DE1615434B1

DE1615434B1 - Widerstands-Abbrenn-Stumpfschweissmaschine

Info

Publication number: DE1615434B1
Application number: DE1967SC041479
Authority: DE
Inventors: Emil Dipl-Masch-Techn Denzler; Hans Rudolf Dipl Mas Zollinger
Original assignee: HA Schlatter AG
Current assignee: HA Schlatter AG
Priority date: 1966-10-28
Filing date: 1967-10-26
Publication date: 1971-10-28
Also published as: BE705702A; US3518398A; NL6714522A; SE326362B; GB1166513A; CH463648A

Description

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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wider- Der vorliegenden Erfindung liegt dementsprechend stands-Abbrenn-Stumpfschweißmaschine zum Ver- die Aufgabe zugrunde, eine Widerstands-Abbrennschweißen von Vormaterial zu einem kontinuierlich Stumpfschweißmasehine zum Verschweißen von Vorin ein Walzwerk einlaufenden Strang, mit mindestens material zu einem kontinuierlich in ein Walzwerk einer vor- und rückwärtslaufenden Schweißeinheit, S einlaufenden Strang anzugeben, die unempfindlich die zwei Rahmenteile hat, welche durch einen Ab- gegen die im Betrieb herrschenden ungünstigen Umbrenn- und Stauchantrieb in Bezug aufeinander be- gebungseinflüsse und dadurch weitgehend störungswegbar sind und jeweils eine Spannvorrichtung mit sowie wartungsfrei ist.

einem festen und einem durch eine Kolben-Zylinder- Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe bei einer

Einheit beweglichen Spannbacken tragen, und die io Widerstands-Abbrenn-Stumpfschweißmasehine der

einen Schweißtransformator enthält, der zwei mit eingangs genannten Art durch die Vereinigung fol-

den festen Spannbacken elektrisch verbundene An- gender Merkmale a) bis c) gelöst:

se ^{usse a}' _n _oo . , a) die beiden Rahmenteile sind durch eine quer

AuS_- der deutschen Patentschrift 970 884 ist be- _{zur Län richt des St} verlaufende und

reits eine Mehrfachschweißeinrichtung zum Zusam- 15 _oberhai_b ⁵ der Schweißstelle angeordnete Achse

menschweißen des Vormatenals fur kontinuierliche schwenkbar verbunden;

vieradnge Walzwerke bekannt, die vier .räumlich _b) ^ _{jedem der} ^^ _{Rahmenteile ist oberhalb}

nebeneinander angeordnete, vor- und rückwärts- der Schweißstelle ein Schweißtransformator anlaufende Schweißeinheiten enthalt, von denen zwei _{d desseQ eine H durch eine gtarre} m derselben, zur Grundfläche parallelen Ebene »o Litung mit der zugehörigen festen Spannbacke nebeneinander aufrecht stehen und die anderen bei- _verbunden ist, während die anderen Klemmen den darüber spiegelbildlich nebeneinander hangend _{der fe se}k_Undärseitig in Reihe geschalteten ä so angeordnet sind, daß die vier Paar Spann- und Transformatoren durch eine flexible Leitung * Schweißbacken Trageinrichtungen unter einem Win- , _A · ,
11 Λί-ο ο · ι t- τ.· ·_,. j· -ι.* verbunden sind;

ten sind jeweils nut einem Rüssel zur kühlmittel- ^ _Ende ^P _des _Zy]iadea der zugehörigen

ableitung versehen der m einem mit einerr.t Langs- Kolben-Zyhnder-Einheit befestigt, während die

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Es ist ferner aus dem deutschen Gebrauchsmuster Bei einer Stumpfschweißmasehine mit diesen 1 822197 eine Widerstandsabbrenn-Stumpfschweiß- Merkmalen sind die empfindlichen Teile weitgehend maschine zum Verschweißen von ruhenden Werk- gegen die im wesentlichen von der Schweißstelle ausstückteilen großen Querschnitts bekannt, die einen 35 gehenden Verunreinigungen und thermischen Beanunterhalb der Schweißstelle schwenkbar gelagerten spruchungen geschützt. Verunreinigungen, die von beweglichen Maschinenteil enthält, an dessen einem der Schweißstelle nach unten fallen, können die ober-Ende ein Spannbackenpaar zum Einspannen eines halb der Schweißstelle angeordnete Achse nicht ver-Werkstückteiles angeordnet ist, während am anderen schmutzen. Dadurch, daß jeweils ein Schweißtrans-Ende ein Abbrenn- und Stauchantrieb angeordnet 40 formator zwischen die mit dem Schweißgut in Beist, der einen am Rahmen schwenkbar gelagerten rührung kommende feste Spannbacke und die emp-Druckzylinder sowie einen am Kniehebel angeienk- findliche flexible Leitung geschaltet ist, wird letztere ten Kolben aufweist. Das am beweglichen Maschi- thermisch wesentlich weniger beansprucht als im benenteil angebrachte Spannbackenpaar ist über eine kannten Falle, wo die flexible Leitung direkt mit M flexible Verbindung mit einem am Rahmen der Ma- Φ5 einer der Spannbacken verbunden ist. Außerdem schine befestigten Schweißtransformator verbunden, kann die flexible Leitung durch die üblicherweise für dessen andere Klemmen über eine starre Verbindung den Transformator vorgesehene Kühlvorrichtung gean das andere Spannbackenpaar angeschlossen ist. kühlt werden, und sie läßt sich nahe des Drehpunktes Es ist ferner aus der USA.-Patentschrift 1 833 660 anordnen, so daß der Weg und die mechanische bekannt, zwei gegeneinander schwenkbare Rahmen- 5° Biegebeanspruchung dieser Leitungen bei der Relativteile einer Schweißmaschine durch eine oderhalb der bewegung der Spannvorrichtungen klein sind. Die Schweißstelle angeordnete Achse schwenkbar mit- Aufteilung der Schweißstromquelle in zwei Transforeinander zu verbinden. matoren ergibt außerdem eine bessere Gewichts-Aus der französischen Patentschrift 1382435 ist verteilung und ermöglicht eine schmalere Bauweise, es weiterhin bekannt, mehrere Schweißtrafos zur 55 was insbesondere für Mehrfach-Schweißmaschinen Speisung einer Widerstandsschweißmaschine z» ver- von Vorteil ist. Dadurch, daß die unterhalb der wenden. Schweißstelle angeordneten beweglichen Spann-Widerstands - Abbrenn - Stumpfschweißmaschinen backen am geschlossenen oberen Ende des Zylinders zum Verschweißen von Vormaterial zu einem konti- der zugehörigen Kolben-Zylinder-Einheit befestigt nuierlich in ein Walzwerk einlaufenden Strang sind ⁵° sind und die zugehörigen Kolben sich nach unten infolge der hohen Temperatur des Schweißgutes und erstrecken, sind die Kolbenstangen gegen Verunder Verunreinigung durch Zunder, Abbrennspritzer reinigungen und Abbrennspritzer, die von der und Kühlmittel außerordentlich ungünstigen Um- Schweißstelle ausgehen, geschützt, und außerdem gebungseinflüssen ausgesetzt, trotzdem werden kann das Druckmittel (Preßwasser) zur Betätigung strenge Anforderungen hinsichtlich Raumbedarf, Be- 65 der Kolben-Zylmder-Einheiten bei Undichtigkeiten triebssicherheit und Wartungsfreiheit gestellt. Die be- nicht auf das Schweißgut gelangen, dessen Tempekannten Schweißmaschinen werden diesen Anforde- ratur verhältnismäßig hoch ist und in engen Grenzen rangen nur unvollkommen gerecht. ■ . ■-,- - gehalten werden muß (ζ. B. 1200 ± 20° C).

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Gemäß einer Weiterbildung der oben angegebenen der Schweißstelle der Maschine verlaufende Gelenk-Schweißmaschine führen die Auslässe für das Preß- achse 19 schwenkbar miteinander verbunden sind, wasser des aus einer hydraulischen Zylinder-Kolben- Am Teil 17 sind die Rollen 15 und 16 befestigt. Einheit bestehenden Abbrenn- und Stauchantriebs Dieser Teil 17 trägt eine Spannvorrichtung für den und der Zylinder-Kolben-Einheiten der unteren 5 Strang 1. Diese Spannvorrichtung besteht aus einer Spannbacken direkt in ein Wasserbad. Dies bringt oberen, fest mit dem Teil 17 verbundenen Backe 20 den zusätzlichen Vorteil mit sich, daß Leitungen zum und einer unteren Backe 21. Die untere Backe 21 ist

Abführen des Preßwassers entfallen und die Ma- an den Zylindern 22 dreier Kolben-Zylinder-Ein-

schine dadurch einfacher und betriebssicherer wird. heiten befestigt, deren Kolben 23 fest mit dem Teil Trotzdem bleibt der Vorteil, daß das Schweißgut io 17 verbunden sind. Der andere Teil 18 trägt eine

nicht mit dem Preßwasser in Berührung kommen Spannvorrichtung für den an das Ende des Stranges 1

kann, erhalten. anzusehweißenden (in Fig. 1 angeschweißten) Knüp-

Die Zylinder-Kolben-Einheiten der unteren Spann- pel 24. Diese Spannvorrichtung besteht aus einfer

backen laufen vorzugsweise im Wasserbad, das da- oberen, fest mit dem Teil 18 verbundenen Backe 25

durch die erforderliche Kühlung bewirkt. 15 und einer unteren Backe 26, die an den Zylindern 27

Die Anordnung ist dabei vorzugsweise so getroffen, dreier Kolben-Zylinder-Einheiten befestigt ist, deren

daß die unteren Spannbacken in der zurückgezogenen Kolbenstangen 28- fest mit dem Teil 18 verbunden

Stellung wenigstens teilweise in das Wasserbad ein- sind,

tauchen. Zur Verbesserung des Stromübergangs zwischen

Der Abbrenn- und Stauchantrieb ist vorzugsweise 20 der oberen Backe 20 (bzw. 25) und dem Strang 1 ebenfalls im Wasserbad angeordnet und einerseits an (bzw. Knüppel 24) sind nach F i g, 3 und 4 auseinem Rahmenteil fest sowie andererseits am anderen wechselbare Bolzen 29 in die Backen 20 und 25 der-Rahmenteil über ein biegsames Glied befestigt. Hier- art eingelassen, daß ein Teil der Mantelfläche der durch wird die thermische Belastung des Abbrenn- Bolzen an den Spannflächen der Backen vorsteht und und Stauchantriebs klein gehalten, und durch das 25 beim Spannen die oxydierte oder verzunderte Oberbiegsame Glied wird trotz der Anordnung im Wasser- fläche des Stranges (bzw. Knüppels) infolge des bad ein störungssicherer, wartungsfreier Betrieb ge- größeren spezifischen Druckes durchdringt,
währleistet. Zwei Rollen 30 und 31 dienen zur Unterstützung

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfin- des Stranges 1 und des· anzuschweißenden KnUp-

dung weisen die stromführenden Backen auswechsel- 30 pels 24,

bare Kontaktteile auf_r die die Kontaktflächen der Die Gestellteile 17 und 18 tragen je einen Schweiß-Backen teilweise überragen. Hierdurch wird der transformator 32 bzw. 33_r der unmittelbar über der Wärmeübergang vom heißen Schweißgas aiii die oberen Backe 20 bzw. 25 angeordnet ist. Ein Ende Backen verringert und die thermische Belastung der der Sekundärwicklung jedes dieser Transformatoren Spannvorrichtung herabgesetzt. Auch dies trägt dazu 35 32 und 33 ist mit der unmittelbar benachbarten Backe bei, die Maschine unempfindlicher und betriebs- 20 bzw. 25 verbunden, die anderen Enden dieser sicherer zu machen. Sekundärwicklungen sind durch eine biegsame Lei-

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel an tung 34 miteinander verbunden.

Hand der Zeichnung näher erläutert; es zeigt Am unteren Ende der Maschine 5 ist eine Kolben-

Fig. 1 einen Aufriß einer Widerstands-Abbrenn- 40 Zylinder-Einheit angeordnet, die zur Erzeugung des Stumpfsehweißmaschine gemäß- einem Ausführangs- Werkstückvorschubes beim Abbrennen und zur Ausbeispiel der Erfindung, übung der Stauehkraft dient, wobei deren Zylinder

F i g. 2 eine Stirnansicht der Schweißmaschine 35 am Teil 17 befestigt und deren Kolbenstange 36

gemäß Fig. 1, wobei nur eine SchweißeiBheit ganz mit dem Teil 18 durch eilt elastisches Element, z. B.

und von einer zweiten nur ein Teil dargestellt ist, 45 ein· Federpaket 37, verbunden ist. Das Federpaket 37

F i g. 3 eine Seitenansicht einer Spann- und Strom- ist rechtwinklig zur Gelenkaehse 19· biegsam. Dieses

zuführungsbaeke der Schweißmaschine gemäß F i g. 1 elastische Element vermeidet die sonst übliche glei-

und tende Lagerung und den damit verbundenen; Ver-

Fig, 4 einen Querschnitt im einer Ebene A~A in schleiß.

Fig. 3'. 5a Alle vier Widerstands-Abbrenn-Stumpfschweiß-

Die dargestellte Einrichtung hat für j;eden der vier maschinen laufen in einem Wasserbad 38>, dessen

Stränge 1, 2, 3 und 4 eine Widerstandsabbrenn- Wasseroberfläche 39 so hoch gehalten wird, daß die

schweißmaschine, von denen nur die Maschine 5 für Zylinder-Kolben-Einheiten der unteren Backen der

den Strang 1 in ihren wesentlichen Teilen Hffidl nmr Spannvorrichtungen der Schweißmaschinen, also z.B.

eine Einzelheit der Maschine 6 für den Strang 2 dar- 55 die Zylinder-Kolben-Einheiten 22, 23 und 27, 28

gestellt ist. Jede dieser Maschinen ist von einer unter der Maschine 5, dauernd unter Wasser sind und diese

ihr angeordneten Schiene 7, 8, 9 bzw. 10 getragen unteren Backen, also z. B. die Backen 21 und 26 der

und geführt. Ein Gestell 11 trägt fünf obere Füh- Maschine 1, in zurückgezogener Lage, d. h. bei ge-

rungsschienen, von denen nur die Schienen 12,13 löster Spannvorrichtung, zumindest teilweise in das

und 14 dargestellt sind. Zwischen je zwei einander 60 Wasserbad tauchen.

benachbarten dieser Schienen ist das obere Ende Die Schweißmaschine 5 befindet sich in Ruhe in einer der Schweißmaschinen geführt. Die Schweiß- der Ausgangsposition und wird von dem in die maschine 5 hat untere Rollen 15, die auf der Walzenstraße gezogenen Strang 1 durchlaufen. So-Schiene? laufen, und obere Rollen 16, die an der bald das Ende des Stranges die Maschine erreicht, Führungsschiene 12 bzw. 13 laufen. 65 wird diese so beschleunigt und dann auf die Ge-

Das Maschinengestell der Maschine 5 hat zwei schwindigkeit des Stranges synchronisiert, daß beim

Teile 17 und 18, deren obere Enden durch eine hori- Einspannen das Strangende in die Mitte zwischen

zontale, quer zur Richtung der Stränge vertikal über den beiden Elektroden 20, 25 zu liegen kommt.

Gleichzeitig wird von einem Treiber ein neuer Knüppel 24 derart nachgeschoben, daß dessen Anfang nach dem Spannen des Strangendes die Schweißposition erreicht und gespannt werden kann. Nach dem Spannen wird der Abbrenn- und Stumpfschweißprozeß eingeleitet. Nach erfolgter Schweißung öffnen sich die Spannvorrichtungen 21, 26, und die vom Strang 1 gelöste Maschine 5 wird abgebremst und in die Ausgangslage zurückgefahren.

Die mit der beschriebenen Einrichtung erzielten Vorteile bestehen insbesondere in der leichteren und schmaleren Bauart der einander völlig gleichen Maschinen, die deren Bewegen längs der Schienen erleichtert und eine Anordnung mehrerer Maschinen nebeneinander mit kleinem seitlichen Abstand ermöglicht, wobei das Wasserbad herabfallenden Zunder und Abbrennspritzer auffängt und wegschwemmt und die Maschinen kühlt und vor Verunreinigung schützt. Indem im Gegensatz zu bekannten Abbrenn-Stumpfschweißmaschinen nicht die oberen, sondern ao die unteren Backen der Spannvorrichtungen zum Lösen der Werkstücke zurückgezogen werden, läuft der Strang — wenn die Maschine nach dem Anschweißen eines Knüppels entgegengesetzt zur Stranglaufrichtung bewegt wird, um danach den !25 nächsten Knüppel anzuschweißen — nur auf den Rollen. Dabei gleitet der Strang nicht an den Backen, weil er sich infolge seines Eigengewichts etwas nach unten durchbiegt und sich dadurch von den oberen Backen entfernt, ohne die zurückgezogenen unteren Backen zu erreichen. Dadurch wird ein zusätzliches Abkühlen des Schweißgutes vermieden. Die Bolzen in den oberen (stromführenden) Backen verbessern den Stromübergang, vermindern die Abnutzung dieser Backen und sind leicht auswechselbar.

Claims

Patentansprüche:

1. Widerstands-Abbrenn-Stumpfschweißmaschine zum Verschweißen von Vormaterial zu einem kontinuierlich in ein Walzwerk einlaufenden Strang mit mindestens einer vor- und rückwärtslaufenden Schweißeinheit, die zwei Rahmenteile hat, welche durch einen Abbrenn- und Stauchantrieb in Bezug aufeinander bewegbar sind und jeweils eine Spannvorrichtung mit einem festen und einem durch eine Kolben-Zylinder-Einheit beweglichen Spannbacken tragen, und die einen Schweißtransformator enthält, der zwei mit den festen Spannbacken elektrisch verbundene Anschlüsse hat, gekennzeichnet d u r c h die Vereinigung der Merkmale a) bis c):

a) die beiden Rahmenteile (17, 18) sind durch eine quer zur Längsrichtung des Stranges verlaufende und oberhalb der Schweißstelle angeordnete Achse (19) schwenkbar verbunden;

b) in jedem der beiden Rahmenteile ist oberhalb der Schweißstelle ein Schweißtransformator angeordnet, dessen eine Klemme durch eine starre Leitung mit der zugehörigen festen Spannbacke (20, 25) verbunden ist, während die anderen Klemmen der beiden sekundärseitig in Reihe geschalteten Transformatoren durch eine flexible Leitung (34) verbunden sind;

c) die unterhalb der Schweißstelle angeordneten beweglichen Spannbacken (21, 26) sind am geschlossenen oberen Ende des Zylinders der zugehörigen Kolben-Zylinder-Einheit (22, 23; 27, 28) befestigt, während die sich nach unten erstreckenden Kolben λ (23, 28) mit dem betreffenden Rahmenteil \ (17, 18) verbunden sind.

2. Schweißmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslässe für das Preßwasser des aus einer hydraulischen Zylinder-Kolben-Emheit (35, 36) bestehenden Abbrenn- und Stauchantriebes und der Zylinder-Kolben-Einheiten (22, 23; 27, 28) der unteren Spannbacken (21, 26) in ein Wasserbad (38) führen.

3. Schweißmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinder-Kolben-Einheiten(22, 23; 27, 28) der unteren Spannbacken (21, 26) im Wasserbad laufen.

4. Schweißmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die unteren Spannbacken in der zurückgezogenen Stellung wenigstens teilweise in das Wasserbad (38) eintauchen.

5. Schweißmaschine nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Abbrenn- und Stauchantrieb (35, 36) im Wasserbad (38) angeordnet ist und einerseits am einen Rahmenteil _ (17) fest sowie andererseits am anderen Rahmen- \ teil (18) über ein biegsames Glied (37) befestigt

6. Schweißmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die stromführenden Backen (20, 25) auswechselbare Kontaktteile (29) aufweisen, die die Kontaktflächen der Backen teilweise überragen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen