DE2410726C3 - Elektrische Widerstandsschweißmaschine - Google Patents

Description

Fig. 11 eine perspektivische Ansicht eines Teils einer Vorrichtung zum Bewegen der zweiten Elektrode gegen den Abschlußstab, um diesen in Schweißkontakt mit den Enden eines Längsglieden des betreffenden Metallgitters zu bringen.

Das in Fig. 1 dargestellte Metallgitter 20 enthält eine Vielzahl von Längsgliedern 21 und dazwischen liegenden Quergliedern 22, welche bei der Herstellung des Gitters 20 in bekannter Weise durch Widerstandsschweißung miteinander verbunden werden.

Im Bereich der freien Enden des Metallgitters 20 ist ein Abschlußstab 24 mit konstantem Querschnitt quer dazu angeordnet, der mit zwei in einem Abstand voneinander angeordneten Schweißraupen 25 versehen ist. Die Schweißraupen 25 sind in Fig. 5 an Hand eines Teilquerschnitts durch den Abschlußstab 24 näher dargestellt. Wie hieraus hervorgeht, weisen die Schweißraupen 25 rampenförmige Seitenflächen mit einem Neigungswinkel von beispielsweise 54° auf, wobei die zu kontaktierende Kante 26 gekrümmt ist. Dieser Querschnitt gestattet die fortschreitende Erwärmung der Schweißraupe 25 während des Verschweißens, was die Erzielung eines ausreichenden Wärmegleichgewichts und damit einer zufriedenstellenden Schweißung unterstützt.

In den Fig. 6 und 7 ist eine Querschnittsform eines Abschlußstabs 28 dargestellt, welche beim Schweißen von Aluminiumgittern verwendet werden kann. Der Absch!ußstab 28 gemäß Fig. 7 weist wiederum Schweißraupen 29 auf, welche sich längs einer Oberfläche des Abschlußstabs 28 erstrecken und rampenförmige Seitenflächen aufweisen, die sich von dem Grundkörper des Abschlußstabs 28 weg erstrecken. Im Gegensatz zu dem in Fig. 5 dargestellten Abschlußstab 24 weisen die Schweißraupen 29 gemäß Fig. 7 ebene Kontaktflächen 30 auf. Es ist zwar in vielen Fällen nicht notwendig, die Oxidschicht von den Kontaktflächen 30 der Schweißraupe 29 zu entfernen, doch kann in Fällen, wo eine derartige Entfernung erforderlich ist, durch die ebene Ausbildung der Kontaktflächen die darauf befindliche Oxidschicht schnell und leicht entfernt werden. Wie in Fig. 6 dargestellt ist, trifft man bei gewissen Ausführungsformen von gestrecktem Aluminium einen breiten Bereich von Schweißbedingungen an, wobei die Längsglieder 31 des Aluminiumgitters 32 in der dargestellten Weise hinsichtlich ihrer Querschnittsdicke variieren.

Aus den F*g. 2, 3 und 4 ist zu erkennen, daß das Metallgitter 20 auf der Tragvorrichtung 35 eines Fundaments 36 liegt. Konstruktive Einzelheiten hiervon sind in den Fig. 9 und 10 ersichtlich. Zum Festklemmen des Metallgitters 20 auf der Tragvorrichtung 35 sind eine Reihe von Klemmvorrichtungen 38 vorgesehen, welche von einem Druckzylinder 39 angetrieben werden.

Zum Verschweißen des Abschlußstabs 24 mit den einen Enden der Längsglieder 21 des Metallgitters 20 ist eine erste Schweißelektrode 40 vorgesehen, welche zwei Klötze 41 und 42 aus einer Kupferlegierung (vergleiche insbesondere Fig. 9) aufweist. Die Klötze 41 und 42 sind, wie aus Fig. 9 hervorgeht, über Führungseinrichtungen 45 bzw. 46 mit Preßzylindern 43 bzw. 44 verbunden. Die Preßzylinder 43, 44 und die Führungseinrichtungen 45, 46 sind auf einem Schlitten 48 befestigt, welcher seinerseits auf Rollen gelagert ist, um dem Schlitten 48 die Beweglichkeit eines Fahrzeugs zu verleihen. Per Schlitten 48 trägt ferner einen Schweißtransformator 49. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel besteht der Schweißtransfprmator 49 aus einem Drehstromtransformator, wobei der transformierte Strom mit Hilfe von Dioden 50 gleichgerichtet wird. Die Dioden 50 sind mit den ■ Ausgängen des Schweißtransformators 49 verbunden, die nachstehend als »Sekundäranschlüsse« 51 des Schweißtransformators 49 bezeichnet werden sollen. Ein Leiter 54 verbindet die erste Schweißelektrode 40 mit einem der Sekundäranschlüsse 51. Der Leiter

i" 54 enthält zwei gleiche Verbindungsieitungen 55 aus lamellierten Kupfer-Zwischenlagen, die sich oberhalb bzw. unterhalb einer horizontalen Mittelebene des Abschlußstabs 24 erstrecken und bei gleichem ohmschen Widerstand symmetrisch bezüglich dieser Mit-

i> telebene angeordnet sind.

Die zweite Schweißelektrode 57 wird, wie aus Fig. 3 hervorgeht, gegen den Abschlußstab 24 bewegt, um diesen in engen Schweißkontakt mit dem zu verschweißenden Ende desjenigen Längsgliedes 21

-'<> zu bringen, welches mit der ersten Schweißelektrode 40 kontaktiert ist. Die zweite Schweißelektrode 57 ist über einen zweiten Leiter 58 (welcher die Verbindungsleitung bildet) mit dem anderen Sekundäranschluß 51 des Schweißtransformators 49 verbunden.

2^r> Der Leiter 58 befindet sich innerhalb der horizontalen Mittelebene, welche mit der horizontalen Mittelebene des Abschlußstabs 24 zusammenfällt, wobei die Verbindungsleitung des Leiters 58 zusammen mit den Verbindungsleitungen 54 und 55 zwei Sekundär-

)(> schleifen mit gleicher Impedanz, d. h. mit gleicher Reaktanz und gleichem ohmschen Widerstand bildet. Obschon sich das hier beschriebene Ausführungsbeispiel der Erfindung auf eine Widerstandsschweißung mit Gleichstrom bezieht, ist aus dem Vorstehenden

r> ersichtlich, daß die Erfindung in gleicher Weise auf eine Widerstandsschweißung mit Wechselstrom angewandt werden kann.

Um den erforderlichen Schweißdruck aufzubringen, verbietet es der Schweißtransformator 49, daß

4(i in üblicher Weise ein mit einer Schweißelektrode fluchtend angeordneter Zylinder vorgesehen wird. In Fig. 11 ist eine Anordnung dargbestellt, bei der ein hydraulisch betätigter Druckzylinder 60 mit einem Luftbalg 61 verbunden ist. Der Luftbalg 61 besitzt

4> eine geringe Trägheit und ist seinerseits über eine Stoßstange 62 mit einer ersten abgewinkelten Kurbel 63 gekoppelt, die an einem mit dem Schlitten 48 befestigten Auflager angelenkt ist. Ein Zwischenglied 65 koppelt die Kurbel 63 mit dem Tragarm 66 eines Win-

>o kelhebels, der um einen, ebenfalls am Schlitten 48 befestigten, vertikalen Zapfen 67 drehbar gelagert ist. Der Tragarm 66 dieses Winkelhebels trägt die zweite Schweißelektrode 57. Der Schweißdruck wird mit Hilfe eines Druckfühlers 69 ermittelt und über Lei-

j5 tungen 70 in Form eines elektrischen Signals einer Steuerungseinrichtung zugeführt, welche die Schweißfolge bestimmt.

Die Schweißfolge ist bekannt und verläuft bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in folgenden

bo Schritten;

a) Anpressen;

b) Vorwärmen;

c) ansteigende Schweißwärme;

d) abfallende Nachwärme;
b5 e) Abschrecken;

f) Tempern (Erwärmen);

g) Festhalten.

Nach erfolgter Schweißung werden die Schweiß-

elektroden entfernt und der Schlitten 48, welcher ja fahrbar ist, wird mit Hilfe eines hydraulischen Motors und einer nicht dargestellten Antriebseinrichtung an den nächstfolgenden Schweißort verschoben. Nach zwei durchgeführten Schweißungen biegt sich, wie aus Fig. 4 hervorgeht, der Abschlußstab 24 nach außen, doch erfolgt bei jeder weiteren Schweißung eine fortschreitende Begradigung des Abschlußstabes 24, wobei eine weitere Verbiegung stattfindet. Die Begradigung des Abschlußstabes 24 wird durch die gelenkige Befestigung der zweiten Schweißelektrode 57 begünstigt.

Aus den Fig. 8 und 10 ist ersichtlich, daß die Tragvorrichtung 35 mit einer Reihe von Rollen 73 versehen ist, um die Beschickung der Schweißvorrichtung mit Metallgittern 20 zu erleichtern. Die Vorwärtsbewegung der Metallgitter 20 wird mit Hilfe von Anschlägen 74 zum Stillstand gebracht, welche längs der Längskante der Schweißmaschine angeordnet sind, wobei jeder Anschlag 74 eine nach oben stehende Lippe 75 aufweist und an seinem entgegengesetzten, inneren Ende 76 an der Tragvorrichtung 35 angelenkt ist. Das Anheben und Absenken der Anschläge 74 erfolgt mit Hilfe von Druckzylindern 77. An der Tragvorrichtung 35 sind ferner Abstandsfühler 78 befestigt, welche eine Verschiebung des als Fahrzeug ausgebildeten Schlittens 48 verhindern, wenn die zugeordneten Anschläge 74 nicht eingezogen sind.

Das Ende des Abschlußstabes 24 wird mit Hilfe einer Tragstange 80 positioniert, welche in ähnlicher Weise wie die Anschläge 74 einziehbar ist, jedoch mit einem, unter einer Federvorspannung stehenden Klotz 81 versehen ist, der eine gewisse axiale Bewegung des Abschlußstabes 24 gestattet.

Wie insbesondere aus Fig. 10 hervorgeht, ist der Abschlußstab 24 an seinem anderen Ende zwischen Rollen 83 und 84 angeordnet, wobei eine einzige Druckrolle 83 einen nach unten gerichteten Druck mittels eines Druckzylinders 85 gegen die Seitenflächen der beiden Rollen 84 ausübt, die vertikale Drehachsen besitzen. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß einerseits der Abschlußstab 24 fest in der gewünschten Lage gehalten wird und andererseits eine

seitliche Bewegung um einen kleinen, zur Durchführung der Schweißung erforderlichen Betrag ermöglicht ist.

Die Anschläge 74, die Tragstange 80 und die Rollen 83 und 84 bilden ein Tragorgan 79 für den Abschlußstab 24.

Eine genaue Positionierung der Schweißelektroden 40 und 57 bezüglich der aufeinanderfolgenden Längsglieder 21 wird mit Hilfe von nicht dargestellten Abstandsfühlern erzielt. Die Schweißmaschine ist ferner mit einer Einrichtung zur Begrenzung der Rückwärtsbewegung des Schlittens 48 versehen, so daß eine unnötige Bewegung jenseits der Kante einer schmalen Gittermatte vermieden ist. Eine derartige Einrichtung ist mit den Anschlägen 74 auf elektrischem Wege gekoppelt, so daß diese nicht unnötig gehoben werden. Eine derartige Anordnung ist hier nicht dargestellt.

Fig. 8 zeigt ferner Schienen 88, auf welchen der Schlitten 48 bei seiner Bewegung längs den Enden des Gitters geführt wird.

Die Länge des Abschlußstabes 24 überschreitet die Breite des Gitters 20, an welches der Abschlußstab 24 angeschweißt wird. Wie ohne weiteres erkennbar ist, kann jederzeit nach Durchführung der ersten zwei Schweißungen die Tragstange 80 zurückgezogen werden, doch erfolgt dies erst dann, wenn die meisten Schweißungen durchgeführt sind und der Schlitten 48 ein Luftventil an der Tragvorrichtung 35 betätigt. Nach Fertigstellung sämtlicher Schweißungen werden die überstehenden Enden des Abschlußstabes 24 in bekannter Weise abgeschnitten.

Aus dem Vorstehenden ist ohne weiteres ersichtlich, daß die Schweißbedingungen für beide Schweißraupen 25 des Abschlußstabes 24 identisch sind, daß der Vorteil einer schnellen Aufeinanderfolge sowie eines Wärmegleichgewichts erzielt werden kann, daß die Verformung des Abschlußstabes 24 während des Schweißens korrigiert wird, und daß durch Verwendung von üblichen, elektrischen Koppelschaltungen die Schweißmaschine automatisiert werden kann, wodurch ein Schweißen bei verhältnismäßig hoher Geschwindigkeit und damit ein Einsatz bei der Fließbandproduktion ermöglicht ist.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Elektrische Widerstandsschweißmaschine mit einer auf einem Fundament angeordneten Tragvorrichtung für ein erstes zu verschweißendes Teil, wenigstens einer mit der Tragvorrichtung zusammenwirkenden Klemmvorrichtung zum Festklemmen dieses Teils, einem parallel zu einer Kante der Tragvorrichtung verschiebbaren Schlitten, einem auf dem Schlitten befestigten Schweißtransformator, einer ersten Schweißelektrode, einer rechtwinkelig zu dieser beweglichen zweiten Schweißelektrode, einer Einrichtung zum schrittweisen Bewegen des Schlittens von Schweißstelle zu Schweißstelle, dadurch gekennzeichnet, daß das durch die Klemmvorrichtung (38) festklemmbare erste Teil als Gitter (20) ausgeführt ist, daß für das als an das Gitter (20) anzuschweißender Abschlußstab (24) ausgebildete zweite Teil ein Tragorgan (79) vorgesehen, ist, das das in Einschieberichtung vordere Ende des Abschlußstabes 624) aufnimmt und den Abschlußstab (24) in Schweißposition bringt, daß die erste Schweißelektrode (40) aus zwei Klötzen (41, 42) besteht, die von beiden Seiten der Gitterebene her an die zu verschweißenden Enden der Längsglieder (21) des Gitters (20) andrückbar sind, und daß die zweite Schweißelektrode (57) an den Abschlußstab (24) andrückbar ist.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Klötze (41, 42) mit einem der beiden Sekundäranschlüsse (51) des Schweißtransformators (49) über zwei bewegliche, bezüglich der horizontalen Mittelebene des Abschlußstabes (24) symmetrisch angeordnete Verbindungsleitungen (55) von gleicher Länge und gleichem ohmschen Widerstand verbunden sind.

3. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der die zweite Schweißelektrode (57) mit dem anderen Sekundäranschluß (51) verbindende Leiter (58) so angeordnet ist, daß er mit den Verbindungsleitungen (55) zwei Sekundärschleifen mit gleicher Impedanz bildet.

4. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schweißelektrode (57) durch einen bezüglich ihrer Andrückrichtung seitlich angeordneten Druckzylinder (60) über Verbindungsglieder (62, 63, 65, 66) andrückbar ist, von denen zwei (63, 66) am Schlitten angelenkt sind.

5. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Druckzylinder (60) und den Verbindungsgliedern (62,63,65,66) ein Luftbalg (61) angeordnet ist.

6. Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Druckfühler (69) am Druckzylinder (60) vorgesehen ist, der den Schweißtransformator (49) einschaltet.

7. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis S, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Anschlägen (74) zur Begrenzung der Lage des Gitters (20) derart angeordnet ist, daß die zu verschweißenden Enden der Längsglieder (21) des Gitters (20) vor ihrer Festklemmung an den Anschlägen (74) anschlagbar sind.

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Widerstandsschweißmaschine der im Oberbegriff des Anspruchs 1 näher bezeichneten Art. Eine derartige Maschine ist aus der US-PS 2466668 bekannt.

Beim Verschweißen einer quer angeordneten Anschlußstange mit den Enden der Längsglieder eines Metallgitters ist es allgemein bekannt, sämtliche Schweißverbindungen zwischen der Abschlußstange und den Längsgliedern des Metallgitters gleichzeitig herzustellen. Jedoch ist dieses Verfahren verhältnismäßig aufwendig, da bei einer größeren Anzab¹ von durchzuführenden Verschweißungen, wie es hier der Fall ist, ein hoher Leistungsverbrauch auftritt. Ferner ist zur Durchführung eines derartigen Verfahrens ein verhältnismäßig großer gerätetechnischer Aufwand erforderlich. Beim Verschweißen von Turbinenschaufeln mit dem Mantelring einer Turbine ist es bekannt (US-PS 1311789), die Turbinenschaufel jeweils zwischen zwei Backen einer ersten Schweißelektrode zu klemmen und eine zu dieser senkrecht angeordnete zweite Schweißelektrode auf den Mantelring aufzusetzen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Maschine der eingangs genannten Art so auszubilden, daß sie bei einem verringerten Leistungsverbrauch sowie einem verringerten gerätetechnischen Aufwand eine Verschweißung der Längsglieder eines Metallgitters mit einer quer angeordneten Abschiußstange ermöglicht.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Schweißmaschine nach Patentanspruch 1 sind in den Patentansprüchen 2 bis 7 gekennzeichnet.

Die Erfindung wird an Hand eines in dei Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht auf ein Metallgitter und einen in die Schweißstellung gebrachten Abschlußstab, welcher an den ebenfalls dargestellten Schweißstellen mit dem Metallgitter verschweißt werden soll,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Maschine zur Veranschaulichung der Halterung des Gitters und der Lage der Schweißelektroden vor Beginn der Schweißung,

Fig. 3 einen Längsschnitt ähnlich wie in Fig. 2, jedoch nach Beginn der Schweißung,

Fig. 4 eine Draufsicht auf die in Fig. 3 dargestellten Teile in einer Stellung, in der zwei Schweißungen erfolgt sind,

Fig. 5 einen vergrößerten Schnitt durch eine Schweißraupe des Abschlußstabs,

Fig. 6 einen Schnitt durch ein Aluminiumgitter, welches gegenüber dem in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Gitter eine veränderte Struktur aufweist,

Fig. 7 einen Schnitt durch einen Abschlußstab aus Aluminium, welcher zum Verschweißen mit den Enden der Längsglieder des in Fig. 6 dargestellten Gitters vorgesehen ist,

Fig. 8 eine Draufsicht auf die Schweißmaschine,

Fig. 9 einen teilweisen Schnitt durch den Schweißkopf der Maschine gemäß Fig. 8,

Fig. 10 eine perspektivische Ansicht eines Teils einer Vorrichtung zum Positionieren der zu verschweißenden Enden der Längsglieder des betreffenden Metallgitters sowie zum Positionieren des Abschlußstabs, und