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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Verschweißen von
C-förmigen Kettengliedern mittels elektrischer Widerstandsschweißung mit an den
Gliedkrümmungen angreifenden Stauchstählen und an den zu verschweißenden Gliedenden
angreifenden Elektroden.
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Bekannte Vorrichtungen dieser Art (deutsche Patentschrift 808 253)
weisen an den Gliedkrümmungen angreifende Stauchstähle und an den zu verschweißenden
Gliedenden angreifende Elektroden auf: Bei diesen bekannten Vorrichtungen ist ein
Schweißvorgang lediglich unter Anwenden des reinen Widerstandsstumpfschweißverfahrens
in der Weise möglich, daß das auf einem Sattel stehende Glied auf ihm zunächst durch
Vorschieben der Stauchstähle justiert und vorgespannt, dann durch Druckerhöhung
die Enden des Gliedes derart aneinander gelegt werden, daß nach Anlegen der Elektroden
der zur Erzeugung der Schweißhitze erforderliche Strom unter Aufrechterhalten des
Anlagedruckes zwischen den Gliedenden über eine Zeit fließen kann, die zum Erwärmen
der Gliedenden nötig ist. Anschließend wird das Glied an der Schweißstelle über
die Stauchstähle gestaucht und weiter behandelt.
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Das neben diesem Widerstandsstumpfschweißverfahren (»Werkstatt und
Betriebe, 1963, Heft 9, S. 576 und 577, Abschnitt 4.2:2:) bekannte Abbrennschweißverfahren
setzt eine demgegenüber umständlichere Vorrichtung insofern voraus, als hier die
Stauchstähle das Glied an den betreffenden Stellen starr verspannen müssen, um nach
dem anfänglichen Zusammenführen der Gliedenden unter Stromgabe die Gliedenden in
Reversierhüben auseinander zu ziehen und wieder in Berührung zu bringen, um auf
diese Weise einen Lichtbogen zu erzeugen, durch den die Unreinigkeiten an den sich
gegenüberliegenden Flächen der Gliedenden aus der Schweißstelle hinausgeschleudert
werden.
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Es ist allgemein üblich, beim Abbrennschweißen mit selbsttätigen Maschinen
das sogenannte Abbrennen aus dem kalten Zustand anzuwenden; dabei werden die in
der Maschine eingespannten und zu verschweißenden Werkstücke nach dem Einschalten
des Schweißstromes einander genähert; an den Berühungsstellen der Werkstücke findet
bei gleichmäßiger bzw. beschleunigter Weiterbewegung des Stauchschlittens der Abbrennvorgang
statt, bei dem sich die Funkenbildung im Verlauf der Erwärmung auf Schweißhitze
immer schneller wiederholt, so daß allmählich ein Funkenregen entsteht; wenn der
gesamte Schweißquerschnitt auf diese Weise auf Schweißhitze gebracht ist, wird gestaucht
(Gönner: »Die elektrische Widerstands-Schweißung und ihre praktische Anwendung«,
1949, Hanser-Verlag, München, S.141, zweiter und dritter Absatz, und S.148, erster
Absatz).
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß bei der Anwendung
dieses bekannten Verfahrens für die Schweißung von C-förmigen Kettengliedern man
die Stauchstähle in der an Widerstandsstumpfschweißmaschinen bekannten einfachen
Ausbildung verwenden kann, wo die Stauchstähle lediglich an den Gliedkrümmungen
anliegen und der Rücken des C-förmig vorgebogenen Gliedes nicht unnötig während
der Reversierungen erwärmt wird, während der Vorteil des Abbrennens beibehalten
wird, daß die Schweißstelle von innen heraus gereinigt wird und die Leistung der
Schweißmaschine wegen der kurzen Aufwärmungszeiten hoch ist. Der Erfindung liegt
demgemäß die Aufgabe zugrunde, die eingangs beschriebene Vorrichtung so auszubilden,
daß sie für die Durchführung des Abbrennens aus dem kalten Zustand geeignet ist.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß die Stäuchstähle
durch einen hydraulischen Stauchzylinder betätigbar und im Eilgang an das Kettenglied
heranführbar sind und dieses unter Aufrechterhalten eines Spaltes zwischen den Gliedenden
durch die Stauchstähle justierbar ist und daß bei Erreichen eines vorherbestimmten
Justierdruckes durch einen am Stauchzylinder angeschlossenen Druckschalter und Schließen
bzw. Öffnen von durch diesen betätigten Ventilen die Vorschubgeschwindigkeit des
Kolbens des Stauchzylinders durch Absperren eines von zwei in der Rück- oder Zulauf-Leitung
des Stauchzylinders parallel angeordneten Mengenreglern auf Abbrenngeschwindigkeit
tierabsetzbar ist und zugleich hydraulische Zylinder zum Anlegen der Elektroden
einschaltbar sind und daß der Schweißstrom bei Erreichen eines vorbestimmten Elektrodendruckes
über einen an diesen hydraulischen Zylinder angeschlossenen Druckschalter einschaltbar
ist und nach Ablauf der Schweißzeit der Staucbzylinder zum Stauchen an eine zweite
Druckmittelquelle anschaltbar ist, die gegenüber der ersten beim Justieren und Abbrennen
wirksamen einen höheren Druck aufweist.
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Hierbei ist es zweckmäßig, durch den auf den Elektrodendruck ansprechenden
Druckschalter zugleich mit dem Einschalten des. Schweißstromes ein Ventil zu schalten,
durch das mindestens ein Anschlagzylinder drucklos schaltbar ist, dessen Kolben
in der Justierstellung als Anschlag für den Kolben des Stauchzylinders wirkt.
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Wahlweise kann man aber auch zum gleichen Zweck durch den auf Elektrodendruck
ansprechenden Druckschalter zugleich mit dem Einschalten des Schweißstromes ein
Ventil einschalten, durch das ein auf der Vorlaufseite des Stauchzylinders angeschlossenes
Druckbegrenzungsventil absperrbar ist, dessen Ansprechdruck auf den vorbestimmten
Justierdruck einstellbar ist: Durch eine geeignete Einstellung der zur erfindungsgemäßen
Vorrichtung gehörenden mechanischen, hydraulischen oder pneumatischen und elektrischen
Teile ist es möglich, Kettenglieder verschiedener Abmessungen, verschiedenen Drahtquerschnitts
und verschiedener Werkstoffe zuverlässig und mit hoher Leistung zu verschweißen.
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Die Erfindung wird im folgenden an Hand zweier Ausführungsbeispiele
näher erläutert, wobei diese Beispiele in den F i g.1 und 2 durch Schaltskizzen
dargestellt sind.
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F i g. 3 zeigt die konstruktive Ausbildung eines Einzelteils.
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Gemäß F i g. 1 befindet sich das Kettenglied in Hochlage auf einem
nicht dargestellten Sattel, die Gliedenden 2 stehen einander in geringem Abstand
gegenüber, die Stauchstähle 3 berühren das Glied zunächst noch nicht. Sie werden
über zweiarmige Hebel 4, Zug-Druckstangen 5, Winkelhebel 6, Zug-Druckgelenke 7,
eine gemeinsame Traverse 8; eine Kolbenstange 9 und ihren Stauchkolben 10 betätigt.
Der Stauchzylinder 11 wird von einer Öldruckpumpe 12 (Abbrennpumpe) mit Druckflüssigkeit
versorgt. An der Druckleitung 13 dieser Pumpe liegt zunächst ein einstellbares Druckbegrenzungsventil14,
das auf
den Anlegedruck der Stauchstähle an den Kettenglied-Krümmungen
eingestellt ist. Die Leitung führt weiter über zwei elektrisch gesteuerte Wegeventile
15 und 16 in der dargestellten Lage zur Vorschubseite 17 des Stauchkolbens 10. Die
Entleerung der an der Rückhubseite 18 des Stauchkolbens 10 befindlichen Flüssigkeit
geschieht durch eine Rücklaufleitung 19, die Wegeventile 16 und 15 und eine Leitung
20, die sich verzweigt und einmal über ein Wegeventi121 und einen Mengenregler 22,
zum anderen über einen weiteren Mengenregler 23 in den Ölbehälter der Pumpe führt.
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An die Druckleitung 13 ist, dem Wegeventil 16 nachgeschaltet, eine
gestrichelt dargestellte Zweigleitung 24 angeschlossen, die zu einem elektrohydraulischen
Druckschalter 25 führt. Ferner ist an der Druckleitung 13 eine Zweigleitung 26 vor
dem Wegeventi115 angeschlossen, die zu einem Wegeventil 27 führt und von diesem
zu zwei Anschlagventilen 28, deren Kolben 29 unter dem am Druckbegrenzungsventil
14 eingestellten Druck in Anschlagstellung gebracht werden. Die Kolbenstangen 30
dienen dabei als Anschläge für den Kolben 10 bei seiner Vorschubbewegung im Sinne
des Pfeils 31.
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Auf der Verlängerung 32 der Kolbenstange 9 des Stauchkolbens 10 ist
eine Brücke 33 über Gewinde 34 und Einstellmuttern 35, 36 vorgesehen, in der wiederum
Einstellschrauben 37 angeordnet sind, welche mit den Kolbenstangen 30 der Anschlagkolben
29 fluchten.
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Parallel zur Abbrennpumpe 12 arbeitet eine mit wesentlich- größerer
Menge fördernde Öldruckpumpe 38 (Stauchpumpe), die über die Leitung 39 zum Wegeventil
15 führt und deren Druck mit einem Druckbegrenzungsventil 40 einstellbar ist.
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Schließlich ist noch eine dritte Öldruckpumpe 41 (Elektrodenpumpe)
vorgesehen, deren Druck an einem dritten Druckbegrenzungsventil42 einstellbar ist
und über eine Druckleitung 43 und ein elektrisch gesteuertes Wegeventil 44 zwei
Zylindern 45 zugeleitet wird, deren Kolben 46 über ihre Kolbenstangen 47 die Elektroden
48 bewegen. Bei der dargestellten Schaltung stehen diese Elektrodenkolben in ihrer
zurückgezogenen Stellung. Mit der Rücklaufleitung 49, die ebenfalls durch das Wegeventil
44 geleitet wird, ist an einer diesem Ventil vorgeschalteten Stelle eine gestrichelt
dargestellte Zweigleitung 50 verbunden, die zu einem elektrohydraulischen Druckschalter
51 führt.
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Unter Erwähnen weiterer Steuerorgane und -mittel ist die Wirkungsweise
der Anordnung wie folgt: In der dargestellten Lage gelangt der Druck von der Abbrennpumpe
12 durch die Leitung 13, die Ventile 15 und 16 in den Stauchzylinder 11 und schiebt
den Kolben 10 vor, so daß die Stauchstähle 3 sich einander nähern, gleichzeitig
bewegt sich die Druckflüssigkeit der gleichen Pumpe 12 über die Leitung 13, die
Leitung 26 und das Wegeventil 27 zu den Anschlagzylindern 28, treibt die Kolben
29 und ihre Kolbenstangen 30 in die Anschlagstellung, gegen die dann der Stauchkolben
10 über seine Kolbenstangen-Verlängerung 32 und die Einstellschrauben 37 anschlägt.
In diesem Punkt ist das Kettenglied vorjustiert. Durch die Anschlagwirkung und das
Stehenbleiben aller Kolben erhöht sich der Druck im System der Abbrennpumpe 12 bis
auf den am Druckbegrenzungsventi114 eingestellten Wert. Hierdurch tritt der Druckschalter
25 in Tätigkeit und schaltet über elektrische Leitungen 52 das Wegeventil 44 im
Druckkreis 43 der Elektrodenpumpe 41 für die Elektroden 47 so, daß diese an die
Gliedenden angelegt werden. Nach Anlage baut sich auch in diesem System der Elektrodenpumpe
der Druck bis zu der durch das Druckbegrenzungsventil 42 gegebenen Höhe auf und
schaltet den Druckschalter 51. Dieser betätigt einerseits einen nicht dargestellten
Schalter zum Einschalten des Schweißstromes und andererseits das Wegeventil 27,
durch das die Anschlagzylinder 28 drucklos gestellt werden, so daß der Stauchkolben
10 seine Vorschubbewegung fortsetzen und das Abbrennen durchführen kann.
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Gleichzeitig mit der Schaltung des Wegeventils 44 über die Leitung
52 ist aber vom Druckschalter 25 über die elektrische Leitung 57 das Ventil 21 geschaltet
und dadurch der Mengenregler 22 außer Tätigkeit gesetzt worden. Das gesamte, aus
dem Stauchzylinder 11 rücklaufende Öl kann also nur durch denn Mengenregler 23 ablaufen.
Dieser Regler ist auf eine geringe, für das Abbrennen erforderliche Vorschubgeschwindigkeit
des Stauchkolbens 10 eingestellt. Diese Geschwindigkeit bestimmt sich nach Werkstoff
und Größe des jeweils zu bearbeitenden Kettengliedtyps und nach der Größe der gewählten
elektrischen Leistung.
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Nach Ablauf einer vorgegebenen Zeit wird der Stromfluß unterbrochen
und das Ventil 15 umgeschaltet, so daß nunmehr die Stauchpumpe 38 auf den Stauchzylinder
einwirkt und dieser unter hohem Druck und mit großer Geschwindigkeit den Stauchvorgang
durchführt. Am Ende des Stauchvorgangs wird ein nicht dargestellter Endschalter
betätigt, wodurch der Weiterlauf der Maschine bewirkt wird.
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Die Anordnung kann eine weitere Verbesserung dadurch erfahren, daß
in die Leitung 50 zum Druckventil 51, welches Schweißstrom und Anschlagzylinder
schaltet, ein Dämpfungsorgan 61 angeordnet wird, daß z. B. eine von einer einstellbaren
mechanischen oder pneumatischen Feder beaufschlagte Membrane aufweist. Auf diese
Weise wird erreicht, daß Druckspitzen im Elektrodenkreislauf dem Druckschalter 51
ferngehalten werden, so daß er nicht auf diese Spitzen, sondern auf den tatsächlichen
Dauerdruck anspricht.
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Anstatt insgesamt drei Öldruckpumpen können bekannte Stufenpumpen
oder entsprechende Schaftanordnungen verwandt werden. Die Lage der Mengenregler
22 und 23 kann auch im Zulauf des Zylinders vorgesehen werden.
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Das Schema gemäß F i g. 2 stimmt weitgehend mit dem gemäß F i g. 1
überein, wobei für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen verwendet sind. Bei diesem
Schaltschema fallen jedoch die Leitung 26 mit dem Wegeventil 27 und die Anschlagzylinder
28 mit ihren Kolben 29, den Kolbenstangen 30 und den entsprechenden Gegenstücken
am Stauchkolben 11 fort, so daß die Anordnung insoweit wesentlich vereinfacht ist.
An Stelle dessen ist in der Leitung 13 zur Vorschubseite 17 des Stauchkolbens 10
eine Abzweigleitung 26' vorgesehen, die zu einem Zweitwegeventil 27' führt. Beiden
kommt die gleiche Wirkung wie den entsprechenden Teilen im Schaltschema nach F i
g. 1 zu, jedoch werden die Anschlagkolben und ihre Teile hier durch ein weiteres
Druckbegrenzungsventil 28' ersetzt, dessen Druck so niedrig eingestellt ist, daß
das Kettenglied durch die Stauchstähle, solange
dieses Druckbegrenzungsventil
28' wirksam ist, lediglich justiert und auf dem Sattel gehalten wird.
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F i g. 3 zeigt im Ausschnitt aus den Schaltplänen nach F i g. 1 und
2 eine besondere Konstruktion mit einem Stauchzylinder und lediglich einem Anschlagzylinder,
wobei wiederum die Teile mit gleichen Bezugszeichen, jedoch mit Index versehen sind.
Die beiden Zylinder sind fluchtend angeordnet, der eine Stauchstahl ist ortsfest
dargestellt und lediglich der andere, in der Zeichnung oben liegende, durch den
Stauchzylinder 11' über den Stauchkolben 10' bewegt. Naturgemäß kann auch der andere
Stauchstahl über entsprechende Zwischenglieder bewegt werden.