DE2048855A1

DE2048855A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstel len von aus zwei parallelen Langsstaben und sprossenartig zwischengeschweißten Querver bindern bestehenden Bauelementen aus Stahl

Info

Publication number: DE2048855A1
Application number: DE19702048855
Authority: DE
Inventors: Josef Dr Ing Gott Hans Dipl Ing Ritter Klaus Dipl Ing Ritter Gerhard Dipl Ing Graz Ritter (Oster reich) P
Original assignee: EVG Entwicklungs und Verwertungs GmbH
Current assignee: EVG Entwicklungs und Verwertungs GmbH
Priority date: 1969-10-06
Filing date: 1970-10-05
Publication date: 1971-04-22
Also published as: JPS4929062B1; NL7014585A; US3676631A; GB1277838A; ZA706795B; DE2048855C3; RO57590A; AT301308B; SE373764B; ES384253A1; LU61813A1; DK133857B; CH512959A; DE2048855B2; YU238370A; YU33428B; CS183617B2; HU166695B; BE756757A; FR2064970A5

Description

JiVG Entwicklungs- u. VerwertungsgeSeilschaft m.b.H. in Graz (Steiermark, Österreich), Vinzenz-Muchitseh-Straße 36

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von aus zwei parallelen Längsstäben und sprossenartig zwischengeschweißten Querverbindern, bestehenden Bauelementen aus stahl

Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von aus zwei parallelen Längsstaben~mit sprossenartig zvvischenge schweißten Querverbindern bestehenden Bauelementen aus stahl. Derartige ■ Bauelemente werden unter der Marke "bi-Stahl" vertrieben und dienen hauptsächlich als Bewehrungselemente für Beton.

Das bisher übliche Herstellungsverfahren von Bauelementen der angegebenen Art besteht darin, daß die Längsstäbe dem Schweißort in konvergierenden Richtungen derart zugeführt werden, daß ihr gegenseitiger Abstand am Schweißort noch größer als die gewünschte lichte 'tfeite des fertigen Stabpaares ist, daß der j^eweils anzuschweißende Querverbinder am Schweißort mit beidseitigera Spiel in den Zwischenraum zwischen den·konvergierenden Längsstäben eingeführt und dort festgehalten wird und daß die

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Längsstäbe sodann, beiderseits durch von außen, her wirkende Schweißelektroden gegen die i'nden der Querverbinder gedruckt und mit diesen, vorzugsweise durch Serienpunktschweißung, verschweißt werden, worauf das stabpaar um einen Teilschritt vorgeschoben wird. Die Längsstäbe werden dabei intermittierend vorgeschoben und die Verschv/eißung der Längsstäbe mit den Querverbindern erfolgt während der Stillstandzeit der Längsstäbe.

Es ist anderseits bekannt, Gatter aus Stahldrähten kontinuierlich herzustellen, indem die Längsdrähte und die mit ihnen zu verschweißenden Querdrähte zwischen Rollenelektroden hindurchgeführt werden, die durch normal auf die Ebene des herzustellenden Gitters aufgebrachte Druckkräfte - etwa durch federn oder pneumatisch - belastet werden.

Pur Bauelemente der eingangs beschriebenen Art läßt sich dieses Verfahren deswegen nicht vorteilhaft anwenden, weil die zum Schweißen erforderliche zeit mit zunehmendem Drahtdurchmesser ebenfalls zunimmt, weswegen man gezwungen wäre, mit Rücksicht auf die relativ großen Stabdurchmesser, die bei den genannten Bauelementen in Präge kommen, mit sehr langsamen Vorschubgeschwindigkeiten zu arbeiten, um eine befriedigende Schweißung ohne Aufheizung weiter Bereiche der Längsstäbe beidseits der Stege zu erzielen. Der Ausstoß wäre daher geringer als bei den bisher benutzten intermittierend arbeitenden Maschinen·

Als Längsstabmaterial für solche Bauelemente werden vorzugsweise kaltbearbeitete Stähle hoher Festigkeit verwendet, deren Oberfläche entweder glatt sein oder jede bekannte Art von Rippung beispielsweise nach Art der bekannten Queri- oder Kari-stähle aufweisen kann. Um sicherzustellen, daß das Bauelement überall die gewünschten Festigkeitseigenschaften hat, auch in den Bereichen, die der Einwirkung der zum Schweißen erforderlichen Wärme ausgesetzt sindykann man in bekannter 'tfeise die stahl analyse η der Materialien,' aus denen die Längsstäbe bzw, die Querverbinder hergestellt sind, so aufeinander abstimmen, daß in dem der Schweißhitze ausgesetzten Bereich eine wärmevergütung stattfindet.

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Solange der beim schweißen erhitzte Bereich auf die unmittelbare Umgebung der Verbindungsstelle zwischen Längsstäben und Querverbindern beschränkt bleibt, kann die bei kaltbearbeiteten Stählen auftretende Verschlechterung der Materialeigenschaften zufolge der Hitzeeinwirkung stets durch geeignete Wahl der Stahlanalysen kompensiert werden, etwa durch Kohlenstoffaustausch zwischen einem kohlenstoffarmeη und einem kohlenstoffreichen Stahl.

Wenn jedoch größere, von der Verbindungsstelle mit den Querverbindern weiter entfernte Bereiche der Längsstäbe der Hitzeeinwirkung ausgesetzt sind, ist es nicht mehr möglich, durch Wärmevergütung eine vollige Gleichmäßigkeit der Materialeigenschaften, die vom Standpunkt der späteren Verwendung der Bauelemente eine absolute Notwendigkeit ist, zu garantieren. '

Die Erfindungsaufgabe'besteht nun darin, ein Verfahren· zu schaffen, mit dem Bauelemente der eingangs geschilderten Art mit bedeutend höherer Produktionsgeschwindigkeit als bisher hergestellt werden können, wobei die Materialeigenschaften .der Bauelemente alle an sie gestellten Bedingungen erfüllen. ·

Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß

die Längsstäbe und die Querverbinder kontinuierlich vorgeschoben werden, daß zur Durchführung der Schweißung nach der Serienpunktmethode zwei von je einem Steuermechanismus in geschlossenen Bahnkurven bewegte Elektroden von außen her derart gegen die Längsstäbe gedrückt werden, daß der jeweils zwischen den Längsstäben liegende Querverbinder in der für die Schweißung richtigen Relativlage zwischen diesen festgeklemmt wird, und daß im Verlaufe der Yjeiterbewegung der Längsstäbe und des zwischen .ihnen festgeklemmten Querverbinders mittels der mitbewegten Elektroden die Schweißung -durchgeführt wird.

Beim erfindungsgeaäßen Verfahren werden die einzelnen Bestandteile, aus denen die Bauelemente zusammengesetzt werden,, konti-

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nuierlich fortbewegt, wozu ein zweiter, vom Elektrodenantrieb unabhängiger Antriebsmechanismus erforderlich ist, da die Bewegung der Bauelemente, bzw. ihrer Einzelteile, auch dann fortgesetzt werden muß, wenn die Elektroden sich nicht mehr zur Durchführung einer Schweißung in direkter Berührung mit den Längsstäben befinden.

Daraus resultiert ein zweites Problem, dessen Losung eine weitere Erfindungsaufgabe darstellt und eine zusätzliche Verbesserung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit sich bringt: Zwei Systeme, einerseits die Bauelemente bzw. ihre Bestandteile und anderseits die Elektroden, werden zeitweise in inniger Verbindung miteinander und zeitweise völlig unabhängig voneinander bewegt. Während die Elektroden von außen gegen die Längsstäbe gedrückt werden, wobei die erforderlichen Anpreßdrücke ziemlich groß sind, sind die beiden bewegten Systeme durch !Reibungskräfte miteinander verbunden. Sobald jedoch die Elektroden sich von den Längsstäben entfernen, um den Rücklauf zu jenem Punkt, an welchem sie die Längsstäbe neuerlich erfassen sollen, anzutreten, ist die Verbindung zwischen beiden bewegten Systemen ausgehoben.

Soferne die Bewegungsvorgänge in beiden bewegten Systemen nicht völlig synchron ablaufen, kommt es zu einem Gleiten der Elektroden an den Längsstäben, welches zufolge der Hitzeentwicklung beim Schweißen zu raschem Verschleiß der Elektroden führt.

Im Rahmen der Erfindung wird dieses Problem dadurch gelöst, daß die beiden mit den Längsstäben mitbewegten Elektroden längs der Mitbewegungsstrecke eine Abwälzbewegung an den Längsstäben ausführen, wobei die Abwälzstrecke der Elektroden die von den Querverbindern durchsetzte Schweißstrecke überdeckt.

Eine gemäß der Erfindung ausgebildete Vorrichtung zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß beiderseits der Vorschubwege für die Längsstäbe auf in sich geschlossenen, streckenweise nahe den Vorschubwegen der

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Längsstäbe verlaufenden Bahnen bewegliche Elektroden sowie mit der Vorschubbewegung der Querverbinder synchronisierte steuermechanismen zum Andrücken der Elektroden an die Längsstäbe unter Festklemmung der Querverbinder vorgesehen sind. ^%

Weitere Kerlanale der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen an Hand der Zeichnungen.

Pig. 1 ist eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit kreisförmigen, rotierenden Elektrodenträgern, an deren Umfang eine Anzahl von Elektrodenrollen vorgesehen ist.

Pig. 2 ist eine Draufsicht auf ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung mit auf annähernd elliptischen Bahnen geführten Elektrodenrollen und deren Führungsmechanismus.

pig. 3 ist eine Darstellung der Kinematik der Führung der Eleksrodenrollen gemäß Pig. 2 und

Fig. 4 ist eine Draufsicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung mit ebenfalls auf annähernd elliptischen Bahnen geführten Elektroden, deren Führungsmechanismus und Kinematik jenen der Elektrodenrollen nach den Fig. 2 und 3 gleicht, wobei aber bei der Ausführung nach Fig. 4· anstelle von Rollen pendelnd gelagerte Elektroden mit bombierten Kontaktflächen vorgesehen sind.

Bei der Ausführungsform der Erfindung nach Fig. 1 werden Längsstäbe 1, 1« und querverbinder 2, 2·, 2" kontinuierlich in Pfeilrichtung in der Schweißmaschine vorgeschoben. Der Vorschubmechanismus, der nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, ist in den Zeichnungen nicht dargestellt. Es ist aus den Zeichnungen deutlich zu ersehen, daß die Längsstäbe dem zwischen den Elektroden liegenden Schweißbereich konvergierend zugeführt werden, so daß die noch unverschweißten Querverbinder ohne Zwang zwischen die Längsstäbe eingeführt werden können.

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Beiderseits des Gehweißbereiches sind zwei kreisförmige Elektrodenträger 3, 3¹ angeordnet, die in Sichtung der Pfeile in Drehung versetzt v/erden können. Die Drehgeschwindigkeit der beiden· ' Elektrodenträger v;ird dabei so mit der Vorschubgeschwindigkeit der Längsstäbe und Querverbinder synchronisiert, daß die Tangentialgeschwindigkeit jedes Umfansspunktes dein Betrag nach gleich der Vorschubgeschwindigkeit der Längsstäbe bzw. der Querverbinder ist.

Längs des Umfanges jedes Slektrodenträgers ist- eine Anzahl radialer Schlitze 4 vorgesehen, in denen Elektrodenrollen 5 verschieblich geführt sind. Federn 6, die der Übersichtlichkeit halber nur

beim Elektrodenträger 3¹ dargestellt sind, drücken die Elektrodenrollen in radialer Sichtung nach außen.

Alle Elektroden eines Elektrodenträgers sind über nicht dargestellte Schleifkontakte mit einem Anschluß der selcundärwicklung des Schweißtransformators verbunden, so daß alle Elektroden eines Elektrodenträgers gleiche, von den Elektroden des gegenüberliegenden Elektrodenträgers jedoch verschiedene Polarität. ' haben. In einem gegebenen Zeitpunkt.geht daher der Stromfluß beispielsweise von der Elektrodenrolle ^A des Elektrodenträgers 3 durch den Längsstab 1, den Querverbinder 2¹ , den Längsstab 1« in die Elektrodenrolle 51· des Elektrodenträgers 3¹, so daß die beiden Längsstäbe mit dem Querverbinder durch eine Serienpunktschweißung verbunden werden.

Die Stromzuführung könnte auch so getroffen werden, daß ein Schleifring in einer Ebene parallel zur Ebene des Elektrodenträgers angeordnet und durch Federn gegen die in den Schlitzen 4 laufenden Achsstummel der Elektrodenrollen gedrückt wird.

Bei der Ausführung nach Fig. 2 sind zwei Elektrodenrollen 7, 7' auf als zweiarmige Hebel ausgebildeten Pleueln 10, 10' bei 14, 14· drehbar gelagert. Die Pleuel sind an einem Ende am Zapfen 8, 8· einer Kurbel 9, 9¹ angelenkt und am anderen Ende durch Gelenke 15, 15' mit Lenkern 11, 11' verbunden. Die Lenker 11, 11', die bei 12, 12' drehbar und unverschieblich gelagert sind, bestehen aus

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zwei teleskop art ig gegeneinander verschieblichen Teilen und weisen in ihren Inneren Federn 13 auf, die bestrebt sind, die Lenker auf ihre größtmögliche Länge zu strecken. Die nicht dar-, gestellte Stromzuleitung zu den .elektroden erfolgt auch in diesen Falle durch Sohleifkontakte«

Sine der vorstehend beschriebenen ähnliche Ausführungsform zeigt Fig. 4. In diesen Ausführungsbeispiel sind ansteile der Elektrodenrollen im we centlichen prismatische Elektroden 16, 16¹ mit kreiszylindrischen Abwälzflächen vorgesehen. Diese Elektroden werden durch zv:«i Federn 17j 17' in- einer Ruhelage normal auf die Achsen der Pleuel 10, 10' gehalten, aus der sie jedoch unter Verformung der Federn 17, 17' ausgelenkt werden können. Bei dieser Ausführungsform der Elektroden kann die Stromzuleitung durch* flexible Bänder 18, 18' erfolgen.

Die Bewegungsvorgänge bei den Ausführungsformen nach den Fig. 2 und 4- sind in Fig. 3 dargestellt. Bei Drehung der Kurbel von der Ausgangslage 0 in die Endlage 12 durchläuft der Anlenkpunkt der Elektrode eine ellipsenähnliche Bahn, deren mit 0" bis 12" be-· zeichnete Bahnpunkte den entsprechenden Punkten auf der Kurbelbahn zugeordnet sind, v/erden die einzelnen Bauelemente bzw. die Bestandteile, aus denen die Bauelemente zusammengesetzt sind, in gleichen Zeiteinheiten xxm gleiche Wegstrecken vorgeschoben, so legen sie, während die Kurbel die Punkte 0 bis 6 durchläuft, die 7/eg strecke O¹ bis 6¹ zurück. Die Elektroden bleiben dabei zunächst auf den Bahnast 0" bis 3" um die schraffiert angedeutete 7/egstrecke hinter dem Schweißgut zurück, eilen dann bei 4" und 5" vor und haben schließlich bei 6" wieder die gleiche v/egstrecke wie das Schweißgut zurückgelegt.

Da die Elektroden so konstruiert sind, daß sie sich gegenüber dem Elektrodenträger, also dem Pleuel 10, 10', verdrehen können, werden die erläuterten Wegunterschiede ohne Gleiten durch eine Abwälzbewegung.der Elektroden an den Längsstäben ausgeglichen. Auch bei Verwendung von Elektrodenträgern nach Fig. 1 herrschen ähnliche Bewegungsverhältnisse, da der Geschwindigkeitsvektor an

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jener Stelle, an welcher die Tangente an die Kreisscheibe parallel zur Vorschubrichtung des Schweißgutes verläuft, gleich-, falls parallel zum Vektor der Vorschubgeschwindigkeit der Bauelemente ist.

Es sei nur erwähnt, daß anstelle der Lenker 11, 11' auch andere Führungen der Enden 15, 15* der Pleuel verwendet werden könnten, beispielsweise Geradführungen in Schlitzen, Geradführungen durch zwei gleich lange Hebel od,dgl«

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Claims

Patentansprüche :

Λ »j Verfahren zum Herstellen von aus zwei parallelen Längsstäben und sprossenartig zwischenge schv/e ißten Querverbindern bestehenden Bauelementen aus stahl, bei dem die Längsstäbe der . .Schweißmaschine konvergierend zugeführt und die Querverbinder in den Zwischenraum zwischen den-Längsstäben eingeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsstäbe und die Querverbinder kontinuierlich vorgeschoben werden, daß zur Durchführung der Schweißung nach der Serienpunktmethode zwei von Je einem Steuermechanismus in geschlossenen Bahnkurven bewegte Elektroden von außen her derart gegen die Längsstäbe gedrückt werden, daß der jeweils zwischen den Längsstäben liegende Querverbinder in der für die Schweißung richtigen Relativlage zwischen diesen festgeklemmt wird, und daß im Verlauf der Weiterbewegung der Längsstäbe und des zwischen ihnen festgeklemmten Querverbinders mittels der mitbewegten Elektroden die Schweißung durchgeführt wird,

2* Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die

beiden mit den Längsstäben"mitbewegten Elektroden längs der Mitbewegungsstrecke an den Längsstäben abgewälzt werden, wobei die Abwälzstrecke der Elektroden die durch den Querverbinder verlaufende Schweißstrecke überdeckt,

3, Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1

oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß beiderseits der Vorschubwege für die Längsstäbe auf in sich geschlossenen, streckenweise nahe den Vorschubwegen de'r Längsstäbe verlaufenden Bahnen bewegliche Elektroden sowie mit der Vorschubbewegung der Querverbinder synchronisierte Steuermechanismen zum Andrücken der Elektroden an die Längsstäbe unter pestklemmung der Querverbinder vorgesehen sind,

4-, Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß

der Steuermechanismus der Elektroden aus einer in gleichförmige Rotation versetzbaren Kreisscheibe (3_t 3') besteht, die eine Anzahl radialer Schlitze (4) aufweist, und daß in jedem der

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Schlitze eine relativ zur Kreisscheibe verdrehbare und in Richtung des Radialschlitzes verschiebliche Slektrodenrolle (5) vorgesehen ist, die durch eine gegen die Peripherie der Kreisscheibe wirkende Feder (6) belastet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß zwei Elektrodenrollen vorgesehen sind, deren Lagerteile mit

einem der Rollenachse eine elliptische oder zumindest annähernd elliptische Bahn aufzwingenden Getriebe verbunden sind, wobei die Hauptachse der elliptischen Bahn annähernd parallel zum zugeordneten Längsstabzuführungsweg verläuft.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe eine kreisende Bewegungen ausführende Kurbel

(9, 9') und einen hin- und herschwingende Bewegungen ausführenden Lenker (11, 11·) umfaßt, deren freie Enden (8,'8¹ , 15» 1_5') durch ein Pleuel (10, 10') verbunden sind, wobei dieses Pleuel die Lagerung (14, 14') der Elektrodenrolle (?, 7¹) trägt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe eine kreisende Bewegungen ausführende Kurbel

(9, 9') und einen hin- und herschwingende. Bewegungen ausführenden Lenker (11, 11') umfaßt, deren freie Enden (8, 8«, 15, 15')' durch ein Pleuel (10, 10') verbunden sind, wobei dieses Pleuel die Lagerung für eine pendelnd gelagerte, durch Federn (17, 17') in ihrer Ruhelage gehaltene Elektrode (16, 16·) trägt, deren Kontaktflächen bombiert sind.

Der Patentanwalt

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