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Verf ehren und Vorrichtung zum Pl"=ttieran legierter Stifte, insbesondere
Zicromel-Stifte für Brennkammer-Kühlrohre von Dempfurzeugern Das -.7auptps Cent
.... (Anmeldun Alp ü @nzez3ichen: B 6109'- V äe-U-rifft ein V#-"rfi:#h°c#n
zum V,rbess@rn d3r Sch°:,eisäei,--enschaf,LE:n von legierten S üiftc-n, insbesondere
die z.B. für das Bes-@if ten der Kühlrohre der ßrt:nzlks @@@L@c@rn von D,-zu:pferzeu@J:rn
V-rjrendung finden. ULi den ;_kei - @@n :,er Hers @vllung einer ein andfr:z:ienz.-ri::,ehen
den hochlei_;ierten Si.v::iz und den @iienig le;i@-r r@ oder un1c.Miar gen S-@@rllrohr'@n
s u9 dem #ic e zu ;J@shen, 7;.:@=@:_en ns@ch dem Hs up tps tont die jtif-de Puf
der Stirnfl-z,.che, -die mit dem Rohr soll, mit.: :z#l:s uoff, der J_em dcs Rohrurs
@.:rils e @:;s @>n-@ zpricht, iUit Hilfe d -s elek-Ürisc."en plattiert und un-i
.r Ausnutzung
der Schweisshitze und des ächweisspress,-ruc'-,es zur: @.;::ck des späteren AufschweisserE
der Sti'te auf das Rohr @Jleichz:,itig scr::ciss:@iinstig geformt. Erfindun;@s-eniäss
wird »n bei der d cr Pla tti ezunJ f .l J@@nd armes -; en v .:r@.aien: Das Plgttierunsma
cris 1 ,ijird zu, einer Xu@J:-l o.er Zinse voner Pla @@i @ru@z_:,sschichts-t^.rz_e
en-'Lispr :chei1,__en Volu-an @j-:formt und mit einem Ende des z1-lindrischen Stiftes
zs-@i:@c@ien den Elektroden der Schweissmaschine zusar.:iien;-epresst, erhitzt und
""-eräclZweisst
und daUei zu einem l:op"n den ,j Lift zan@_;eo-::1t,
wozu -die mit dem ku-.r:-el- oder li#y#,.;n:@örm#en f1^ cti#:ruris:.._rhs-Loff in
V-crt : y bindun,' stehende Elektrode in ihr-r @'"onLa@c11°@ ehe eine kegeli;:-e
oder kolot-Ljnförmic-e so dass die Berührun--ss-Lclle z@-:ji:chen und Elektrode
die Form einer Kreislinie hat.
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In weiterer @us@@sGalLung des Erfindun @@s -edanl#:ens wird für d:!s
P1: t-Licren der @i f te eine benutzt, die aus der mi-c der V:-#rtiefung versehei,len,
f _-sts tehenüen Elektrode (inuerelek-crode), einer d.rüb@r und koa:._ial zu der
V_:rtiefl-ing angeor;n"ten, in Richtung ihr,.--r Achse federnd tehal-Lenen Führungsbuchse
für den d-Gift Land der ob-:rhalb der Führungsbuchse an@eordneüc:n, in Rich-bizn.FJ
der '.juchsenochse beweglichen Oberelektrode ,)cs-ceht.
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Bei V@ r-.:@endun,@ einer ke,_; @lförü@igen Ver*#u-iefunö iii der
Un c-:relek Lrode ei:ipie'rilt es sich, einen i@e@el;@@inkel von etwr 1400
zu za=hlen, b-,- einer lia lo-Ltonförr"i-en Vertief unr- muss der Ra äius c@er -a
loste kleiner sein als der der hu;-el. ';iei-ccrhin ist es von Vorteil, die Führungsbuchse
an ihrem unt;:ren Ende r mit einer tonischen @_; 4@ei @erung zu versehen. In- c@en
7"eichnun.@en ist in U'i;ur 1 die ä=@--@rize für die Durchftihrun-; des ST.:fa:hr=ens
schemc -Lisch im Schnitt :targes t ell t; Fi-ur l e: zeigt eine andere Ausführun-
der ün"-:Jr-.,lek-Lrode, F-.@ur 2 einen nach der.: "%rf,#-hren plattierten ä@ift
in '>ei,-Lenansicht, .c-Jur 3 zeit in Kalbschema-Liseher D@,rsu-.-#llun,---; ein
@@usführun.Jsb:@is@:iel einer antomatisch ar b:itenG_en@.c11T,l@:issma.:hine für
ca s Flattieren der Stilte, Figur -. zeigt einen Vertikalschnitt durch einen seil
der in Fiur 3 d a.r cä Jellten l,Taschine in vergrösserter 'Wieder-C-2
Abdeckpla-U'te,
r@@@h@:°wnd Figur 6 ein te::_:@run;sscherr@. 'ür die Schweissma schine wieder##ibt.
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In den Figuren bezeiclvuet 1 die L@n @.=.rc7_el_ trode mit der Vertiefung
2 bzw. 219 3 die .bcreleü:#-trode, 4 die Buchse mit der konischen Erweit @rung,
5,6 den Buchsenhp.l uer, 7 Federn, 8 eine Kugel- a us Pla*ttierunysma ..crial,
9 einen Sicronii@ls Gift, 10 einen pl.a-ctierten Stift mit d er, zylindrischen --2--il
1 1 und deal aus Plettierunsw@rks uoff bjs sehenden Kopf 12. 13 is`eine l.l@ scl@ine
zum automa-Gischen Plattieren vontif-@=@n mit den Ausleg:rn 131 und 1.3119 14 die
f;,sts-Üehende Elek-crode mit 2 en Kühlwasserzu-und:-Abfü.hrun:enm 15, 16; 17 die
Cb;rclek t rode mit den Ktihlv#Tasserzu- und--abfü hrung 3n18,19. 20 ist ein Drucr#-lu:1''tz;y
linder, 21 bezeichnet einen Wisch mit einer Achse, 22, 25, 21;- La;Jer, 25 eine
Feder, 26 Hohlräume für ein Kühlmittel, 27,23 Kühlmittel-Zu- und Abführuncen, 29
ein Z:@hnrad, 30 ein Z#zhn,_;e-#perre, 31 ein Pressluftzylinder, 32 eine Stützleiste,
35,34. Vorra-csbhälter mit den Zuführungen 35,36. Der Drehtisch 21 -*3t in einem
be=sonderen Gestell` ,37 angeordne t und mit einer Abdeckpl,-,-lite 38 versehen,
die durch Schrauben 39 ehal-@on wird und die Hohlräume 26 für daä--hlmittel erdichtet.
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Da .das Aufschweisoen der Plattierungssc'2icht auf den Stift mittels
des elektrisc_i en ';Viderstandsach""eissverfa hrens geschieht, und Sicromal einen
etwa zehnfach höheren elektrischen Leitwiderstand suf@,ueist, als Stahl, so würde
an der Berührungsfläche beider Materialien der Sicromal-Stift stärker als der Stahl
der °elattiexmng erhitzt und das Stiftmatc-rial an der Schweiss.. stelle. in. ata:#kMesse
herausgequetscht werden.
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Das Plettierungsma terial wird daher zu einer Kugel 8 gefomt!
welche
in ihrem Volum@#,n der des plavtie"r-Len S Giftkopfes 12 entspricht. Die Ku,Jel
8 ruht , wie in den Fig. 1 bzw. 1 a -ezeigt, in der kio' gel förmi.cJen V-rtiefung
2 . oder auf der kalot-'üenförmigen Vertiefung 2t der Unterelektrode 1, darüber
befindet sich von der Buchse $ geführt der Stift 9 und darüber die Oberelektrode
3.
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Die Kugelform in Verbindung mit der Form der Vertiefung 2 bzw.2f gestattet
nun in schweisstechnologischer Hinsicht einen idealen Ablauf des Schvaeissvor"an;-es.
Die Vt:rtie'ung 2 bzw. 2t in der Unturelektrode 1 is-c nicht nur für die Durchführung
der -Plvttierungsschweissung von Vorteil, sondern die dadurch -:-i@zcugte kegelige
oder -kalot tenartige Form des S ti ftendus erleichtert auch des spätere Au'-c-"--_-:ä
-isoen d er S Lifte auf die Rohre, da der Schlieiss-Ürom au': die tunk ti'orrige
@eri?hrunss t13_e zwischen Stift und Rohr konzen@-@_i@@i°t wird. Der Schjjeissvor;Janv,#-°d
eingeleitet rlurrh einen Anprosshub der Ober3lektrode 3, durch C.en der Stift 9
c=uf die Ku;rel b ;@ep. isst ;wird. Gleichzeitig wird c-er :Dchweissstrom eingeschaltet.
Am Anfang des_ Sch:-#sis#vorCn-es 1.; s -eht zwisphen Kugel 8 und SLiit 9 nur eine
Punl#o-ri# lrt.'ng. ai c I:u,-r:l 8 in der Vertiefung 2 bzw. Pup der Vertiefung
2' der Unterelektrode ruht, so hat diese Berührunsstelle die Form einer Kreislinie.
Es wird also trotz des un-c--=rt,hiedlichen elektrischen leitwideras üandes von
Sicromal und Stahl eine konzenticr-ce Strommenge an die punktförmige Berührungsstelle
heran@eiührt, so dass sich Stift und Ku-el -n der E@@rührunfjsste:lle P-nnähernd
gleich stark erhitzen. Der Schaeissvorgang wird dadurch einwandfrei ein-Selbstverständlich
'--ann der Pl^ttier un,;s@"cr'Z-#s Zoff 8jLch eine andere als 'eine lzu=@el- oüer
linsenförrjitle Ges-Le.lt erlitilten, , J o -- rn sich da ei nur e-ne i3unktförrliEJe
reit dem ,u
plattierenden Stift und eine linsen- oder flächenförmi-e
Berührung mit der Unterelektrode ergibt.
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Die Kugel- oder Linoenform hat nur den Vorteil, dass derart gestaltete
Körper "der Verwendungsstelle b#j:sonders leicht zugeführt werden können und ohne
Anwendung besonderer Hilfsmittel stets die richtige Zage in der Matrize einnehmen.
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Im Verlauf des Schweissvorgc nges wird die Kugel durch den Druck der
Oberelektrode 3 mit fortschreitender Erweichung an die Stirnfläche des Stiftes angcformt,
wobei gleichzeitig Verunreinigungen, wie z:B. Oxyde nach aus3en gedrückt w^rden.
Dadurch, dass sich der Sch-:!e_i.ssvorgang innerhalb der Buchse 4 abspielt, wobei
sich der Stiftweiter in die Buchse hineinschiebt, wird ein iIerausärücken des I@Ittz°i;@l
s und eine Gratbildung an der Verbindungsstelle der PlattiE.rung v::rhindert.
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Der Hub der Oberelektrode 3 ist mit der Schweisszeit derartig abg#:s
timmt, dass die Oberelektrode erst dann aus` den ge'Led-#rten Buchsenhalter 7 aufsetzt,
wenn der Schweisstrom bereits abgeschaltet ist. Durch den Druok der Oberelektrode
3 wird nun die Buchse 4 zur Anla-e auf der Unterlektrode 1, gebracht, dabei #aird
die Kugel 8 in die Vertiefung 2 bzw. 2' der Unterelektrode 1 eingepresst und zwischen
der Vertiefung der Unterelektrode und der konischen Erweiterung 5 der Buchse zum
Kopf 12 des Stiftes 10 geformt (Fig.2).
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Die in den Figuren 3 bis6beispielsweise dargestellte Schweiss Maschine
zum automatischen Plattieren von Stiften besieht aus einem Maschinengestell 13 nit
einem Ausleger 13f, der die wajsergekühlte Untorelektrode 14 trägt. Der obere Ausleger
131 trägt den Druckluftzylinder 20, der die -leichfalls wassergekühlte Oberelektrode
17 vor- und n,,¢,.Yl,e.@veCDt. Das Gasfell 37
trägt weiterhin die
Leer 23,24, in welchen die Welle 22 des kreisförmigen Tisches 21 drehbar gelagert
ist. Im Drehtisch 21 sind am Umfan; Buchsen 4 im Kreise um den Dr;lhpunkt und in
gleichmässigen Abständen voneinander angeordnet. Der fisch ist ausserdem mit einem
ringförmigen Hohlraum
26 Für ein Kühlmittel versehen, das durch die Zeitungen
27 und 28 zu-- und abgeführt wird. Die Buch:;en 4 sind innerhalb des Hohlraumes
26 angeordnet und werden de'urch wirksam ;gekühlt. Anstatt die Buchsen 4
einzeln,, Federnd zu la:#3rn, ist die Welle 22 in den. lagern 23
,
24 in Längsrichtung
gF@;=,cn die Spannung der Feder 25 ver.chiebbar. Mit der Welle 22 ist das Zahnrad
29 :Lest verbunden, das mit Hilfe des durch einen Druckluftzylinder 31 betäti;-ten
Sperrklinkenantriebes 30 g,eäreht werden kann. Das Zahnrad 29 und der Antrieb 30
sind so bemesJen, dass bei jedem Hub des fressluftkolbens dew Tisch um eine Buchse
weiter gedreht wird und eine andere Buchse 4 unter die Oberelektrode 17 zu s-Üehen
kommt.
35 und
36 mit geeigneten, nicht darges @e llten Zutilvorrichtungen zu den
Buchsen 4 führen, wodurch jeweils eine Kugel und ein Stift in eine Buchse eingeführt
werden. 32 ist eine Stützleiste, die das Hindurchfallen der Kugeln und Stifte verhindert,
solange die Buchsen 4 sich noch nicht über der Unterelektrode 'i befinden. Erforderlichenfalls
kann noch ein automai6tis cher Auswerfer vorge-
sehen sein, der die fertigen,plattierten
Stifte aus
den Buchsen. herausstösst.
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Um den oben an Hand der 7igur 1 geschilderten Ablauf des Schweissvorganges
zu erreichen und den Mechanismus für den
Schweissvorgang mit dem
Drehmechanismus für den `fisch 21 zu koppeln gibt es vc;rschiedene Möglichkeiten,
von denen nachstehend eine an Hand des in Figur 6 gezeigten Schemas erläutert wird.
Die zur b:: triebssicheren Funktion erforderlichen Bewegungen d(-ir Elektrode 17
und des Tisches 21 w:.irden durch pneumatische Einrichtungen bewirkt, die elektrisch
gesteuert und überwacht werden.
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Der Luftzylinder 20 enthält einen Kolben 50, der in der gezeichneten
Stellung des Wechselventils 51 auf seiner oberen Seite mit der Druckluftleitun3
52 in Verbindung s-u-eht, so dass er sich nach unten be#.jegt. Die Luft aus dem
Zylinderraum 20" unterhalb des Kolbens 50 kann durch die Leitung 53 entweichen.
Wird der --,urcil die Spule 55 fliessende S-crom @iusr.;@,Nchaltet, so bewegt sich
der Anker 54, beispielsweise durch Federkraft, nach links, so da...s jetzt die Druckleitung
52 mit dein unteren Zylinderraum 20" und die Entlüftungsleitung 53 mit dem oberen
Zylinderraum 20' v.-rbunden ist, was eine Aufwärtsbewegung des Kolbens 50 zur Folge
hp-t.
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Der 'lisch 21 wird mit Hilfe des pneumatischen Zylinders
31,
des Kolbens 61, einer an der Kolbenstan;@e 30 angebrachten, nicht dargestellten
Sperrklinke und des Zahnrades 23 um eine 0 Teilung wei-c--rgedreht, sobald der Zylinderraum
31 mit Druckluft
i Feder 62 nach links, wenn der Zylinderraum 31 mit der Druckluftzuleitung 57 am
pneumatischen Steuerventil 56 verbunden ist.
führende Spule 60 hineingezoGen wird, In der gezeichneten S 'Gellung ist die Spule
60 stromlos, dor Z°linderraum 31 ri t der
Entlüftungsleitung 53
verbunden, und die .Feder 62 hat den Kolben 61 in seine rechte Endstellung zurückbewegt.
Der Kolben _ 50 bewegt dennoch die Elektrode 17 nach abwärts, wenn die.
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Spule 55 Strom führt, und nach aufwärts, wenn der Strom ausgeschaltet
ist, der Kolben 61 dreht den Tisch 21 um eine Teilung weiter, trenn durch die Spule
60 Strom fliesst, und geht in . seine Ruhestellung zurück! wenn der Strom unterbrochen
wird.
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Die Steuerung der pneumatischen Einrichtungen erfolgt durch die Endtaster
82, 63, 64 und 65. Der Kontakt des Endtasters 82 ist nur dann geschlossen, wenn
der Tisch 21 in genau richtiger Stellung relativ zu den Elektroden 17 und 14 steht,
die Endtasten 63, 64 und 65 werden durch die Schaltnocken 66, 67 und 68 betätigt,
die auf der Kolbenstange 69 verstellbar angeordnet, sind. Der Endtaster 63 --ird
durch den Schaltnocken 66 in der unteren Grenzlage der Elektrode 17 geöffnet, der
Endtaster 64 durch den Schaltnocken 67 in der oberen Grenzlage der Elektrode 17
geschlossen. Der Endtaster 65 erhält beim Vorbeigehen des, -Schaltnockens 68 einen
Schliessimpuls* Die Endtaster 82, 6364 und 65 sind Bestandteile einer elektrischen
Schaltung, die ausserdem den Schalter
869 den Druckkopftaster 87x das Luftschütz
88 mit den Kontakten 89#`i. und 71, das Zeitrelais 72 mit den :Kontakten 73, 74
und
75" das Relais 76 mit dem Kontakt 77 sowie den Transformator-78 enthält#
der auf seiner Sekundärseite .die Elektroden 17 und 14 an Spannung legt # wenn.
die Spule 88: erregt und damit der Kontakt 89 ge. schlössen ist. In Feg. 6 ist die
Spule J8 erregt dargestellt, wie res. dem Betriebezustand bei Abwärtsbewegung des
Kolbens 50 sutspricht" während die Spulen 72 und 76 -stromlos sind.
Ist
die Elektrode in ihre untere Grenzlage gelpngt, so öffnet der Schaltnocken 66 den
Kontakt des Endtasters
63. Dadurch wird der Strom, welcher über die Kontakte
71 und 73 zur Schützspule 88 und zur Spule 55 führt, unterbrochene Die Kontakte
89 und 71 öffnen, der Kontakt 70 schliesst. Der `2rünsformator 78 wird ausgeschaltet,
das Wechselventil 51 steuert auf Aufwärtsbewegung des Kolbens 50 um. Während des
Aufwärtshubes erteilt der Schaltnocken 68 dem Endtaster 65 einen Schliessimpuls.
In diesem Au.4enblick gelangt Spannung über den Kontakt 74 und den jetzt ge;2hlossenen
Kontakt 70 an die Relaisspule. Der Kontakt 77 sc:zliesst, die Spule 72 des Zeitrelais
wird erre;--t, und dessen Kontakte 73, 74 und 75 werden momentan 'Jetätigt. Der
geöffnete Kontakt 74 unterbricht die Erregung der Spule 76, der Kont@lkt 77 öffnet,
und der Strom zur Spule 72 des Zeitreleis wird unterbrochen, wodurch dessen Zeitablpuf
beginnt. Über den Kontakt 75 wird die Spule 60 mit Strom versorgt, so dass der Wisch
21 um eine Teilung weitergedreht wird. Der geöffnete Kontakt 73 verriegelt die S
'romzufuhr zum Luftschütz 88 und zur 1rIp gne@tspule 55, so dass eine etwaige Betät-lgung
des Druckknopf-c,-s-j-.rs 87 in dieser Bewegungsphase der Elektrode 17 wirkungslos
bleibt. ;.nach Beendi-L;ung des Zeitablaufes am Zeitrelais 72 füllen dessen Kontakte
739 74 und 75 wieder in die gezeichnete Iluh:3s-.-:llung. Hat die Elektrode 17 ihre
obere Grenzs.:"11ung erreicht, so schliesst der Schaltnocken 67 den Kontüht des
Enütosfers 64. Jetzt fliesst über den nach richti-,-r ';fei t :r@ilalzun,; des lischeƒ
21 eingerasteten Endtaster 82, den End-cüster 63, den geschlossenen. jrhalter 86,
den, betätigten Endtaster 64 und den Kontakt 73 Strom zur Spule 88 des Luftschü,4zes
und zur Spule 55
des ;lechelven-cils 51. Der Iransforma -vor 70-
jird wieder engeschaltet, und diele@@troc@.e 17 sich n@ciz unten. ',Venn beim Abwl;i.rtshub
d,--r äch@:ltnocken 67 den Kontskt..J?es Lndtas-j-:rs 64 wieder frei-gibt, hat inzwischen
diesem par sl lel lie!;onde Kon-Üakt 71, der bei Erre_ uni der Spule 88 -@,s chlos
sen hat, dessen Funiition üi3.--,rnoyzmen, so dass c:ie @b@,ärtsbe@aef@Lln; der
Elektrode 17 bei üb .r deL: 78 ein;e@chalÜe ter Sch;=ieißspannun@y erh:=.l ten bleibt.
Dey° @eöfne-@e Kontakt 70 verhindert, dp ss die Spule 76 beimb@a,r-csgan` er-egt
. ird, Nenn der Schaltnocken 68 den Endtaster 65 p^ssiert. Soll der Bewevun#:sablauf
der Elek#.rode 17 an der oberen Grenzsuellung un!r@rbrochen @aerden, so wird der
:Dchalzer 86 -eöffnet. Damit wird - @? -r ;@chaltimpuls c? es 3rd Gs-Ü" rs 64 unwirksam.
rin erneuter Z-zrklus :-:ir d durch Drücken auf den Druckknopf Laster 87 ein-cleit
t, wodurch Spa nnun- üb r den Kon-Ü,#ikt 73 an ä.ie ä r)ule 88 des Luftschützes
und an die Spule 55 :des .ec-Zäelventils 51 gelegt ijird. Die Kontakte 89, 70 und
71 J--rden iLi ;-ezeichneten Sinn betätigt. Der geschlossene .@ontalit 71 sorgt
dafür, dass der Druckknopf`caster 87 wied"r losgela:::äen 'Yae@#den a@nn. Iris übrigen
gelten alle bei ein,-elegtem Schal-@li:r 86 dargelegten Gesichtspunkte. Ans k,;:lle
der @@esc@zild erzen S "euerung könnte -z.B, auch eine
eine durch den Ers ,Ü der Erwärmung zuneamonden elek-turischen ;'iiderstand von
Stift und Kugel g@@s-Üeucrte autoria ji-che Unt<:rbreehung des Schweisstromes
vorzusehen.