, 15, 29 to 31) to the workpiece axis of rotation via an intermediate shaft (14 ), which also serves as a coupling between the rotary drive (6, 28) of the workpiece (9) and the adjusting device (7). Contemplated publications: USA. Patent No. 2,768,281..