DE1527398C - Verfahren und Vorrichtung zum Rei bungsschweißen von zwei oder drei auf einer vorbestimmten Achse zueinander in relative Drehung versetzten metallischen Werkstucken - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Rei bungsschweißen von zwei oder drei auf einer vorbestimmten Achse zueinander in relative Drehung versetzten metallischen WerkstuckenInfo
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Description
1 2
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vor- F i g. 2 eine schemätische Ansicht der in F i g. 1
richtung zum Reibungsschweißen von zwei oder drei dargestellten Maschine,
auf einer vorbestimmten Achse zueinander in relative . Fig. 3 und 4 den elektrischen Steuer- und Folge-Drehung
versetzten metallischen Werkstücken in geberkreis, der in Fig. 2 gezeigt ist, wobei Fig. 4
zwei Stufen, bestehend aus der mit einem plötzlichen 5 zur Vervollständigung der schematischen Darstellung
Druckanstieg beginnenden Vorwärmperiode und der unterhalb von F i g. 3 angeordnet werden muß,
sich an den Endvorwärmdruck dieser Vorwärm- F i g. 5 und 6 eine schematische Darstellung des periode anschließenden Stauchperiode. elektrischen Steuer- und Folgegeberkreises, der in
sich an den Endvorwärmdruck dieser Vorwärm- F i g. 5 und 6 eine schematische Darstellung des periode anschließenden Stauchperiode. elektrischen Steuer- und Folgegeberkreises, der in
Es sind Reibungsschweißverfahren bekannt, bei den F i g. 3 und 4 gezeigt ist, wobei zur Vervollständenen
die Oberflächen der Werkstücke in ganz er- io digung der Darstellung die F i g. 6 unterhalb der
heblichem Ausmaß durch ihre Halterungen oder F i g. 5 angeordnet werden muß,
Einspannvorrichtungen verkratzt oder beschädigt F i g. 7 eine graphische Darstellung des Energiewerden. Dies spielt an sich beim Reibungsschweißen Verbrauchs, der Axialdruckkraft und der Metallvernicht fertiger Werkstücke keine allzu große Rolle, drängung und der Schweißzeit für ein spezielles da hier die Andruckkräfte auf den Wert schnell er- 15 Werkstück, welches in der erfindungsgemäßen Einhöht werden können, der erforderlich ist, um die richtung geschweißt wurde, und
Schweißung durchzuführen. Das Werkstück kann F i g. 8 eine schematische Schnittansicht im wesentdann einer weiteren Bearbeitung zugeführt werden, . liehen genommen längs der Linie 8-8 der Fig. 1, woum die beschädigten Stellen zu verbessern, oder die bei drei Fahrzeugachsabschnitte dargestellt sind, die beschädigten Abschnitte können" abgeschnitten wer- 20 durch die Vorrichtung miteinander verschweißt werden, den sollen. '
Einspannvorrichtungen verkratzt oder beschädigt F i g. 7 eine graphische Darstellung des Energiewerden. Dies spielt an sich beim Reibungsschweißen Verbrauchs, der Axialdruckkraft und der Metallvernicht fertiger Werkstücke keine allzu große Rolle, drängung und der Schweißzeit für ein spezielles da hier die Andruckkräfte auf den Wert schnell er- 15 Werkstück, welches in der erfindungsgemäßen Einhöht werden können, der erforderlich ist, um die richtung geschweißt wurde, und
Schweißung durchzuführen. Das Werkstück kann F i g. 8 eine schematische Schnittansicht im wesentdann einer weiteren Bearbeitung zugeführt werden, . liehen genommen längs der Linie 8-8 der Fig. 1, woum die beschädigten Stellen zu verbessern, oder die bei drei Fahrzeugachsabschnitte dargestellt sind, die beschädigten Abschnitte können" abgeschnitten wer- 20 durch die Vorrichtung miteinander verschweißt werden, den sollen. '
Eine derartige Arbeitsweise kann jedoch bei der Es sei nunmehr auf die F i g. 1 und 2 Bezug ge-Reibungsverschweißung
von fertigen Werkstücken, nommen. Die Friktions- und Reibungsschweißwie
beispielsweise fertigen Fahrzeugachsen, nicht maschine, in der die Teile gegeneinander gedreht
durchgeführt werden. Um fertig bearbeitete Achsen- 25 werden, weist einen starren Tragrahmen 20 auf, der
teile oder ähnliche Werkstücke mittels einer Rei- in an sich bekannter Weise aus miteinander verbungsschweißung
miteinander zu verbinden, ist es bundenen Stahlbauteilen gefertigt ist und der durch
deshalb wünschenswert, die anfängliche Anpreß- geeignete Mittel, beispielsweise mittels Schräubenkraft
der Werkstücke allmählich aufzubauen, um ein bolzen, am Fußboden einer Fabrik befestigt ist. Am
Schlupfen zu verhindern und um ein Verkratzen der 30 Rahmen 20 ist ein Maschinenbett 22 befestigt, welfertig
bearbeiteten Werkstückoberflächen auszuschal- ches geeignete Führungen aufweist, die in axialem
ten. Es wurde nun jedoch gefunden, daß, wenn der Abstand voneinander angeordnete Halterungen 26
anfängliche Aufbau der Anpreßkraft zu langsam oder und 28 tragen. Die Halterungen 26 und 28 weisen
zu allmählich stattfindet, die fertige Schweißstelle geeignete Einspann- oder Halterungs- oder Festeine
große Anzahl von in nachteiliger Weise die 35 klemmeinrichtungen auf, um Werkstücke festzuhal-Qualität
der Schweißstelle beeinflussenden Oxydein- ten, die mit einem mittleren Werkstück zu einem
Schlüssen aufweist. ■ . ~ dreiteiligen Gegenstand verschweißt werden sollen.
Der Erfindung liegt, die Aufgabe zugrunde, das ν Wie Fig. 1 zeigt, ist die Halterung 26 am linken
Reibungsschweißverfahren . derart durchzuführen, Ende des Bettes festgelegt, und die Halterung 28 ist
daß die Ausbildung schädlicher Oxyde ausgeschaltet 4° längs der Führungsbahnen des Bettes 22 in Längswird
oder auf ein Minimum herabgesetzt wird und richtung verschiebbar, und zwar zur Halterung 26
daß gleichzeitig keine Beschädigung des Werkstückes hin und von dieser fort. Axial zwischen diesen HaI-durch
das Einspannen erfolgt. terungen 26 und 28 sind zwei einstellbare Ausflucht-Erfindungsgemäß
wird dies dadurch erzielt, daß und Einspannvorrichtungen 30 und 32 angeordnet, sich innerhalb der Vorwärmperiode an den plötz- 45 von denen jede eine Anzahl im Winkelabstand vonlichen
Druckanstieg zu ihrem Beginn ein Abschnitt einander angeordnete Antifriktionslager 34 aufweist,
anschließt, in dem der weitere Druckanstieg bis zum die an einem Träger 35 montiert sind, die äußere
Endvorwärmdruck allmählich erfolgt. - Laufflächen 36 aufweisen, die gegen den Umfang des.
Eingehende Untersuchungen haben gezeigt, daß mittleren Werkstückes anliegen, welches mit den
durch eine derartige Arbeitsweise sowohl die Quali- 5° Endwerkstücken verschweißt werden soll, die in den
tat der Schweißstelle verbessert wird als auch verhin- Halterungen 26 und 28 befestigt sind,
dert wird, daß die Werkstückoberflächen beschädigt Die Einrichtungen 30 und 32 sind in einem der-
werden. artigen axialen Abstand angeordnet, daß sie sich
Eine bevorzugte Ausführungsform einer Vorrich- dicht vor den Vorderseiten der Halterungen 26 und
tung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Ver- 55 28 befinden.
fahrens weist eine den allmählichen Druckanstieg Die beschriebene Vorrichtung ist insbesondere dainnerhalb
der Vorrichtung steuernde Einrichtung auf, für geeignet, derartige Gegenstände, wie Fahrzeug-
und zwar bestehend aus einem den Druckanstieg ein- achsen, zu schweißen, die ein zylindrisches Mittelleitenden
Grenzschalter, von diesem gesteuerte stück 40 und zwei Endteile 42 und 44 aufweisen, wie
Solenoidschieber innerhalb eines Verteilers und 60 es in F i g. 8 gezeigt ist. Die Endteile 42 und 44 sind
einem mit flüssigem Druckmittel von Solenoidschie- unverdrehbar und axial in den Halterungen 26 und
bern beaufschlagten hydraulischen Zylinder zum 28 eingespannt, und der Mittelteil 40, der axial zwi-Übertragen
des Druckes auf die Werkstücke. sehen den Endteilen 42 und 44 angeordnet ist, wird
Die Erfindung soll unter Bezugnahme auf die den Enden benachbart, drehbar getragen, und zwar
Figuren der Zeichnung erläutert werden. Es zeigt 65 durch die Hinrichtungen 30 und 32. Jedes der Lager
Fig. 1 eine schemutische Teildraufsicht auf eine 34 ist radial einstellbar montiert, so daß die Lauf-
Reibungsschwcißmaschine, gemäß einer bevorzugten flächen 36 gegen den Umfang des Mittelteiles 40 an-
Ausführungsform der Erfindung ausgebildet, liegen.
3 4
Wie die F i g. 1 und 2 zeigen, wird der Mittelteil Drehung des mittleren Werkstückes bestimmt ist, ist
40 durch einen Riemenantrieb 48 gedreht. Zusam- um die Riemenscheibe 93 herumgeführt. An der Anmen
mit der Drehung des Mittelteiles 40 wird eine triebswelle 76 ist eine Bremse 95 montiert, die bei-Kraftaufbringungseinrichtung
50 wirksam, um die spielsweise eine Innenbackenspreizbremse sein kann, Halterung 28 nach links zu verschieben. Dadurch 5 und diese Bremse wird durch einen Steuermechanisgelangen
die beiden Oberflächenpaare an den Teilen mus 96 betätigt, welcher am Rahmen 20 befestigt ist
40, 42 und 44 in einen Reibungseingriff, der Wärme und welcher ein Mechanismus ist, der die Bremserzeugt,
flüssigkeit oder das fluide Bremsmedium steuert. Die Durch die Aufbringung eines Axialdruckes, wo- Bremssteuerung 96 weist einen Flüssigkeitsmotor 97
durch die Teile 40, 42 und 44 axial in einer Anlage io auf oder einen Motor 97, der mit einem fluiden Me-Ende
gegen Ende gedrückt werden, und dadurch, dium arbeitet, und dieser Motor wird durch einen
daß gleichzeitig der Mittelteil 40 gedreht wird, wird Solenoidschieber 98 betätigt. Der Steuermechanismus
eine ausreichende Wärme erzeugt, um an den 96 ist ähnlich aufgebaut wie der Steuermechanismus
Schweißstellen das Metall zu plastifizieren. Nachdem 69 und ist unmittelbar mit dem Steuersystem der
das Metall verschmelzbar geworden ist, wird die 15 Maschine verbunden, und zwar in einer Art und
Drehung des Mittelteiles 40 plötzlich abgebremst Weise, die noch beschrieben werden soll,
oder abgestoppt, und zwar durch Einrichtungen, die Ein Geschwindigkeitsfühler 100 ist zwischen der
noch beschrieben werden sollen, und die Kraft, die Bremse 95 und dem Treibriemen 94 angeordnet und
vorzugsweise durch die Einrichtung 50 aufgebracht weist eine elektrische Abtasteinrichtung 101 auf.
wird, wird für ein kurzes Zeitintervall vergrößert, um 20 Ein gezahntes Rad 102 ist an der Welle 76 befestigt
das Schweißmetall zu verdrängen und um die Ver- und dreht sich mit dieser, und die Zähne dieses
bindung der Teile zu einem ganzen Bauteil zu unter- Rades sind dicht bei einem Knopf 104 der Abtaststützen,
vorrichtung 101 derart angeordnet, daß diese mit Es sei bemerkt, daß die beschriebene Vorrichtung dem Knopf nicht in Berührung stehen. Das Gerät
nicht auf das Schweißen von Fahrzeugachsen be- 25 101 ist ein elektromagnetischer Übertrager, der mit
schränkt ist und daß eine große Anzahl von anderen dem elektrischen Steuersystem der Schweißmaschine
Werkstücken in einer ähnlichen Weise durch eine in einer noch zu beschreibenden Weise verbunden ist.
Verwendung einer geeigneten Einspanneinrichtung Der Drehwahlgeber 101 bewirkt, daß ein Signal ermiteinander
verschweißt werden können. Zusätzlich zeugt wird, wenn nach der Vollendung des Schweißsei
noch darauf hingewiesen, daß die beschriebene 30 zyklus die Drehung der Hauptantriebswelle 76 voll-Vorrichtung
nicht auf die gleichzeitige Verschweißung- ständig abgestoppt ist. Auf Grund dieses Signals
eines Mittelteiles mit zwei Endteilen beschränkt ist. wird der Treibriemen 94 dann automatisch vom mitt-Beispielsweise
kann ein Teil in einer stationären Hai- leren Werkstück gelöst. Hieraus geht hervor, daß
terung 26 eingespannt sein, und der andere Teil, der der Treibriemen 94 nicht vom mittleren Werkstück
angeschweißt werden soll, kann gegen diesen einge- 35 gelöst wird, bis die Drehung der Welle 76 aufgespannten
Teil gedreht werden. Um diese beiden Teile hört hat.
in Anlage gegeneinanderzudrücken, wird ein Axial- Wie schematisch in den F i g. 1 und 2 gezeigt, ist
druck dadurch aufgebracht, daß die Halterung 28 der Antriebsriemen 94 am Ende der Antriebswelle 76
längs des Bettes 22 verschoben wird. angeordnet und erstreckt sich in einen Arbeits-Wie
F i g. 1 zeigt, weist der Motor 54 eine Lei- 40 bereich 105 zwischen den Einrichtungen 30 und 32
stungsabgabewelle 56 auf, die mit einer Antriebswelle hinein. Die Antnebsriemenscheibe 93 und die Welle
58 gekuppelt ist. Eine Riemenscheibe 64 ist zwischen 76 werden teilweise von einer einstellbaren Halterung
den Lagern 60 und 62 an der Welle 58 befestigt und 110 getragen, welche ebenfalls den Drehzahlgeber
nimmt einen Treibriemen 66 auf. Die Welle 58 ist 101 trägt, wie es in F i g. 1 gezeigt wird. Die Anferner
mit einer Kupplung 68 versehen, welche vor- 45 triebswelle 76 ist auf einer Seite der Riemenscheibe
zugsweise eine Tellerkupplung ist und welche wirk- 93 drehbar in Antifriktionslagern 113 und 114 gesam
ist, um den Antrieb vom Motor zum Antrieb des lagert, die an der Halterung 110 in axialem Abstand
Treibriemens 66 anzuschalten oder abzuschalten. Die voneinander befestigt sind. Das vordere Ende der
Kupplung 68 wird durch einen Kupplungssteuer- Antriebswelle 76 ist auf der anderen Seite der Riemechanismus
69 betätigt, der mittels eines fluiden 5° menscheibe 93 drehbar in einem Antifriktionslager
Mediums arbeitet und der zeitlich regelbar ist. Dieser 112 gelagert.
Steuermechanismus 69 weist einen Motor 70 auf, der Es sei nun auf F i g. 2 Bezug genommen. Die Rie-
durch ein fluides Medium betätigt wird und der durch menscheibe 93 ist in einer offenen kreisförmigen
einen Solenoidschieber 72 in Betrieb genommen Aussparung zwischen gegabelten Schenkeln 132 und
wird, welcher unmittelbar mit dem Steuersystem der 55 134 eines Riemenantriebtragrahmens 140 angeord-
Maschine verbunden ist, das noch beschrieben wer- net. Der Rahmen 140 besteht aus gleichen, sich nach
den soll. oben erstreckenden, parallelen Rahmengliedern 140 a
Wie die Fig. 1 und 2 zeigen, läuft der Treibriemen und 140 ft, die, wie in Fig. 1 gezeigt, in einem Ab-
66 um eine Riemenscheibe 74 herum, welche an einer stand voneinander angeordnet sind, um den Treib-
Hauptantriebswelle 76 befestigt ist. Die Lager 78 und 60 riemen 94 aufzunehmen. Die Schenkel 132 und 134
80 sind zu beiden Seiten der Riemenscheibe 74 ange- tragen Leerlaufrollen 144 und 146 zwischen den
ordnet. Die Antriebswelle 76 weist zwei Universal- Rahmengliedern 140 α und 140 b. Die Rollen 144
gelenke 86 und 88 auf, die einen ausziehbaren oder und 146 befinden sich in einer dichten einstellbaren
verschiebbaren Abschnitt 90 mit zwei Endabschnitten Nachbarschaft am Umfang der Riemenscheibe 93
91 und 92 verbinden. Am Wellenabschnitt 92 ist am 65 und liegen gegen den Treibriemen 94 an. Eine ein-
Ende der Hauptantriebswelle 76, welche der Riemen- stellbare Riemenspannrolle 148 ist vorgesehen, um
scheibe 74 gegenüberliegt, eine Antnebsriemenscheibe den Durchhang im Treibriemen 94 aufzunehmen, und
93 befestigt. Ein breiter, endloser Riemen 94, der zur diese Spannrolle ist im Abstand von den Freilaufroi-
len 144 und 146 und im Abstand von der Riemenscheibe
93 angeordnet. Die Spannrolle 148 ist an einer Halterung 150 montiert, die an der oberen
Seite des Rahmenschenkels 134 durch nicht dargestellte Einrichtungen gleitbar befestigt ist. Eine Betätigungseinrichtung
zur Einstellung der Spannrolle 148 weist einen Luftzylinder 154 auf, der an der Seite des Rahmens 140 befestigt ist und der mit dem
hydraulischen Steuersystem der Maschine in einer Art und Weise verbunden ist, die noch beschrieben
werden soll.
Wie F i g. 2 zeigt, erstreckt sich der Rahmen 140 unter einem geringen Winkel nach oben zur Welle 76
und ist an seinem oberen Ende mit einem Backenbauteil 157 versehen. Dieser Bauteil 157 weist eine
bewegliche Backe 158 und eine feste Backe 160 auf, welche eine im wesentlichen kreisförmige Aussparung
162 zwischen sich einschließen. Eine Riemenscheibe 164 ist am oberen Ende der Backe 160 montiert.
Das Mittelwerkstück kann, wie in F i g. 2 gezeigt, in der Aussparung 162 aufgenommen werden.
Die Backe 158 ist schwenkbar am Rahmen 140 an der Basis der festen Backe 160 montiert und kann
geöffnet und geschlossen werden, um das Mittelwerkstück in der Betriebsstellung einzuschließen oder um
das Mittelwerkstück freizugeben, und zwar in einer Art und Weise, die noch im einzelnen beschrieben
werden soll. Die Backe 158 trägt gegenüber der Riemenscheibe 164 eine Riemenscheibe 178.
Der Mechanismus zum Öffnen und Schließen der beweglichen Backe 158 weist einen Gestängeteil 180
auf, der mit einem Ende an der Backe 158 schwenkbar gelagert ist. Das andere Ende des Gestängeteiles
180 ist schwenkbar mittels eines Zapfens 181 mit einem Ende eines anderen Gestängeteiles 186 verbunden.
Das andere Ende des Gestängeteiles 186 ist schwenkbar mit dem Rahmen 140 verbunden. Die
Gestängeteile 180 und 186 wirken in der Weise zusammen, daß diese einen Kraftübertragungsmechanismus
187 für das Öffnen und Schließen der Backe 158 bilden. Die Betätigungseinrichtung für den Gelenkmechanismus
187 weist einen doppeltwirkenden Antriebskolben 189 auf, der gleitbar in einem hydraulischen
Zylinder 190 angeordnet ist, welcher am Rahmen 140 befestigt ist. Eine Kolbenstange 196,
die am Kolben 189 befestigt ist, ist schwenkbar bei 197 mit dem Gestängeteil 180 verbunden, so daß bei
einer Vorwärts- oder Rückwärtsbewegung der Kolbenstange 196 die Gestängeteile 180 und 186 verschwenkt
werden, wodurch die Backe 158 geschlossen oder geöffnet wird. Der Zylinder 190 ist mit dem
erfindungsgemäßen Steuersystem zur automatischen Betätigung in einer noch zu beschreibenden Art und
Weise verbunden. Am Gestängemechanismus sind geeignete Grenzschalter LS-I und LS-2 vorgesehen,
und diese Grenzschalter werden durch das Öffnen und das Schließen der Backe 158 in einer noch zu
beschreibenden Art und Weise betätigt. Der Treibriemen 94 erstreckt sich über die Riemenscheiben
164,178,148 und 146 und nach innen um die Hauptantriebsriemenscheibe
94 herum und um die Riemenscheibe 144 herum. Im Treibriemen ist zwischen den Riemenscheiben 164 und 178 zur Aufnahme eines
zylindrischen Werkstückes ein Durchhang vorgesehen, wobei dieses Werkstück, wenn es in die Aussparung
162 eingesetzt wird, den Treibriemen 94 nach innen hineindrückt. Dadurch wird nach dem
Schließen der Backe 158 das Werkstück fest vom Treibriemen 94 getragen und in der Arbeitszone 105
durch die Backenriemenscheiben 164 und 178 gehalten. Die Größe des Durchhanges, die erforderlich
ist, damit der Treibriemen 94 das Werkstück umfassen oder einspannen kann, ist durch eine wahlweise
Verschiebung der Riemenscheibe 148 einstellbar.
Um die genaue axiale Ausfluchtung des mittleren Werkstückes gegenüber den Endwerkstücken, die in
den Halterungen 26 und 28 eingespannt sind, zu erleichtern, ist der Rahmen 140 in einstellbarer Weise
gelagert. Der Rahmen kann bezüglich seiner Winkellage in einer ausgewählten Stellung mittels eines Halterungsbügels
204 eingestellt werden, wobei dieser Halterungsbügel 204 an seinem unteren Ende in einer
nicht dargestellten geeigneten Weise mit dem Basisteil der Maschine verbunden ist. Das andere Ende
des Teiles 204 ist an einem kurzen Gestängeteil 208 angelenkt, wobei dieser kurze Gestängeteil am vorderen
Ende des Rahmens 140 angelenkt ist. Um diesen Aufbau zu tragen, ist ein Luftzylinder 212 vorgesehen,
der in gleitbarer Weise einen Arbeitskolben 213 aufnimmt. Eine Kolbenstange 214, die am Kolben
213 befestigt ist, ist bei 216 am Bügel 204 angelenkt. Der Boden des Zylinders 212 ist schwenkbar
an einer Halterung 217 befestigt, die ihrerseits am Rahmen 201 befestigt ist. Auf diese Weise hält der
Zylinder 212 den Rahmen 140 in einer ausgewählten Stellung und ermöglicht kleine Einstellungen der
Winkellage in dieser Anordnung, um das sich drehende Werkstück derart einstellen zu können, daß
sich dieses in genauer axialer Flucht in der Lage zu den Werkstücken befindet, die in den Halterungen 26
und 28 eingespannt sind.
Wie die F i g. 1 und 2 zeigen, ist ein hydraulischer Zylinder 226 am Bett 22 hinter der Halterung 28 befestigt,
und dieser Zylinder nimmt einen doppeltwirkenden Arbeitskolben 227 auf. Eine Kolbenstange
228 ist am Kolben 227 befestigt und ist mit einer Stoßstange 230 verbunden, die in ihrer vorgeschobenen
Lage gegen die Hinterseite der Halterung 28 anliegt. Eine axiale Verschiebung des Kolbens 227 verschiebt
deshalb die Halterung 28 in Längsrichtung längs des Bettes 22. Der Betrieb des Zylinderkolbens
227 wird durch Solenoidschieber in einer Art und Weise gesteuert, die noch beschrieben werden soll.
An einer Wand 231 vor dem Zylinder 226 sind eine Anzahl elektrischer Grenzschalter LS-3, LS-4,
LS-S und LS-6 montiert. Eine Stange 242, die gleitbar an der Wandung 231 montiert ist, erstreckt sich
zwischen den Schaltern LS-3-6 in der dargestellten Art und Weise. Das vordere Ende 241 der Stange
242 erstreckt sich über die Wandung 231 hinaus und trägt einen Halterungsbügel 256, der sich über das
Bett 22 erstreckt. Der Halterungsbügel 256 ist an der Stoßstange 230 befestigt, so daß die Stoßstange 230
und die Stange 242, die an der Wandung befestigt ist, sich in Längsrichtung wie eine Einheit bewegen.
Wie F i g. 2 zeigt, trägt die an der Wandung befestigte
Stange 242 Anschläge 258 und 258 a, die wahlweise an der Stange in Längsrichtung einstellbar
sind, um die Grenzschalter LS-3-6 in unterschiedlichen vorbestimmten Stellungen zu schalten, und
zwar in Abhängigkeit von den speziellen Werkstükken, die zusammengeschweißt werden sollen.
Der untere rechte Schalter LS-3, der normalerweise offen ist, löst den eigentlichen Aufheizungszyklus
des Schweißvorganges aus, dessen Dauer von einem Zeitgeber gesteuert werden kann. Die axiale
Verschiebung der Stange 230 in eine vorbestimmte Lage führt dazu, daß der Anschlag 258 α den Schalter
LS-3 schaltet. In Betrieb schaltet zuerst der Anschlag 258 α den Schalter LS-3, um den Heizzyklus
auszulösen. Dieser Heizzyklus ist dann beendet, wenn der Anschlag 258 den Schalter LS-4 schaltet, der
normalerweise geschlossen ist. Das Schalten des Schalters LS-4 entkuppelt die Kupplung 68, welche
ihrerseits die Bremse 95 anzieht, um ganz plötzlich die Drehung des Werkstückes abzustoppen oder anzuhalten,
welches vom Treibriemen 94 erfaßt ist. An Stelle der Verwendung des Grenzschalters LS-4 kann
ein geeigneter Zeitgeber TD 3 (Fi g. 3) in den Steuerkreis eingeschaltet sein, um den Heizzyklus in einer
noch zu beschreibenden Weise zu schalten. Die Vorwärtsbewegung der Halterung 28 wird noch für eine
kurze Zeitdauer fortgesetzt, nachdem die Drehung des mittleren Werkstückes abgestoppt ist, und während
dieser Zeitdauer wird der Axialdruck erhöht, um die Verschmelzung zu unterstützen und um eine
dauernde Bindung sicherzustellen. Wenn der Anschlag 258 den Schalter LS-5 schaltet, der normalerweise
geöffnet ist, wird die Arbeitsperiode mit erhöhtem Druck beendet, und ein noch zu beschreibender
Solenoidschieber wird betätigt, um einen konstanten Haltedruck aufzubringen, der für eine
kurze Dauer aufrechterhalten wird, während die frisch hergestellten Schweißstellen sich abkühlen. Die
Grenzschalter LS-3-6 sind in den erfindungsgemäßen elektrischen Steuerkreis in einer noch zu beschreibenden
Weise eingeschaltet. Der Grenzschalter LS-5 steuert die Arbeitslänge, d.h., der Grenzschalter LS-5
steuert das Ausmaß der Metallverdrängung an der Schweißstelle, und nachdem der Schalter LS-5 geschaltet
ist, kehrt der Kolben 227 in seine Ausgangslage zurück, wodurch der Grenzschalter LS-6 geschaltet
wird. Der Schalter LS-6 ist normalerweise geschlossen, und wenn dieser Schalter betätigt wird,
so wird der Steuerkreis dadurch so beaufschlagt, daß dieser in seine Ausgangslage zurückkehrt, und dadurch
wird das Ende eines Schweißzyklus angezeigt.
Die Schaltstellungen der Grenzschalter LS-3-LS-6 sind einstellbar, damit eine Anpassung an
unterschiedliche Bedingungen und unterschiedliche Schweißzyklen erfolgen kann. Weiterhin wird dadurch
eine Anpassung an einen großen Bereich von unterschiedlichen Größen von Werkstücken und an
unterschiedliche Materialien erzielt. Ehe irgendein Schweißvorgang durchgeführt wird, werden die
Schalter LS-3-LS-6 und die Zeitgeber im System derart eingestellt, daß diese in bestimmten Intervallen
geschaltet werden, und zwar in Abhängigkeit vom Typ und von der Größe der Werkstücke, die zusammengeschweißt
werden sollen. Wenn einmal die Grenzschalter LS-3-LS-6 und die Zeitgeber eingestellt
sind, verläuft der gesamte Schweißvorgang automatisch. Die Faktoren, die jeder Arbeitszyklus
umfaßt (Drehzahl, Axialdruck, Erhitzungszeit und Axialschub), können für eine vorgegebene Arbeitsbedingung von einem Durchschnittsfachmann durch
Analyse und Berechnungen in einfacher Weise bestimmt werden.
Es sei nunmehr auf F i g. 2 Bezug genommen. Das hydraulische System weist zwei Pumpen 310 und 311
auf, und jede Pumpe ist mit einem eigenen Vorratsbehälter für ein fluides Medium versehen, und es
sind Ölkühler vorgesehen und Wasserzuführungen und Abwasseranschlüsse, und es ist ferner eine Leitung
312 vorgesehen. Vorratsbehälter, Kühler und Wasserspeiseleitungen für die Pumpen 310 und 311
sind nicht dargestellt, jedoch haben diese Teile den üblichen Aufbau. Die Pumpe 310 ist über eine Leitung
312 mit einem zentralen Verteiler 314 verbunden, der den hydraulischen Hauptkreis steuert. Der
Verteiler 314, der die Form eines Verteilerkopfes hat, weist getrennte Solenoidschieber S-4, S-4a, S-5 und
S-6 auf. Diese Schieber steuern eine Anzahl von
ίο Auslässen, und diese Schieber sind mit Solenoiden
oder Betätigungseinrichtungen SC-4, SC-4a, SCS und SC-6 ausgerüstet. Zwei Auslaßleitungen 316 und
318, die vom Verteiler 314 fortführen, sind mit einem hydraulischen Zylinder 320 verbunden, und
zwar derart, daß diese vor und hinter einem Kolben 322 einmünden, der innerhalb des Zylinders gleitbar
montiert ist. Die Verschiebung des Kolbens 322 wird durch einen mit einem fluiden Medium arbeitenden
Motor gesteuert, der einen Druckluftzylinder 324 aufweist, welcher mit einem Kolben 326 versehen
ist. Der Kolben 326 ist mit dem Kolben 322 über eine Kolbenstange 328 verbunden. Bei der Einleitung
von Druckluft in den Luftzylinder 324 spricht der Zylinder 320 an und verändert dadurch den Druck
im Haupthydrauliksystem während des Heizzyklus.
Der Verteiler 314 ist ferner durch zwei Leitungen 330 und 332 mit der Vorwärtsdruckseite 334 und der
Rückwärtsdruckseite 336 des Kolbens 227 verbunden.
Bei der Darstellung in F i g. 2 erfolgt die Vorwärtsbewegung des Kolbens 227 in Arbeitsrichtung nach
links, und diese Vorwärtsbewegung wird durch eine Zuspeisung von fluidem Medium durch die Leitung
330 bewirkt. Die Strömung der Hydraulikflüssigkeit durch die Leitung 330 wird von einem Solenoidschieber
S-4 gesteuert. Die Rückhubbewegung des Kolbens 227 wird dadurch bewirkt, daß ein fluides
Medium durch die Leitung 332 zugespeist wird, und die Strömung dieses Mediums durch die Leitung 332
wird durch einen Solenoidschieber S-6 gesteuert. Die Solenoide SC-4 und SC-6 sind mit einer Sammelwandung
344 über elektrische Leiter verbunden, die bei 340 und 342 gezeigt sind. Die Sammeltafel 344
ist mit einer Hauptschalt- oder -Steuertafel 343 (F i g. 1) verbunden. Der Solenoidschieber S-5, der
am Verteiler 314 vorgesehen ist, steuert den Druckaufbau im Zylinder 226 bei der Vorwärts- oder
Arbeitsbewegung des Kolbens 227 durch die ihn mit dem Zylinder 320 verbindende Leitung 318. Der
Druck wird langsam oder schrittweise erhöht und dann konstant. Darauf wird er ganz plötzlich für
eine kurze Zeitrdauer, wie bereits dargelegt, erhöht, um die Teile am Ende der Heizperiode zusammenzupressen
oder zusammenzuschmieden. Eine Leitung, die mit 346 bezeichnet ist, verbindet das Betätigungssolenoid
des Schiebers S-5 mit der Sammelplatte 344. Der Solenoidschieber S-4 a, der ebenfalls im Verteiler
314 vorgesehen ist, wirkt als Überström- oder Rückschlagventil, welches, wenn es eingeschaltet ist,
sich bei der Vorwärtsbewegung des Kolbens 227 schließt. Das Solenoid SC-4 α ist mit der Sammelwandung
344 über eine Leitung 348 verbunden.
Ebenfalls mit der Sammelwandung 344 sind Signalschalter LS-7 und LS-I α verbunden, welche derart
angeordnet sind, daß diese von einem Anschlag 350 an der Kolbenstange 328 betätigt werden können.
Entsprechend der Betätigung der Schalter LS-7 und LS-7 α leuchtet ein nicht dargestelltes Licht an der
Steuertafel 343 auf, um die Stellung der Kolben-
009 551/151
stange 328 anzuzeigen. Dadurch wird für das Bedienungspersonal ein Signal erzeugt, welches anzeigt,
daß das Hydrauliksystem nach einem Schweißvorgang wieder einen unwirksamen Zustand angenommen hat.
Wie F i g. 2 zeigt, ist ein weiterer Solenoidschieber 5-1 mit der Pumpe 311 über eine Leitung 325 verbunden.
Der Solenoidschieber 5-1 weist zwei Auslässe auf, die über Leitungen 354 und 356 mit dem
Zylinder 190 verbunden sind. Wenn das Solenoid 5C-1 (F i g. 3) zur Betätigung des Solenoidschiebers
5-1 erregt ist, wird ein fluides Medium durch die Leitung 354 zugeführt, um die Backe 158 zu öffnen.
Wenn das Solenoid 5C-1 abgefallen ist, so wird ein
fluides Medium durch das Rohr 356 zugeleitet, um die Backe 158 zu schließen. Eine Verbindungsleitung,
die mit 360 gekennzeichnet ist, verbindet das Solenoid 5C-1 mit der Schaltwand 344.
Die Grenzschalter L5-1 und L5-2 sind derart angeordnet,
daß diese durch die Bewegung der Backe 158 zwischen ihrer offenen und ihrer geschlossenen
Stellung betätigt werden, um den Bremsmechanismus 95 und den Solenoidschieber 5-5 zu betätigen, wie es
im einzelnen noch erläutert werden soll. Verbindungsleitungen, die mit 362 und 364 gekennzeichnet sind,
verbinden die Grenzschalter L5-1 und L5-2 mit einer anderen Sammelschaltwandung 366, welche elektrisch
mit der Schalt- oder Steuerwand 343 verbunden ist.
Die Druckseite des Luftzylinders 324 ist über eine Leitung 368 mit einer Reihe von Druckbehältern
370 bis 373 verbunden, die unterschiedliche Speicherund Druckkapazitäten haben. Die Luft in den Behältern
370 bis 373 wird wahlweise über Schieber 375 in die Leitung 368 eingeführt, und zwar in Abhängigkeit
vom Druckbedarf, der für eine gegebene Bearbeitungsphase erforderlich ist. Druckmeßgeräte
374, die mit den Behältern 370 bis 373 verbunden sind, geben eine sichtbare Anzeige des Luftdruckes
in diesen Behältern. Die Leitung 368 ist mit einem Solenoidschieber 5-7 verbunden, der einen Auslaß
aufweist, welcher über eine Leitung 378 mit einem Vorratsbehälter 380 verbunden ist. Der Vorratsbehälter
380 weist einen Auslaß auf, der mit einem manuell betätigbaren Schieber 382 verbunden ist.
Der Vorratsbehälter 380 ist weiterhin über die Leitung 378 mit einer Hauptluftspeiseleitung 404 verbunden.
Zwei Leitungen 384 und 386 verbinden den Schieber 382 mit dem Zylinder 154 zu beiden Seiten
eines Kolbens 383, der gleitbar im Zylinder 154 angeordnet ist. Der Kolben 383 wird durch eine manuelle
Betätigung des Schiebers 382 vor dem Beginn des automatischen Betriebes der Schweißmaschine
verschoben, um die richtige Treibriemenspannung zur Drehung des mittleren Werkstückes zu erhalten.
Danach erfolgt der Betrieb des Kolbens 383 unter der Steuerung des Solenoidschiebers 5-7.
Der Zylinder 212 ist über zwei Leitungen 390 und 392 mit einem manuell betätigbaren Schieber 394
verbunden. Der Schieber 394 steuert die Zuführung und die Ableitung eines fluiden Mediums zum Zylinder
212, um den Rahmen 140 bei der Anordnung des Werkstückes in der Schweißmaschine abzusenken
und anzuheben. Eine Leitung 396 verbindet den Schieber 394 mit einem Luftdruckregler 398, der mit
einem Druckmeßgerät 400 ausgerüstet ist, um den Arbeitsdruck anzuzeigen. Der Regler 398 ist über
eine Leitung 402 mit der Luftspeiseleitung 404 verbunden. Die Leitung 404 steht mit einem geeigneten,
nicht dargestellten Luftkompressor in Verbindung.
Mit der Leitung 402 ist ein weiterer Druckregler 406 verbunden, der ebenfalls ein Druckmeßgerät 408
aufweist. Der Regler 406 ist über eine Leitung 410 mit einem Vorratsbehälter 412 verbunden, welcher
Druckluft zur Betätigung des Bremsmechanismus 95 zuleitet. Der Behälter 412 weist eine Auslaßleitung
414 auf, welche mit einem Solenoidschieber 5-2 verbunden ist, der ein Solenoid 5C-2 (Fig.3) aufweist.
Wenn das Solenoid 5C-2 abgefallen ist, so ist der
ίο Schieber 5-2 derart eingestellt, daß eine Membranbetätigungseinrichtung
418 betätigt wird, die eine Stoßstange 420 aufweist, welche mit einem Kolben 422 verbunden ist, der gleitbar in einem Hydraulikzylinder
423 angeordnet ist. Eine Verbindungsleitung, die mit 416 gekennzeichnet ist, verbindet das Solenoid
5C-2 elektrisch mit der Tafel 366.
Wie F i g. 2 weiterhin zeigt, verbindet eine Leitung 424 den Zylinder 423 mit der Bremse 95, die normalerweise
abgeschaltet ist, wenn die Maschine abgeschaltet ist. Eine Verschiebung des Kolbens 422
zur Einschaltung der Bremse 95 zum Abstoppen der Drehung der Welle 76 betätigt einen Druckschalter
P5-1, dessen Funktion noch beschrieben werden soll. Der Druckschalter P5-1 ist über eine Leitung 426
elektrisch mit der Tafel 366 verbunden. Der Drehzahlgeber 101 ist ebenfalls über eine Leitung 428
mit der Tafel 366 elektrisch verbunden.
Ein dritter Luftdruckregler 430, der ein Meßgerät 432 aufweist, ist mit der Leitung 402 verbunden.
Eine Leitung 434 verbindet den Auslaß des Reglers 430 mit einem Speicherbehälter 436, welcher die
Kupplungssteuerung 69 mit Druckluft versorgt. Der Behälter 436 weist eine Auslaßleitung 438 auf, die
mit einem Solenoidschieber 5-3 verbunden ist. Der Auslaß des Schiebers 5-3 steht mit einem Verteiler
in Verbindung, der über eine Leitung 442 mit dem Motor 70 verbunden ist. Der Motor 70 weist eine
Membranbetätigungseinrichtung auf, die eine Stoßstange 444 hat, welche mit einem Betätigungshebel
445 der Kupplung 68 verbunden ist. Die Kupplung 68 wird eingerückt und ausgerückt, wenn das Solenoid
5C-3 des Schiebers 5-3 erregt wird und abfällt. Die Solenoid-Betätigungseinrichtung des Schiebers 5-3 ist
mit einer Verteilerbuchse 450 über eine Leitung 448 verbunden. Zwei weitere Arme des Verteilers 440
sind mit druckbetätigten elektrischen Schaltern P5-2 und P5-3 verbunden. Elektrische Leitungen, die mit
452 und 454 gekennzeichnet sind, verbinden die Schalter P5-2 und P5-3 elektrisch mit der Verteilerbuchse
450, die ihrerseits mit der Sammeltafel 344 über eine Leitung 456 elektrisch verbunden ist. Die
Druckschalter P5-2 und P5-3 werden durch den Luftdruck in der Kupplungsbetätigungseinrichtung
betätigt, und zwar in Abhängigkeit davon, ob die Kupplung ausgerückt oder eingerückt ist, und zwar
zu einem Zweck, der noch erläutert werden soll. Elektrische Leiter 458, 460, 462 und 464 verbinden
die Schalter L5-6, L5-4, L5-5 und L5-3 mit der
Sammeltafel 366. Die Tafel 343, die den in den F i g. 3 und 4 gezeigten elektrischen Steuerkreis enthält,
ist mit einer Reihe von Signallampen 466 ausgerüstet, um den Zustand oder die Stellung der verschiedenen
Komponenten der im vorstehenden beschriebenen Maschine anzuzeigen. In zwei Reihen
unterhalb der Lampen 466 ist eine Reihe von Druckknopfschaltern angeordnet, die noch beschrieben
werden sollen, wobei diese Druckknöpfe ganz allgemein mit 468 bezeichnet sind.
Die Funktionen dieser Druckknöpfe sind die folgenden:
Motor Ein-Aus (für den Motor 54)
Hilfsauslösung Öffnet die Backe 158, wenn sie vorher nicht geöffnet ist
Hydraulische Steuerung Ein-Aus (für die Pumpen 310 und 311)
Start Zur Inbetriebnahme der Maschine
Prüfung Zur Durchführung eines Prüflaufes vor dem automatischen
Betrieb
Hilfs- oder Notabschaltung Zum Anhalten der Maschine während des Betriebes
Umstellen Zurückführung aller Betätigungseinrichtungen in die Ausgangslage
Rückführung der Druckeinrichtung Zur unabhängigen Rückführung des Kolbens 227
Vorwärtsbewegung der Druckeinrichtung Zur unabhängigen Vorwärtsbewegung des Kolbens 227.
Die zuletzt genannten drei Druckknöpfe dienen zur unabhängigen Betätigung des Zylinders 226 während
vorhergehender Einstellung der Schweißmaschine, ehe eine automatische Schweißung stattfindet. Ein
Hauptschalter 472 ist an der Tafel 343 angeordnet, f- um eine Energiequelle mit dem Steuerkreis zu verbinden,
der in der Tafel 343 angeordnet ist. Es ist eine Testskala 474 mit einem manuell drehbaren
Schalter 476 vorgesehen, wobei diese Einrichtung verwendet wird, um alle Stellungen der Schalter auf
die genaue Funktion vor der Inbetriebnahme der Maschine zu prüfen.
Aus den vorstehenden Ausführungen ist zu entnehmen, daß die Kupplung 72 und die Bremse 95
(F i g. 1) anstatt mit Druckflüssigkeit durch Druckluft betätigt werden. Dadurch sprechen diese Einrichtungen
schneller an. Die Kolben 227 und 189 werden andererseits hydraulisch betätigt. Sowohl das Druck-
^ luftsystem als auch das hydraulische System werden jedoch durch den erfindungsgemäßen elektrischen
Kreis gesteuert. Die Kolben 213 und 383 werden ebenfalls mittels Druckluft betätigt. Der Kolben 213
wird lediglich manuell betätigt und spricht deshalb nicht auf das erfindungsgemäße automatische Steuersystem
an.
Es sei nun auf die F i g. 3 und 5 Bezug genommen. Der erfindungsgemäße Steuer- und Folgesteuerkreis
weist Hauptleitungen 500 und 502 auf, die mit den Armen der äußeren Pole 506 und 510 eines Dreiwege-,
Dreipol-Hauptschalters 504 verbunden sind, der den Kreis mit einer 110-Volt-Wechselstromspeisequelle
verbindet, wenn der Schalter in die »Ein«- Stellung gedreht ist. In der Stellung »Ein« ist der
mittlere Pol 508 des Schalters 504 mit einem Relais R2 verbunden, und in der Stellung »Aus« ist der
mittlere Pol 508 über eine Leitung 509 mit einem Anschluß des Solenoids S-2 verbunden. Der andere
Anschluß des Solenoids S-2 ist mit dem Leiter 502 verbunden.
Die Pole eines Druckknopfschalters 512 für den Motor 54 sind an einer Seite mit der Leitung 502
verbunden und an der anderen Seite mit einem Kontakt und einem Arm eines Relais R13. Der Druckknopf
für den Schalter 512 ist, wie im vorstehenden beschrieben, an der Tafel 343 angeordnet. Ein anderer
Kontakt des Relais R13 ist mit einer Motorrelaisspule
514 verbunden. Die Betriebsspule des Relais R13 ist über den Grenzschalter LS-I mit
einem anderen Kontakt des Relais R 2 verbunden. Ein dritter Kontakt und Arm des Relais R13 ist mit
den gegenüberliegenden Polen des Prüfschalters 516 verbunden. Der Druckknopf für den Schalter 516 ist,
wie im vorstehenden beschrieben, an der Tafel 343 (F i g. 2) angeordnet.
Ein Pol des Prüfschalters 516 ist ebenfalls mit einem Kontakt eines Relais R1 verbunden, während
der andere Pol mit einer Leitung 518 verbunden ist, welche mit dem Pol 520 des Geschwindigkeitsgebers
101 verbunden ist, und mit den Kontakten der Relais R12 und R 4, dessen Arme mit der Leitung
502 verbunden sind. Die Schalterlamelle des Schalters 520 ist über eine Leitung 519 mit der Leitung 502
verbunden.
Ein Anschluß der Spule des RelaisRl ist mit
einem Arm des Relais R 2 und mit der Leitung 500 verbunden, und der andere Anschluß der Spule des
Relais R 2 ist mit einem Pol am Starterschalter 522 verbunden. Ein anderer Kontakt des Relais R1 ist
mit einem Anschluß des Solenoids SC-I verbunden. Der andere Anschluß des Solenoids SC-I ist mit der
Leitung 500 verbunden. Der Arm dieses Kontaktes des Relais R1 ist mit der Leitung 502 verbunden.
Ein dritter Kontakt des Relais R1 ist über eine
Leitung 524 mit dem Arm eines Relais R 4 verbunden, dessen Arm über eine Leitung 526 mit dem Arm
eines Relais R 3 verbunden ist. Der Arm des dritten Kontaktes des Relais R1 ist über eine Leitung 528
mit dem Kontaktarm eines ersten Zyklussteuerschalters 530 verbunden, dessen Kontakte mit dem Grenzschalter
LS-4 bzw. mit dem Zeitgeber TD 3 verbunden sind.
Eine Seite der Doppelpole des Starterschalters 522 ist mit den Leitungen 500 bzw. 502 verbunden, und
der letzte Pol ist über den Druckschalter PS-3 mit der Spule des Relais R 2 verbunden. Der andere An-Schluß
der Spule des Relais R 2 ist mit der Leitung 502 verbunden, und der Arm des LS-1-Relaiskontaktes
ist durch eine Leitung 532 mit einem Kontakt im Relais R12 verbunden, dessen Arm durch eine
Leitung 534 mit der Leitung 500 verbunden ist. Ein anderer Kontakt für den gleichen Arm ist durch eine
Leitung 536 mit der Spule eines Relais R 7 verbunden. Ein dritter Kontakt und Arm des Relais R12
sind mit einer Seite der Doppelpole des Auslöseoder Rückstellschalters 538 verbunden, der durch
einen Druckknopf betätigt wird, der an der Tafel 343 (F i g. 2) angeordnet ist. Die andere Seite der Pole
des Schalters 538 ist mit der Leitung 502 verbunden.
Der Kontakt des Relaisarmes des Relais R 3 ist mit einem Anschluß des Solenoid SC-3 verbunden.
Der andere Anschluß des Solenoids 5C-3 ist mit der Leitung 500 verbunden. Die Spule des Relais R 3 ist
an einem Ende mit der Leitung 502 verbunden und am anderen Ende über eine Leitung 540 mit einem
anderen Kontakt des Relais R 2.
Es sei nun auf die F i g. 3 und 4 Bezug genommen, ebenfalls auf die Fig. 5 und 6. Einer der oberen
Pole des doppelpoligen Vorwärtsschalters 542, der durch einen Druckknopf an der Tafel 343 betätigt
wird, ist mit einer Leitung 543 verbunden, welche die Spule eines Relais R 6 mit einem Kontaktarm eines
und durch eine angeschlossene Leitung 590 mit dem Kontaktarm eines dritten Zyklussteuerschalters 592,
dessen Kontakt über eine Leitung 594 in den Zeitgeberkreis TD 2 führt. Der Kontaktarm des ersten
5 Kontaktes und ein Anschluß der Spule des Relais R 8 sind durch eine Leitung 596 mit dem Zeitgeberkreis
des Zeitgebers TD 3 verbunden, der durch eine Leitung 598 mit dem Grenzschalter LS-4 verbunden ist,
und durch eine Leitung 600 mit der Leitung 502. Der
Relais R14 verbindet. Der andere obere Pol ist mit io andere Anschluß der Spule des Relais R 8 ist mit der
einer Leitung 544 verbunden, welche den Kontakt Leitung 578 verbunden. Der zweite Kontakt des Relais
R 8 ist durch eine Leitung 602 mit dem Solenoid SCS verbunden. Der andere Betriebsspulenanschluß
des Solenoids 5-5 ist mit der Leitung 500 verbunden.
des Relais R14 mit einem Leiter 546 verbindet. Der
Leiter 546 ist mit einem der unteren Pole des Schalters 542 verbunden, mit der Spule des Relais R14
und an verschiedenen Punkten durch einen Leiter 548 15 Der Kontaktarm des zweiten Kontaktes ist mit der
mit dem Kontaktarm des Relais R 7 (der Kontakt ist Leitung 502 verbunden.
Ein Pol des Stoß- oder Druckumschalters 554 ist durch die Leitung 604 mit der Spule eines Relais R11
verbunden, dessen anderes Ende mit der Leitung 500
mit dem Leiter 502 verbunden) und durch eine Leitung 550 mit einem Kontakt des Relais R 5 (dessen
Kontaktarm durch die Leitung 551 mit einem Kontaktarm R 8 verbunden ist) und durch eine Leitung 20 verbunden ist. Der Kontakt des Relais R11 ist mit 552 mit einem Pol am Druckumschalter 554 und der Leitung 502 verbunden, und dessen zugeordneter durch eine Leitung 556 mit dem Grenzschalter LS-2 Kontaktarm ist durch die Leitung 606 mit dem SoIe- und durch eine Leitung 558 mit dem Grenzschalter noid SC-6 verbunden. Der andere Anschluß des LS-T, und dann verläuft die Leitung 546 in den Zeit- Solenoids SC-6 ist durch eine Leitung 608 mit der geberkreis des Zeitgebers TD 2. Der andere untere 25 Leitung 500 verbunden und über eine angeschlossene Pol des Vorwärtsschalters 542 ist über eine Leitung Leitung 610 mit der Spule eines Relais R9, deren 560 mit einer Leitung 562 verbunden, die ihrerseits anderes Ende über die Leitung 612 in die Leitung 500 mit den Grenzschaltern LS-5 und LS-6 verbunden eingeschaltet ist. Der Kontakt des Relais R 9 ist mit ist. dem Leiter 578 verbunden, und der zugeordnete
Kontaktarm durch die Leitung 551 mit einem Kontaktarm R 8 verbunden ist) und durch eine Leitung 20 verbunden ist. Der Kontakt des Relais R11 ist mit 552 mit einem Pol am Druckumschalter 554 und der Leitung 502 verbunden, und dessen zugeordneter durch eine Leitung 556 mit dem Grenzschalter LS-2 Kontaktarm ist durch die Leitung 606 mit dem SoIe- und durch eine Leitung 558 mit dem Grenzschalter noid SC-6 verbunden. Der andere Anschluß des LS-T, und dann verläuft die Leitung 546 in den Zeit- Solenoids SC-6 ist durch eine Leitung 608 mit der geberkreis des Zeitgebers TD 2. Der andere untere 25 Leitung 500 verbunden und über eine angeschlossene Pol des Vorwärtsschalters 542 ist über eine Leitung Leitung 610 mit der Spule eines Relais R9, deren 560 mit einer Leitung 562 verbunden, die ihrerseits anderes Ende über die Leitung 612 in die Leitung 500 mit den Grenzschaltern LS-5 und LS-6 verbunden eingeschaltet ist. Der Kontakt des Relais R 9 ist mit ist. dem Leiter 578 verbunden, und der zugeordnete
Der andere Anschluß der Spule und der zweite 30 Kontaktarm ist über einen Leiter 614 mit dem Leiter
Kontaktarm des Relais R14 sind mit dem Druck- 500 verbunden.
schalter PS-2 verbunden, dessen Eingang über eine Ein Ende einer Spule eines Relais R15, welches
Leitung 564 mit der Leitung 500 verbunden ist. Der parallel mit einer Entlüftungsspule 616 geschaltet ist,
Kontakt des zweiten Kontaktarmes des Relais R14 ist durch eine Leitung 618 mit dem Grenzschalter
ist durch eine Leitung 566 mit einem Kontakt im 35 LS-I verbunden, und das andere Ende ist durch eine
Relais R10 verbunden, dessen Kontaktarm durch Leitung 620 mit der Leitung 500 verbunden und über
eine Leitung 568 mit der Leitung 500 verbunden ist. eine Verbindungsleitung 621 mit der Spule des Zeit-Der
andere Kontakt des Relais 10 ist durch eine geberkreises des Zeitgebers TD1. Der Kontakt des
Leitung 570 mit einer Leitung 552 verbunden, wel- Relais R15 ist durch eine Leitung 622 mit dem
ehe zu einem Pol am Druckumkehrschalter 554 führt, 40 Grenzschalter LS-2 verbunden, und der zugeordnete
und der Kontaktarm ist über eine Leitung 552 mit Kontaktarm ist durch eine Leitung 624 mit der Spule
dem anderen Pol des Druckumkehrschalters 554 ver- des Zeitgeberkreises des Zeitgebers TD 2 verbunden,
bunden. Ein Anschluß der Spule des Relais R10 ist Das andere Ende der Spule des Zeitgebers TD 2
mit einer Leitung 500 verbunden, und der andere ist durch eine Leitung 626 mit der Leitung 500 verAnschluß
der Spule ist durch eine Leitung 574 mit 45 bunden, und das andere Ende der Spule des Zeitdem
Zeitgeberkreis des Zeitgebers TD1 verbunden. gebers TD1 ist durch eine Leitung 628 mit dem Kreis
Der andere Anschluß der Spule des Relais R 6 ist des Zeitgebers TD 2 verbunden. Eine Verbindungs-
durch eine Leitung 556 mit einer Leitung 578 ver- leitung 630 führt vom Zeitgeberkreis des Zeitgebers
bunden, die ein Ende der Spule des Relais R 5 mit TD1 zu den Grenzschaltern LS-6 und LS-T, und eine
der Spule des Zeitgeberkreises des Zeitgebers TD 3 50 Querverbindung zwischen den Kreisen der Zeitgeber
verbindet. Der Kontaktarm des Relais R6 ist mit der TDl und TD2 ist durch eine Leitung 632 vorge-
Leitung 502 verbunden, und der Kontakt ist durch sehen.
eine Leitung 580 mit den Solenoiden SC-4 und SCAa Die Zeitgeber TDl, TD 2 und TD 3 haben einen
verbunden, die parallel zueinander geschaltet sind handelsüblichen Aufbau und können Kreise auf-
und die mit ihren anderen Enden an der Leitung 500 55 weisen, wie sie in der USA.-Patentschrift 175 864 be-
liegen. schrieben sind. Der Drehzahlgeber 101 weist einen
Der andere Anschluß der Spule und der zweite elektronischen Abtast- und Geberkreis 634 (F i g. 3)
Kontakt des Relais R 5 sind durch eine Leitung 582 auf, dessen Relais Signale an den Hauptkreis abgeben,
mit dem Kontakt eines zweiten Zyklussteuerschalters In den F i g. 3 bis 6 sind die Stellungen und die
584 verbunden, dessen Kontaktarm mit dem Grenz- 60 Funktionen der verschiedenen Grenz- und Druckschalter
LSS verbunden ist. Der Kontaktarm des schalter dargestellt. Aus diesen Figuren ist zu erzweiten
Kontaktes des Relais R 5 ist mit der Leitung kennen, daß die »Ein«- oder »Aus«-Stellung der
550 verbunden. Bremse 95 die »Ein«- oder »Aus«-Stellung der Kupp-
Der Grenzschalter LS-3 ist mit der Leitung 551 lung 68 steuert, d. h. mit anderen Worten, der Bremsverbunden
und über eine Leitung 586 mit der Lei- 65 mechanismus 95 muß ausgeschaltet oder ausgerückt
tung 562. sein, damit die Kupplung 68 eingerückt werden kann.
Der erste Kontakt des Relais R 8 ist durch eine Damit die Bremse 95 angezogen werden kann, muß
Leitung 588 mit dem Grenzschalter LS-2 verbunden die Kupplung 68 ausgerückt sein.
15 16
Die Ausgangsstellungen der verschiedenen Solenoide und Schalter sind, wenn die Spannung, die Druckluft
und die Hydraulikflüssigkeit abgeschaltetet sind, die folgenden:
Solenoide
Solenoid SC-I = erregt (ein) — hält Arbeitsrollenbacke 158 geöffnet
Solenoid SC-2 = erregt (ein) — hält die Bremse in der gelösten Stellung
Solenoid SC-3 = erregt (ein) — hält die Kupplung eingerückt (»Ein«)
Solenoid SC-4 = abgefallen — Druck (Wärme) abgeschaltet
Solenoid SC-4 a = abgefallen — Abzug offen
Solenoid SC-S = abgefallen — Wärme abgeschaltet
Solenoid SC-6 — abgefallen — Werkzeugdruckzylinder zurückgeführt
Solenoid SC-I = erregt — Treibriemenspannung (am Werkstück) nachgelassen
Grenzschalter
LS-I = geschlossen — Werkstückrollenbacke 158 offen
LS-2 = offen . — Werkstückrollenbacke 158 offen
LS-3 = offen — Erwärmungszyklus »Aus«
LS-4 = geschlossen — Kupplung eingerückt
LS-5 = offen — Werkstückdruckzylinder in Ausgangslage
LS-6 = geschlossen — Arbeitsdruckzylinder zurückgeführt
Druckschalter
PiS-I = offen — Luft aus, Bremse »Aus«
PS-2 = geschlossen — Luft aus, Kupplung eingerückt
PS-3 = offen — Luft aus, Kupplung eingerückt
PS-3 = offen — Luft aus, Kupplung eingerückt
Diese Schalter werden durch Druckluft betätigt.
Drehzahlgeberrelais — geschlossen.
Drehzahlgeberrelais — geschlossen.
An der Axialdruckeinrichtung werden die An- Pumpenmotoren für die Pumpen 310 und 311 werden
schlage und die Führungslagerrollen derart eingestellt, 35 eingeschaltet. Der Elektromotor 54 wird ebenfalls
daß diese den speziellen Werkstücken angepaßt sind. dadurch eingeschaltet, daß der Druckknopfschalter
Der Hauptregler für den Druckzylinder 226 wird »Ein« an der Tafel 343 betätigt wird. Obwohl die
z. B. auf 1,05 kp/mm2 (für ein Werkstück mit elektrische Spannungsquelle eingeschaltet ist, bleibt
32,258 cm2) eingestellt, und die Grenzschalter LS-3, die Bremse 95 angezogen, und die Kupplung 68 bleibt
LS-4 und LSS werden eingestellt, daß diese in dieser 40 ausgerückt, und zwar durch das Hilfsrelais R12,
Reihenfolge schalten. welches das Bremsrelais R2 erregt. Obwohl die
Die Dauer des Erhitzungszyklus, d. h. die tatsäch- Kupplungsrelais A3 und R4 ebenfalls geschlossen
liehe Schweißzeit, kann für jedes Werkstück dadurch sind, wenn die Spannungsquelle eingeschaltet wird,
eingestellt werden, daß die lufthydraulische Zylinder- bleibt die Kupplung 68 ausgerückt, da der Kupplungseinrichtung
320, 324 eingestellt wird, und zwar durch 45 kreis noch geöffnet ist. Dann wird die Hilfsschaltung
eine Einstellung der Länge der Stoßstange 328 zwi- dadurch ausgerückt, daß der Einstellknopf an der
sehen den Kolben 322 und 326. Dadurch wird das Tafel 343 eingeschaltet wird. Die Hydraulik wird dagewünschte
freie Volumen im Zylinder eingestellt. durch eingeschaltet, daß der Einschaltknopf unterhalb
Nachdem die Werkstücke in der richtigen Weise der Hydrauliksignallampe eingedrückt wird. Dadurch,
eingesetzt und in der Maschine ausgefluchtet und ein- 50 daß der Rückführungsknopf eingedrückt wird, wird
gespannt sind, d. h. in die Halterungen 36 und 38 der Kolben 227 vollständig in seine Ausgangslage
eingespannt sind, wobei das sich drehende mittlere zurückgeführt.
Werkstück 40 in den Einrichtungen 30 und 32 und Die Grenzschalter LS-3, LS-4 und LSS werden
in der Treibriemenschleife 94 zwischen den Backen- eingestellt, und der Erhitzungszyklus wird für ein gerollen
164 und 178 angeordnet ist, ist die Maschine 55 gebenes Werkstück eingestellt, wie es im vorstehenfür
den Betrieb fertig. den beschrieben wurde. Der Zeitgeber TD 3 ist ein- _ . , . , ., ,. stellbar, um an Stelle des Schalters LS-4 den ge-Betnebsweise
der Maschine wünschten Erhitzungszyklus zu ermöglichen.
Wenn die Maschine ausgeschaltet ist, d. h., wenn Das Eindrücken des Startknopfes an der Tafel 343
die elektrische Spannungsquelle abgeschaltet ist, so 60 bewirkt, daß das Relais R1 geschlossen wird und daß
hält der Luftdruck, der zu allen Zeiten vorhanden der Druckschalter PS-3 offengehalten wird und daß
sein sollte, die Bremse 95 ein- und die Kupplung 68 ebenfalls das Solenoid SC-I abfällt, wodurch hydrau-
ausgeschaltet. Nachdem die Voreinstellung des Ener- lischer Druck dem Kolben 189 zugeleitet wird, um die
giesteuersystems durchgeführt ist, um eine Anpassung Backe 158 zu schließen. Gleichzeitig wird das Dreh-
an eine vorgegebene Bearbeitungsbedingung zu erzie- 65 zahlgeberrelais gezogen, und der Erhitzungszeitgeber
len, und nachdem alle Schalter und Steuerungen über- TD 3 bzw. der Grenzschalter LS-4 werden in den
prüft sind, wird die Energiezuführung an der Tafel Kreis durch den Zyklussteuerschalter 530 eingeschal-
343 durch den Schalter 472 eingeschaltet, und die tet. Wenn die Backe 158 sich schließt, schließt diese
Backe auch den Grenzschalter LS-2 und öffnet den Grenzschalter LS-I. Das Öffnen des Grenzschalters
LS-I öffnet das Relais R 2 und schließt das Relais R3, welches die Erregung des Bremssolenoides SC2
bewirkt. Dadurch wird die Bremse 95 gelöst. Das Schließen des Relais R3 schließt den Kupplungskreis.
Wenn die Bremse 95 gelöst ist, wird der Druckschalter PS-I geöffnet, wodurch das Relais R 4 abfällt, was
ein Einrücken der Kupplung 68 dadurch bewirkt, daß das Solenoid SC-3 erregt wird, wodurch weiterhin der
Druckschalter PS-3 in den Kreis eingeschaltet wird, so daß eine Drehkraft von der sich bereits drehenden
Motorantriebswelle 58 auf den Treibriemen 66 übertragen wird, um die Antriebswelle 76 zu drehen. Die
Drehung der Antriebswelle 76 dreht die Riemenscheibe 93, um den Treibriemen 94 anzutreiben, um
das mittlere Werkstück, welches in F i g. 8 mit 40 gekennzeichnet ist, zu drehen. Wenn die Drehung
der Antriebswelle 76 begonnen, hat, wird das Drehzahlgeberrelais geschlossen, um den Drehzahlgeberkreis
in Betrieb zu nehmen. Das Relais R 4 verriegelt das Relais Rl, um die Backe 158 geschlossen zu
halten.
Der Luftdruck, der die Kupplung 68 einrückt, schließt den Druckschalter PS-2 und öffnet den
Druckschalter PS-3. Das Schließen des Druckschalters PS-2 schließt die Relais R 6 und R14, wodurch das
Solenoid SC-4 erregt wird, um dessen zugeordneten Schieber zu öffnen und hydraulische Druckflüssigkeit
dem Verschiebungskolben 227 derart zuzuleiten, daß dieser Kolben nach vorn in die Werkstückeingriffstellung
verschoben wird, wie es durch den Pfeil in F i g. 2 angedeutet ist. Dadurch wird der Erhitzungszyklus begonnen. Das Abzugs- oder Auslaß-Solenoid
SC-4 α ist elektrisch parallel zum Solenoid SC-4 geschaltet, und bei einem Vorwärtshub wird der Auslaß-
oder Abzugsschieber geschlossen. Bei der Vorwärtsbewegung des Kolbens 227 gelangen die Endflächen
der Werkstücke miteinander in Eingriff. Das Schließen des Grenzschalters LS-3 schließt das Relais
R 8, welches den Zeitgeber TD 3 für die Erwärmungsperiode auslöst, und das Solenoid SCS wird erregt.
Der Vierwegeschieber oder Vierwegehahn des Solenoids SC-S ist ebenfalls mit dem Verteiler 314 verbunden,
und wenn eine Erregung zu Beginn der Erwärmungsperiode stattfindet, so wird ein schneller
Druckaufbau des hydraulischen Druckes ermöglicht, der nach einer gewissen Dauer konstant wird. Dadurch
gelangen die Endwerkstücke mit dem sich drehenden mittleren Werkstück 40 an ihren gegeneinander
anliegenden äußeren Endoberflächen in Reibungseingriff, und dadurch wird der Zyklus begonnen,
der Schweißhitze erzeugt, und dieser Zyklus wird durch die Erregung des Solenoids SC-S ausgelöst.
Eine weitere Vorwärtsbewegung der Stoßstange 230 schaltet den Grenzschalter LS-4, wodurch das Solenoid
SC-3 abfällt, um die Kupplung 68 auszulösen und um dadurch die Kraftübertragung auf den Antriebsriemen
94 zu unterbrechen. Wenn an Stelle des Schalters LS-4 der Zeitgeber TD 3 verwendet wird, so
tritt dieser in Funktion, um das Solenoid SC-3 abfallen zu lassen. Der bei der Ausrückung der Kupplung
auftretende Rückdruck der Luft bewirkt, daß sich der Druckschalter PS-3 schließt, wodurch das
Solenoid SC-2 abfällt, so daß es dem Luftdruck möglich ist, die Bremse 95 anzulegen, um die
Drehung der Antriebswelle 76 abzustoppen. Wenn die Drehung der Antriebswelle 76 vollständig abgestoppt
ist, wird der Drehzahlgeber 101 geöffnet und wirkt über die Relais R 4 und R1 ein, um das Solenoid
SC-I zu erregen, wodurch der Kolben 189 betätigt wird, um die Backe 158 zu öffnen. Das Öffnen
der Backe 158 schließt den Grenzschalter LS-I, der den Bremskreis über das Relais R 2 verriegelt, um
die Bremse 95 angelegt zu halten. Der Grenzschalter LS-2 wird geöffnet, der durch einen seiner Kontakte
den Verzögerungszyklussteuerschalter 592 schließt, ίο wodurch der Relaiszeitgeber TD 2 in den Kreis eingeschaltet
wird, und es erfolgt über das Relais R 8 eine Verbindung mit dem Erhitzungszeitgeber TD 3. Dadurch
wird verhindert, daß der Erhitzungszeitgeber abfallen kann, und dies bewirkt eine Verzögerung vor
der Aufbringung des Enddruckes, damit die Verschweißung eine bestimmte gewünschte Temperatur
annehmen kann, ehe der Druck die Teile zusammenpreßt, was in einigen Fällen erforderlich sein kann,
um eine zufriedenstellende Schweißung zu erhalten. Zur gleichen Zeit wird das Relais R 8 durch den
Schalter LS-2 geschlossen, der, obwohl der Erhitzungszeitgeber TD 3 bereits abgelaufen ist, den
Strom im Zeitgeber TD 3 aufrechterhält, um zu verhindern, daß der Erhitzungszeitgeber abschaltet, solange
der Verzögerungszeitgeber TD 2 in Betrieb ist, und obwohl zu dieser Zeit das Solenoid SC-5 erregt
ist, verhindert der noch in Betrieb befindliche Erhitzungszeitgeber die Wirkung dieses Solenoids. Wenn
die Backe 158 vollständig geöffnet ist, schließt der andere Kontakt des Grenzschalters LS-2 das Relais
R15, welches den Verzögerungszeitgeber TD 2 in Betrieb nimmt, und schließt die Entlüftungsschieberspule
616, die parallel zum Relais R15 geschaltet ist.
Wenn der Verzögerungszeitgeber TD 2 abgelaufen ist,
wird der Strom im Erwärmungszeitgeber TD 3 abgeschaltet, und es wird das Relais R 5 geöffnet, welches
seinerseits den Zyklussteuerschalter 584 öffnet und weiterhin bewirkt, daß das Solenoid SC-5 wirksam
wird, um den Schieber des Solenoides SC-5 in seine zweite Stellung zu verschieben, wodurch der volle
gesammelte hohe Druck aus dem Zylinder 320 über den Verteiler 314 in den Zylinder 226 geleitet wird,
um die Endzusammendrückung zu bewirken, um die miteinander verschweißten Stücke gegeneinander fest
anzudrücken. Gleichzeitig wird der Verzögerungszeitgeber TD1 durch das Auslaufen des Zeitgebers TD 2
in Betrieb genommen, wodurch eine Umkehrbewegung des Kolbens 227 verhindert wird und wodurch
der Enddruck für eine kurze Zeitspanne aufrechterhalten wird, wenn der Grenzschalter LS-5
durch die Stoßstange 230 geschaltet ist, da der Umkehrzyklussteuerschalter 584 durch das offene Relais
R 5 geöffnet gehalten wird, obwohl eine weitere Vorwärtsbewegung
der Stoßstange 230 abgestoppt ist. Die kurze Verzögerung der Rückführbewegung des
Kolbens 227 nach der Erzeugung des Enddruckes ermöglicht es der Schweißstelle, sich abzukühlen.
Dies ist von großer Bedeutung, um eine homogene Schweißstruktur zu erhalten. Wenn andererseits unmittelbar
nach der Endzusammenpressung der Druck plötzlich abgelassen würde, so könnte als Reaktion
die Schweißstelle brechen.
Wenn der Umkehrverzögerungsgeber TD1 ausgelaufen
ist, schließt dieser das Relais R10, welches den Rückführungsschalter 584 schließt und das Solenoid
SC-6 durch das Schließen des Relais R11 erregt,
wobei das Solenoid SC-4 und das Solenoid SC-4 α abfallen, so daß durch die diesen Solenoiden
43,6 kp/mm2 erhöht. Dies ist der Zusammenpreßdruck. Zu diesem Zeitpunkt nimmt die Kraft einen
konstanten Druckwert für eine weitere Zeitdauer von etwa 5 bis 6 Sekunden an, damit sich die Schweiß-5
stelle abkühlen kann und damit an der Schweißstelle eine Schmelzverbindung sich ausbilden kann. Es sei
bemerkt, daß bei dem Schweißverfahren, welches schematisch in F i g. 7 dargestellt ist, das System Anwendung
findet, welches unmittelbar einen Druck
zugeordneten Schieber der Druck hinter dem Kolben
338 abgelassen wird und der Druck vor dem Kolben
338 zugeführt wird, um diesen zurückzuführen. Der
dem Solenoid SC-4a zugeordnete Ablaßschieber ist
dann geöffnet, um überschüssige Flüssigkeit in das
System zurückzuleiten. Während der Rückkehrbewegung wird wegen des geschlossenen Entlüftungsschiebers (der durch die Entlüftungsschieberspule
661 geschlossen wurde) hydraulischer Druck im Zylinder 320 für den Beginn des nächsten Bearbeitungs- ίο aufbaut. Dies wird, wie vorher beschrieben, durch zyklus aufgebaut. Wenn die Stoßstange 230 zurück- das Schließen des Entlüftungsschiebers durch die kehrt, wird der Grenzschalter LS-S geöffnet, und die Spule 616 bei der Rückhubbewegung des Kolbens Stange geht an den Grenzschaltern LS-4 und LS-3 227 bewirkt. Der Druck am Ende der Enddruckbevorbei, ohne daß eine Wirkung ausgelöst wird, da aufschlagung wird auf dem höchsten Wert der diese nicht wirksam werden können, wenn die 15 Druckkraft gehalten. Dadurch wird eine vollkomme-Bremse 95 angezogen ist. Gleichzeitig mit der Rück- nere Schweißstelle in einer kürzeren Zeit erzielt, führbewegung des Kolbens 227 kehren die Kolben Die gesamte Schweißzeit wird durch dieses Verfahren 322 und 326 in den Zylinder 320 und 324 in ihre ganz beträchtlich verkürzt.
338 abgelassen wird und der Druck vor dem Kolben
338 zugeführt wird, um diesen zurückzuführen. Der
dem Solenoid SC-4a zugeordnete Ablaßschieber ist
dann geöffnet, um überschüssige Flüssigkeit in das
System zurückzuleiten. Während der Rückkehrbewegung wird wegen des geschlossenen Entlüftungsschiebers (der durch die Entlüftungsschieberspule
661 geschlossen wurde) hydraulischer Druck im Zylinder 320 für den Beginn des nächsten Bearbeitungs- ίο aufbaut. Dies wird, wie vorher beschrieben, durch zyklus aufgebaut. Wenn die Stoßstange 230 zurück- das Schließen des Entlüftungsschiebers durch die kehrt, wird der Grenzschalter LS-S geöffnet, und die Spule 616 bei der Rückhubbewegung des Kolbens Stange geht an den Grenzschaltern LS-4 und LS-3 227 bewirkt. Der Druck am Ende der Enddruckbevorbei, ohne daß eine Wirkung ausgelöst wird, da aufschlagung wird auf dem höchsten Wert der diese nicht wirksam werden können, wenn die 15 Druckkraft gehalten. Dadurch wird eine vollkomme-Bremse 95 angezogen ist. Gleichzeitig mit der Rück- nere Schweißstelle in einer kürzeren Zeit erzielt, führbewegung des Kolbens 227 kehren die Kolben Die gesamte Schweißzeit wird durch dieses Verfahren 322 und 326 in den Zylinder 320 und 324 in ihre ganz beträchtlich verkürzt.
Ausgangslage zurück. Wenn der- Grenzschalter LS-I Der Betrieb der Maschine beginnt beim Zeitpunkt
durch diese Rückführungsbewegung geöffnet wird, so 20 Null, wenn der Motor 54 eingeschaltet ist. Die
schaltet ein Kontakt dieses Schalters den Strom vom Bremse 95 ist gelöst und die Kupplung 68 ist einge-Verzögerungszeitgeber
TD 2 ab, so daß der feder- rückt, und das mittlere Werkstück beginnt sich zu
beaufschlagte Zeitgebermechanismus, der üblicher- drehen. Der Werkstückdruckkolben 227 wird für
weise in derartigen Zeitgebern verwendet wird, in etwa 10 Sekunden vorwärts bewegt, nachdem die
seine Ausgangsstellung zurückkehren kann. Auf 25 Werkstücke miteinander in Berührung gelangt sind,
diese Rückkehrbewegung ansprechend öffnet der und die Periode des Ineinandergreifens beginnt, und
andere Kontakt des Schalters LS-I die Entlüftungs- diese Periode wird durch einen ganz plötzlichen,
schieberspule 616 und das Relais R15, welches den außerordentlich starken Anstieg im Energiever-Strom
vom Umkehrverzögerungszeitgeber TD1 ab- brauch angezeigt, der dann auf den Wert des Beschaltet,
um eine Rückstellung des Mechanismus zu 30 triebsbedarfes abfällt. Zu diesem Zeitpunkt wird der
erlauben. Wenn der Grenzschalter LS-6 am Zylinder Hydraulikdruck ganz plötzlich erhöht, wie es im
226 geschaltet wird, d. h., wenn dieser Schalter ge- Kraftdiagramm zu erkennen ist, um möglichst schnell
öffnet wird, ist das hydraulische System unbelastet die Schweißwärme für die Werkstücke zu erhalten,
und kehrt in seinen Ausgangsdruckzustand zurück. Es ist zu erkennen, daß die gesamte Schweißzeit für
Zu diesem Zeitpunkt sind alle Steuerelemente in ihre 35 die speziellen Werkstücke vom Einschalten der Ma-Ausgangsstellung
zurückgekehrt. schine bis zur fertigen Schweißung nicht mehr als
Nachdem das geschweißte Werkstück aus der Maschine herausgenommen ist, können neue Werkstücke
eingesetzt werden, und der im vorstehenden beschriebene Zyklus wird wiederholt.
In F i g. 7 ist ein Energie-, Kraft- und Verschiebungsdiagramm dargestellt, welches elektronisch
während eines vollständigen Schweißzyklus aufgezeichnet wurde. Umfangreiche Versuche haben ge-
44 Sekunden beträgt. Die Metallverdrängung für die gewünschte Werkstücklänge betrug etwa V2 Zoll.
Dieser Wert verändert sich selbstverständlich bei ver-40 schiedenen Werkstücken.
Wie bereits ausgeführt, kann diese Einstellung der Maschine auch für eine Reibungsverschweißung eines
Werkstückes mit einem anderen Werkstück verwendet werden, wobei ein Werkstück stationär ge
zeigt, daß es bei Metallkörpern, die durch eine 45 halten wird und wobei das andere Werkstück gedreht
Reibungsschweißung miteinander verbunden werden wird, beispielsweise bei der Anschweißung von
sollen, wünschenswert ist, einen unmittelbaren Kraft- Achsschenkeln an rohrförmige oder andere Achsgeanstieg
zu erzeugen, d. h. eine verhältnismäßig häuse. In diesem Fall kann vorteilhafterweise das
schnelle Erhöhung der Axialkraft bei Beginn des Er- Achsgehäuse stationär gehalten werden, und der
hitzungszyklus vor einem graduellen Anstieg, ehe die 50 Achsschenkel kann gegen das Gehäuse gedreht wer-Kraft
einen konstanten Wert annimmt, um ganz er- den. Dies kann mit dem gleichen Werkstücktreibheblich
die Schweißzeit zu verkürzen, ohne dadurch riemenantrieb 48 durchgeführt werden, wobei ein
die Qualität der Schweißung nachteilig zu beein- rohrförmiger Adapter vorgesehen wird, an welchem
flüssen. Dieser schnelle Anfangsdruckaufbau ver- der Achsschenkel festgespannt werden kann, und der
mindert weiterhin ganz beträchtlich die Geräusche 55 rohrförmige Adapter wird in einer Art und Weise
und allzu starke Schwingungen beim anfänglichen gedreht, wie es für das mittlere Werkstück 40 im
Ineinandergreifen der Werkstücke und verhindert vorstehenden beschrieben wurde,
ferner, daß die Werkstücke aus ihrer miteinander
fluchtenden Lage herausgebracht werden.
ferner, daß die Werkstücke aus ihrer miteinander
fluchtenden Lage herausgebracht werden.
Wie Fig. 7 zeigt, kann der Druck bei Beginn der 60
Erhitzungsperiode verhältnismäßig schnell innerhalb eines Zeitraumes von etwa 1 bis 2 Sekunden erhöht
werden. Danach nimmt der Druck langsamer und steigend auf etwa 11 kp/mm2 innerhalb eines Zeitraumes
von etwa 14 Sekunden zu. Bei diesem Druck 65 verbleibt die Kraft für etwa weitere 11 Sekunden
konstant, und dann wird die Kraft sehr schnell innerhalb eines Bruchteils einer Sekunde auf etwa
Claims (2)
1. Verfahren zum Reibungsschweißen von zwei oder drei auf einer vorbestimmten Achse zueinander
in relative Drehung versetzten metallischen Werkstücken in zwei Stufen, bestehend aus der
mit einem plötzlichen Druckanstieg beginnenden Vorwärmperiode und der sich an den Endvorwärmdruck
dieser Vorwärmperiode anschließenden Stauchperiode, dadurchgekennzeichn
e t, daß sich innerhalb der Vorwärmperiode an
den plötzlichen Druckanstieg zu ihrem Beginn ein Abschnitt anschließt, in dem der weitere
Druckanstieg bis zum Endvorwärmdruck allmählich erfolgt.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch
eine den allmählichen Druckanstieg innerhalb der Vorrichtung steuernde Einrichtung, bestehend
aus einem den Druckanstieg einleitenden Grenzschalter (LS-3), von diesem geschaltete Solenoidschieber
(55) innerhalb eines Verteilers (314) und einem mit flüssigem Druckmittel von SoIenoidschiebern
beaufschlagten, an sich bei Reihenschweißungen bekannten hydraulischen Zylinder (226) zum Übertragen des Druckes auf die Werkstücke.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Family
ID=
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