DE2636451B2 - Steuereinrichtung für die Gratabnahme bei einer Stumpfschweißmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuereinrichtung für die Gratabnahme bei einer Widerstandsstumpfschweißmaschine mit zwei Spannzangenpaaren und jeweils vertikal angeordneten, zum Einspannen der zu verschweißenden Teile in den Spannbacken kolbenstangenseitig beaufschlagbaren Hydraulikzylindern für jedes Spannzangenpaar,/ mit Stauchzylindern und mit Messern zur Gratabnahme, die an einem Spannzangenpaar zu gemeinsamer Bewegung mit demselben angebracht sind, ferner mit einem hydraulischen Speisesystem, enthaltend eine Druck- und eine Abflußleitung, welche an die Arbeitsräume eines Hydraulik-Umsteuerschiebers angeschlossen sind, der die Einspannung bzw. Freigabe der beiden zu verschweißenden Teile zugleich steuert.

Eine Widerstandsstumpfschweißmaschine dieser Art ist der nachveröffentlichten DE-PS 25 23 624 zu entnehmen. Einzelheiten der Steuereinrichtung sind dort nicht beschrieben.

Bekannt ist eine Einrichtung zur Steuerung der Arbeit einer Schienenschweißmaschine, die ohne Entgratvorrichtung aus Hydraulikzylindern zum Einspannen von zwei zu schweißenden Schienen in den Spannbacken der Schweißmaschine, die auf beweglichen vertikalen Maschinensäulen angeordnet sind, einem Hydraulik-Verschiebungsantrieb, einem hydraulischen Speisesystem und einer Steuerschaltung besteht (»Ausrüstungen zum Widerstandsschweißen von Schienen und der Betrieb derselben«, herausgegeben von Kautschuk-Jazenko S. I, Kiew 1974, S. 52).

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Steuereinrichtung bei einer Stumpfschweißmaschine der o. g. Art, bei der der Einspannzylinder so angeordnet ist, daß zum Einspannen der kolbenseitige Zylinderraum beaufschlagt wird, so weiter zu bilden, daß das Einschalten eines der Hydraulik-Zylinder zum Einspannen eines zu schweißenden Einzelteils in der Widerstandsstumpfsschweißmaschine so verändert wird, daß nach Beendigung des Stauchens ein Lösen der Spannzangen erzielt werden kann, derart, daß die Messer zur Gratabnahme in der Stellung verbleiben, die einen minimalen Grat nach der Durchführung der Operation des Gratabschneidens gewährleistet, während das zweite Einzelteil eingespannt bleibt

Dies wird bei einer Einrichtung der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß sie einen zusätzlichen Hydraulik-Umschaltschieber aufweist, der in der Leitung zwischen dem Hydraulik-Umsteuerschieber und dem oberen kolbenstangenseitigen Zylinderraum des Hydraulik-Einspannzylinders angeordnet ist, der mit einem Spannzangenpaar mit darin befestigten Messern verbunden und derart

}0 ausgebildet und gesteuert ist, daß er in seiner Stellung nach dem Stauchen den kolbenstangenseitigen Zylinderraum des Einspannzylinders mit der Abflußleitung verbindet und damit den Aufbau eines gleichen Druckes im oberen kolbenstangenseitigen Zylinderraum und im unteren deckelseitigen Zylinderraum des Hydraulik-Einspannzylinders bewirkt, und zumindest ein Steuermagnet vorgesehen ist, der den zusätzlichen Hydraulik-Umschaltschieber betätigt und an einem elektrischen Block zur Steuerung nach einem vorgegebenen Programm angeschlossen ist.

Diese technische Lösung erlaubt es, gleiche Bedingungen in den beiden Zylinderräumen des Hydraulik-Einspannzylinders zu schaffen und die automatische Wegnahme der Einspannkraft vom geschweißten Einzelteil dank einer bestimmten Differenz der wirksamen Kolbenflächen in dem kolbenstangen- und dem deckelseitigen Zylinderraum zu erzielen. Auf diese Weise kann die Operation der Gratabnahme mit einer minimalen Bearbeitungszugabe ohne erhebliches Auseinanderführen der Spannzangen durchgeführt werden. Weiterhin ist die erfindungsgemäße Lösung dadurch optimal, daß sie ohne wesentliche Änderungen des Hydrauliksystems der Schweißmaschine den Druckausgleich in den beiden Zylinderräumen des Hydraulik-Einspannzylinders erzielen läßt und die Zeitsynchronisierung der Auslösung des zusätzlichen und des Folgeschiebers gewährleistet. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird als Block zur Programmsteuerung der Elektromagnete ein Zeitkommandogerät verwendet.

Dies gestattet es, ein standardisiertes elektrisches Kommandogerät mit mehreren Ausgängen zur Ausgabe von Befehlen zur Auslösung der Elektromagnete nach vorgegebenem Programm zu verwenden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert, in den Zeichnungen zeigt
F i g. 1 Blockschema der Steuereinrichtung für die

Gratabnahme durch die Stumpfschweißmaschine in der Stellung nach dem Stauchen unmittelbar vor der Ausgabe des Befehls zur Verschiebung der Messer zum Gratabschneiden;

F i g. 2 Prinzipschema in der Einrichtung /on F i g. 1.

Die Zangen-Schweißmaschine (in den Zeichnungen nicht abgebildet) besteht aus zw?i geschweißten Gehäusen, die miteinander durch eine gemeinsame Achse und zwei Kolbenstangen von Hydraulik-Stauchzylindern verbunden sind.

Jedes der Gehäuse besteht aus einem Paar Spannzangen, die auf der erwähnten Achse angeordnet sind. Die oberen Teile der Spannzangen eines jeden der Gehäuse sind über Laschen mit einer Traverse gelenkig verbunden, die an der Kolbenstange eines entsprechenden Hydraulik-Einspannzylinders befestigt ist, welcher mit Hilfe einer öse auf der vertikalen Achse angeordnet ist Im unteren Teil der Spannzangen sind Spannbacken befestigt und an einem der Spannzangenpaare Messer zum Abschneiden vom Grat angebracht

Wenn die Kolbenstange des Hydraulik-Einspannzylinders abwärts geht verschieben sich die erwähnten Laschen unter Einwirkung der Traverse in solcher Weise, daß sie eine nahezu horizontale Lage einnehmen. Hierbei werden die oberen Teile der Spannzangen seitwärts auseinander-, während die unteren Teile mit den Spannbacken 25 zusammengeführt werden.

Die Messer zum Gratabschneiden bestehen .us drei Schneiden: einer oberen und zwei seitlichen. Die Schneiden dieser Messer sind derart ausgeführt, daß sie das Querschnittsprofil der Schiene bilden. Die obere Schneide trennt den Grat vom oberen Teil des Schienenstegs ab, und die zwei seitlichen Schneiden trennen den Grat vom unteren Teil des Schienenkopfes, Schneckenrad 4 ist mit einem Paar Schraube — Mutter (5, 6) starr verbunden. Die Schraube 6 ist durch eine Feder 7 abgefedert und ragt in eine Bohrung hinein, die in der Kolbenstange 8 eines Folgeschiebers ausgeführt ist Das Gehäuse 9 des Folgeschiebers 31 steht über Leitungen 10, 11 mit einer Druckleitung 12 sowie mit einer Abflußleitung 13 in Verbindung. Außerdem ist das Gehäuse 9 des Folgeschiebers über Rohre 14, 15 mit Gehäusen 16 der beiden Stauchzylinder (in F i g. 1 ist nur

einer der Stauchzylinder angedeutet, der mit 33 bezeichnet ist) starr verbunden.

Die Gehäuse 16 der Stauchzylinder sind mit einem Paar Spannzangen, die auf der drehbaren beweglichen Säule 36 angebracht sind, verbunden, an denen Messer zum Gratabschneiden befestigt sind, während die Kolbenstangen 17 der Stauchzylinder mit einem anderen Spannzangenpaar (einer unbeweglichen Säule) verbunden sind. Auf der Kolbenstange 13 des Folgeschiebers 31 ist eine Feder 18 angebracht, die die

Überführung des Folgeantriebs in die neutrale Lage sowie eine zuverlässige Arbeit desselben gewährleistet.

Am Gehäuse 9 des Folgeschiebers 31 ist die Wicklung

19 eines Steuermagneten befestigt dessen Anker 20 mit der Kolbenstange 8 des Folgeschiebers starr verbunden ist.

Beim Abschmelzen arbeitet der Antrieb im Folgebetrieb. Die Drehbewegung wird vom Motor 1 über die Schnecke 3, das Schneckenrad 4, die Mutter 5, die Schraube 6 und die Feder 7 in fortschreitende Bewegung der Kolbenstange 8 umgeformt. Verschiebt sich die Kolbenstange 8 von rechts nach links, so wird die Rohrleitung 15 mit der Druckleitung 12, die Rohrleitung 14 jedoch mit der Abflußleitung 13 verbunden. In der Folge verschiebt sich das Gehäuse 16

Schienensteges und Schienenfußes ab. Beim Einspannen 35 des Stauchzylinders gleichfalls von rechts nach links, der

der Schiene in den Spannbacken der Schweißmaschine umfassen die Schneiden die Schienen an ihrem ganzen

Umfang. Hierbei verbleibt zwischen den Schneiden und der Schiene ein geringer Spalt, der zur Vermeidung des

Festklemmens der Schiene erforderlich und durch Toleranzen für die Schienenmaße bei der Herstellung

bedingt ist.

Die Wegnahme der Einspannkraft von einem Einzelteil kann erreicht werden, wenn der kolbenstangenseitige und der deckelseitige Zylinderraum des entsprechenden Zylinders miteinander verbunden werden. In diesem Fall stellt sich in den beiden Zylinderräumen ein gleicher Druck ein, und dank der Differenz der wirksamen Kolbenflächen verschiebt sich der Kolben zusammen mit der Kolbenstange nach oben, wodurch das Auseinanderführen der entsprechenden Spannzangen gewährleistet wird. Die beiden Einspannzylinderräume können zugleich an die Abfluß- bzw. an die Druckleitung angeschlossen werden. Im ersteren Fall wird der Druck in den erwähnten Zylinderräumen unbedeutend sein, und der Kolben mit der Kolbenstange des Einspannzylinders verschiebt sich um einen geringen Betrag, wodurch die erforderliche Wegnahme der Einspannkraft aTi entsprechenden Einzelteil ohne merkliches Lösen de^r Spannzangen sichergestellt wird. Hierbei werden die Messer zum Gratabschneiden eine Stellung einnehmen- die einen minimalen nach dem Abschneiden zurückbleibenden Grat gewährleistet.

Die Einrichtung einhält einen Gleichstrommotor 1 (F i g. 2) mit regelbarer Drehzahl, auf dessen Abtriebswelle 2 eine Schnecke 3 angebracht ist, die mit einem Schneckenrad 4 in Eingriff steht. Der Elektromotor 1 ist an der unbeweglichen Maschinensäule befestigt. Das

Bewegung der Kolbenstange 8 folgend.

Beim Abschneiden des Grates werden Kontakte fl des elektrischen Steuerblocks 35 geschlossen, die Wicklung 19 des Steuermagneten 34 wird gespeist, und dessen Anker 20 wird angezogen. Hierbei verschiebt sich die Kolbenstange 8 von rechts nach links. Der Kolbenstange 8 folgt auch das Gehäuse 16 der Stauchzylinder 33. Jedoch findet in diesem Fall kein Folgen statt, weil der Anker 20 stets an die Wicklung 19 angezogen bleibt und die anfängliche Abweichung bleibt die ganze Zeit bestehen. Die Feder 7 dient zum Ausgleich des Hubes der Kolbenstange 8 ohne Folgen beim Abschneiden des Grates, wodurch ein Bruch der mechanischen Übertragungselemente (3, 4, 5, 6) verhindert wird.

In F i g. 1 ist ein Blockschema einer erfindungsgemäßen Einrichtung dargestellt. Das Schema enthält einen Einspannzylinder 21, der einen kolbenstangenseitigen Zylinderraum 22 und einen deckelseitigen Zylinderraum 23 besitzt, mit Spannbacken 24 verbunden und an der Säule 36 der Schweißmaschine angebracht ist, wo auch Messer 25 zum Gratabschneiden befestigt sind. Den Zylinder 21 schaltet ein Hydraulikschieber 26 mit Hilfe von Steuermagneten 27 um. Außerdem sind ein Umsteuerschieber 28, eine Druckleitung 29, eine Abflußleitung 30, ein Hydraulik-Folgeschieber 31, ein Folgeantrieb 32 (mit den Teilen 1 bis 6 in F i g. 2), ein Hydraulikantrieb 33, ein Elektromagnet 34, Gratschneider, wie oben im Zusammenhang mit F i g. 2 beschrieben und eine elektrische Schaltung 35, die Kontakte fl (F i g. 2) enthält, zur Steuerung der Arbeit nach vorgegebenem Programm vorhanden.

Der Hydraulik-Folgeschieber 31 besteht aus einer

Stange 8, dem Gehäuse 9 und den Federn 7 und 18 (Fig. 2). Der Folgeantrieb 32 enthält einen Gleichstrommotor 1, 2 und die Getriebeelemente 3 bis 6 (Fig. 2).

Der Hydraulikantrieb 33 besteht aus dem Gehäuse 16 des Stauchzylinders und der Stange 17. Der Elektromagnet 34 enthält die Spule 19 und den Anker 20 (Fig.2). Die elektrische Steuerschaltung 35 enthält ein Zeitprogrammrelais (auf den Figuren gezeigt) mit der Mehrzahl der Ausgangskontakte einschließlich der KontakteP₁ (Fig. 2).

Die beschriebene Einrichtung weist folgende Besonderheiten in ihrer Wirkungsweise auf. Nach dem Stauchen wird nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitspanne von der Steuerschaltung 35 ein Befehl an den Elektromagneten 27 gegeben, der Elektromagnet wird ausgelöst und schaltet den Schieber 26 in eine Stellung um, bei der der kolbenstangenseitige Zylinderraum 22 des Einspannzylinders 21 von der Druckleitung 29 auf die Abflußleitung 30 umgeschaltet wird. Hierbei stellt sich in den beiden Zylinderräumen 22 und 23 des Einspannzylinders 21 ein gleicher Druck in der Größenordnung von mehreren Atmosphären ein, welcher in der Abflußleitung besteht. Dank der Differenz der Flächen des oberen und des unteren Teils des Kolbens des Einspannzylinders 21 tritt eine resultierende Kraft auf, die nach oben gerichtet ist und ein unbeträchtliches Lösen der Spannbacken 24 an der beweglichen Säule 36 mit den Messern 25 hervorruft. Das Lösen der Spannbacken wird ferner durch die Kraft der elastischen Verformungen begünstigt, die in Maschinenteilen beim Einspannen der Schiene in den Spannbacken entstehen. Unter der Einwirkung dieser Kräfte gehen die Spannbacken auseinander, wodurch

ίο ein erforderlicher Spalt bezüglich des Schienensteges erzeugt wird. Danach wird von der Steuerschaltung 35 zum Elektromagneten 34 ein Befehl geschickt, und der Elektromagnet spricht an. Hierbei wirkt er auf die Kolbenstange des Hydraulik-Folgeschiebers 31 ein, der seinerseits auf den Hydraulikantrieb 33 einwirkt, weicher eine schnelle Verschiebung — um die ganze Bewegungslänge der Schweißmaschine — der beweglichen Säule 36 mit den an ihr befestigten Spannbacken 24, den Messern 25, die den Grat sowie das abgesetzte Metall an der Schweißverbindungsstelle abschneiden, sowie mit dem Einspannzylinder 21 bewerkstelligt. Hierbei bleibt die Schiene, die sich im zweiten Spannbackenpaar an der unbeweglichen Maschinensäule befindet, eingespannt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Steuereinrichtung für die Gratabnahme bei einer Widerstandsstumpfschweißmaschine mit zwei Spannzangenpaaren und jeweils vertikal angeordneten, zum Einspannen der zu verschweißenden Teile in den Spannbacken kolbenstangenseitig beaufschlagbaren Hydraulikzylindern für jedes Spannzangenpaar, mit Stauchzylindern und mit Messern zur Gratabnahme, die an einem Spannzangenpaar zu gemeinsamer Bewegung mit demselben angebracht sind, ferner mit einem hydraulischen Speisesystem, enthaltend eine Druck- und eine Abflußleitung, welche an die Arbeitsräume eines Hydrauük-Umsteuerschiebers angeschlossen sind, der die Emspannung bzw. Freigabe der beiden zu verschweißenden Teile zugleich steuert, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen zusätzlichen Hydraulik-Umschaltschieber (2o) aufweist, der in der Leitung zwischen dem Hydraulik-Umsteuerschieber (28) und dem oberen kolbenstangenseitigen Zylinderraum (22) des Hydraulik-Einspannzylinders (21) angeordnet ist, der mit einem Spannzangenpaar mit darin befestigten Messern verbunden und derart ausgebildet und gesteuert ist, daß er in einer Stellung nach dem Stauchen den kolbenstangenseitigen Zylinderraum (22) des Einspannzylinders (21) mit der Abflußleitung (30) verbindet und damit den Aufbau eines gleichen Druckes im oberen kolbenstangenseitigen Zylinderraum (22) und im unteren deckelseitigen Zylinderraum (23) des Hydraulik-Einspannzylinders (21) bewirkt, und zumindest ein Steuermagnet (27) vorgesehen ist, der den zusätzlichen Hydraulik-Umschaltschieber (26) betätigt und an einem elektrischen Block (35) zur Steuerung nach einem vorgegebenen Programm angeschlossen ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Block (35) zur Programmsteuerung der Elektromagnete ein Zeitkommandogerät verwendet wird.