DE2644662C2

DE2644662C2 - Kettenschweißmaschine

Info

Publication number: DE2644662C2
Application number: DE2644662A
Authority: DE
Inventors: Gerhard 7410 Reutlingen Lange
Original assignee: Wafios Maschinenfabrik Wagner Ficker and Schmid
Current assignee: Wafios Maschinenfabrik Wagner Ficker and Schmid
Priority date: 1976-10-02
Filing date: 1976-10-02
Publication date: 1978-08-24
Also published as: FR2366076A1; ES462756A1; DE2644662B1; DD132054A5; JPS5343644A; FR2366076B1; SE7710987L; JPS5750582B2; IT1116936B

Description

polumschaltbar ist Mit einem polumschaltbar Motor und einem üblichen Schneckengetriebe läßt sich die Umdrehungszahl der Steuerwelle nach Ablauf der Schweißzeit auf das Doppelte und theoretisch auf jedes ganzzahlige Vielfache der Umdrehungszahl während der Schweißzeit erhöhen, ohne daß zusätzliche Getriebe und Kupplungen erforderlich sind Dabei ist es vorteilhaft, zwei gleichzeitig betriebene polumschaltbare Elektromotoren als Antrieb der Steuerwelle vorzusehen, weil diese Motoren jeweils nur die Hälfte der benötigten Antriebsleistung abzugeben brauchen und kleinere Motoren besser gekühlt und daher mit einer höheren Schalthäufigkeit betrieben werden können.

Es ist eine Kettenschweißmaschine der eingangs genannten Art aus der DE-PS 9 13 728 bekannt, weiche mit einer Antriebswelle, die ihrerseits von der Motorwelle eines Elektromotors antreibbar und mit der Steuerwelle gekoppelt ist, und mit einer Kupplung versehen ist, nämlich einer Einumdrehungskupplung, deren eine Hälfte mit der Antriebswelle und deren andere Hälfte mit der Steuerwelle gekoppelt ist, Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Kettenschweißmaschine sind, soweit sie dieser Maschinengattung angehören, in den Ansprüchen 4 und 5 bzw. 4 und 6 gekennzeichnet Diese beiden Ausfühningsformen benötigen übereinstimmend mindestens einen gewöhnlichen Elektromotor, ein Gleichsetzung-Zahnradgetriebe (Übersetzungsverhältnis 1 :1) und mindestens eine schaltbare Kupplung, jedoch insgesamt zwei Kupplungen, und unterscheiden sich dadurch voneinander, daß die eine Ausführungsform zusätzlich eine zweite, schaltbare Kupplung und ein Übersetzungs-Zahnradgetriebe aufweist, die andere Ausführungsform stattdessen einen zweiten Elektromotor und eine Überholkupplung mit Freilauf.

Im folgenden ist die Erfindung anhand dreier durch die Zeichnung beispielshaft dargestellter Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Kettenschweißmaschine im einzelnen erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Umdrehungszahl-Drehwinkel-Diagramm für die Steuerwellen aller Ausführungsformen,

F i g. 2 einen Querschnitt durch den Antriebsieil einer bevorzugten ersten Ausführungsform,

Fig.3 eine teilweise aufgebrochen und geschnitten dargestellte Seitenansicht dieses Antriebsteiles der « ersten Ausführungsform,

F i g. 4 und 5 schematische Darstellungen der Antriebsteile für die Steuerwellen einer zweiten bzw. dritten Ausführungsform.

Aus Fig. I ist ersichtlich, daß bei allen Ausführungsformen die Umdrehungszahl π der Steuerwelle nach dem Schweißen, also am Ende der Schweißzeit, durch Beschleunigen der Steuerwelle von einen niedrigeren Wert rt\, der während der Schweißzeit galt, auf einen höheren Wert nj heraufgesetzt wird, der während des Ablaufes der mit dem Schweißen verbundenen mechanischen Vorgänge konstant eingehalten wird, bis das nächste Kettenglied geschweißt werden soll, worauf die Drehung der Steuerwelle verzögert wird, bis die Umdrehungszahl der Steuerwelle vom Wert n? wieder mi auf den Wert n\ gesunken ist, und die neue Schweißzeit beginnt.

Die erste Ausführungsform gemäß F i g. 2 und 3 weist eine Steuerwelle 6 mit drei Sleuerkurven 8,10 und 12 für mechanische Arbeitsgänge der Kettenschweißmaschi- h> nc, ein Schneckengetriebe 14, ein Zugmittelgetriebe 16 und zwei gleiche, polumschaltbar Elektromotoren 18 und 20 auf.

Auf dem hinteren Ende der ständig umlaufenden Steuerwelle (y sitzt ein Schneckenrad 22 des Schneckengetriebes 14, das mit einer Schneckenwelle 24 kämmt.

Die Schneckenwelle 24 trägt eine Antriebsscheibe 26 des Zugmittelgetriebes 16, zu dem außerdem zwei auf Wellen 28 und 30 der Elektromotoren 18 bzw. 20 sitzende Motorscheiben 32 bzw. 34 sowie Antriebsriemen 36 und 38 gehören, welche die gleichsinnige Drehbewegungen der Motorscheiben 32 bzw. 34 auf die gemeinsame Antriebsscheibe 26 übertragen.

Bei den Elektromotoren 18 und 20 handelt es sich um Motoren mit zwei Drehzahlen, die im Verhältnis 1 :2 stehen. Die Wirkungsweise der ersten Ausführungsform ist dementsprechend folgende: Bei der am Ende einer Schweißzeit stattfindenden Umschaltung von vier auf zwei Pole bei jedem Elektromotor verdoppelt sich innerhalb kurzer Zeit die bisherige Drehzahl der Motorwellen 28 und 30, so daß sich dank der konstanten UntersetzuDESverhältnisse des Zugmittelgetriebes 16 und des Schneckengetriebes 14 auch '.la Umdrehungszahl der Steuerweile 6 auf das Dopp;ite erhöhL Umgekehrt wird vor dem Beginn einer neuen Schweißzeit bei jedem Elektromotor von zwei auf vier Pole umgeschaltet, worauf die Elektromotoren 18 und 20 als Generatoren wirken und eine übersynchrone Bremsung ihrer Wellen durchführen, so daß diese am Ende des Bremsvorgangs nur noch mit der halben Drehzahl laufen und auch die Steuerwelle 6 am Anfang der neuen Schweißzeit nur noch dk; Hälfte der bisherigen Umdrehungszahl aufweist.

Die zweite und dritte Ausführungsform gemäß F i g. 4 bzw. 5 stimmen darin überein, daß sie außer einer ständig umlaufenden Steuerwelle 40 bzw. 140 ein Schneckengetriebe 42 bzw. 142 für die Steuerwelle, ein dem Getriebe vorgeschalletes Gleichsetzungs-Zahnradgetriebe 44 bzw. 144, eine gegebenenfalta schaltbare Kupplung 46 bzw. 146, eine weitere Kupplung 48 bzw. 148 und einen gewöhnlichen Elektromotor 50 bzw. 150 aufweisen.

Die zweite Ausführungsform gemäß F i g. 4 weist zusätzlich ein Übersetzungs-Zahnradgetriebe 52 auf und ihre Kupplung 48 ist wie die Kupplung 46 als schaltbare Kupplung ausgebildet. Der Elektromotor 50 mit konstanter Drehzahl seiner Welle versetzt durch ein Zugmittelgetriebe 54 eine Antriebswelle 56 in Drehung, welche das kleinere Zahnrad 52.1 des Getriebes 52 und die eine Hälfte 48.1 der Kupplung 48 trägt. Die andere Hälfte 48.2 dieser Kupplung sitzt auf einer Welle 58, die einerseits in der als Hohlwelle ausgebildeten Antriebswelle 56 und andererseits in der Schnecke 60 des Getriebes 42 steckt und außerdem ein Zahnrad 44.1 des Getriebes 44 trägt. Dar andere Zahnrad 44.2 des Getriebes 44 sitzt auf einer zur Welle 58 parallelen Welle 62, die in einer Hohlwelle 64 steckt, welche das größere Zahnrad 52.2 des Getriebes 52 und die eine Hälfte 46.1 der Kupplung 46 trägt, deren andere Hälfte 46.2 auf der das Drehmoment in das Getriebe 44 einleitenden Welle 62 sitzt.

Die Wirkungsweise der zweiten Ausführungsform ist dementsprechend folgende; während einer Schweißzeit ist die Kupplung 46 eingeschaltet, die Kupplung 48 dagegen ausgeschaltet, so daß die Drehbewegung der Welle des Motors 50 über das Zugmittelgetriebe 54, die Hohlwelle 56, das Übersetzungs-Zahnradgetriebe 52, die Kupplung 46, das Gleichsetzungs-Zahnradgetricbc 44 und das Schneckengetriebe 42 auf die Steuerwelle 40 übertragen wird. Am Ende der SchweiBzeit wird die Kupplung 46 ausgeschaltet und gleichzeitig die Kupp-

lung 48 eingeschaltet, so daß die unveränderte Drehbewegung des Motors 50 nun über das Zugmittelgetriebe 54. die Hohlwelle 56, die Kupplung 48, die Welle 58 und das Schneckengetriebe 42 auf die Steuerwelle 40 übertragen wird. Die Umdrehungszahl der Steuerwelle 40 steht nun im Übersetzungsverhältnis des Zahnradgetriebes 52 zur bisherigen niedrigeren Drehzahl der Steuerwelle. Das Übersetzungsverhältnis beträgt zweckmäBigerweise 2:1. Daran ändert sich auch nichts, wenn die Zahnräder 52.1 und 52.2 vertauscht sowie die Kupplungen 46 und 48 bei unverändert gegensinniger Schaltung nun jeweils ein-statt aus- und aus- statt eingeschaltet werden.

Die dritte Ausführungsform gemäß F-i g. 5 weist zusätzlich zu den oben bereits genannten Teilen 140 bis 150 einen /weiten, dem Elektromotor 150 gleichenden f^:.lcktromotor IWi auf und ihre Kupplung 146 ist als Drehmoment in das Getriebe 144 einleitende Wolle is also mit der Kuppliingshälfte 146.2 identisch. Da« andere Zahnrad 144.2 des Gleichsct/ungs-Zahnradgc triebes 144 sitzt auf einer das Drehmoment ausleilender ί Schneckenwelle 168. welche die Schnecke 160 des Schneckengetriebes 142 trägt.

Die Wirkungsweise der dritten Ausführungsform is dementsprechend folgende: Die beiden Elcktromotorer 150 und 166 sind während des Betriebs der Ketten

in schweißmaschine eingeschaltet und werden erst arr Betriebsschluß abgeschaltet. Während einer Schweiß zeit treibt der erste Elektromotor 150 über da: Zugmittelgetriebe 154. die erste Antriebswelle 156, die wirksame Überholkupplung 146. das Getriebe 144 unc

Ii das Schneckengetriebe 142 die Steuerwelle 140 mil einer Umdrehungszahl an, die ein Bruchteil der Drehzahl n\ ist. Am Finde der Schweißzeit wird be

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Drehzahl umlaufende Welle des ersten Elektromotors 150 versetzt über ein Zugmittelgetriebe 154 mit konstantem Übersetzungsverhältnis von 2 : I eine erste Antriebswelle 156 in D₁ Drehungen pro Zeiteinheit. Entsprechend versetzt die mit derselben konstanten Drehzahl umlaufende Welle des des zweiten Elektromotors 166 über ein eigenes Zugmittelgetriebe 170 mit einem Gleichsetzungsverhältnis von t : 1 eine koaxiale zweite Antriebswelle 172 in nj Drehung pro Zeiteinheit, so daß für das Drehzahlverhältnis der Antriebswellen n>/n. = 2 gilt. Die erste und zweite Antriebswelle 156 bzw. 172 tragen die gegebenenfalls freilaufende eine Hälfte 146.1 der Überholkupplung 146 bzw. die eine Hälfte 148.1 der schaltbaren Kupplung 148. Die andere Hälfte 148.2 'ler schaltbaren Kupplung und die stets /wangsgetriebene andere Hälfte 146.2 der Überhol kupplung sind dadurch zur drehfesten Verbindungen mit dem einen Zahnrad 144.1 des Gleichsetzungs-Zahnradgetriebes 144 gekoppelt, daß die Kupplungshälften 148.2 und 146.2 zusammengefaßt sind und das Zahnrad 144.1 auf der Kupplungshälfte 146.2 sitzt. Die das schaltet, worauf der zweite Elektromotor 166 über da«

2(i Zugmittelgetriebe 170. die zweite Antriebswelle 172. die Kupplung 148, das Zahnradgetriebe 144 und da Schneckengetriebe 142 die Steuerwelle 140 zunehmenc allein antreibt, wobei die erste Antriebswelle 15< überholt und die Umdrehungszahl der Sieuerwellc au

>5 den genannten Bruchteil nun der Drehzahl n-_t = 7n erhöht wird, so daß die Steuerwelle 140 nach ihrer Bcschleuni- ''ing nun doppelt so schnell umläuft. Vor dei nächsten Schweißzeit wird die Kupplung 148 be weiterlaufendem Motor 166 ausgeschaltet, worauf dk auf Reibung und Trägheit zurückzuführenden Verlustf an kinetischer Energie zu einer Verzögerung der Drehung der Steuerwelle führen, wobei die erste Antriebswelle 156 mit der anfangs noch freilaufender Hälfte 146.1 der Überhoikupplung 146 deren andere

j5 Hälfte 146.2 allmählich einholt. Am Beginn der neuer Schweißz.eit dreht sich die Steuerwclle 140 dann wieder mit der niedrigeren, durch die erste Antriebswelle 15( vorgegebenen Umdrehungszahl.

Hierzu 2 Blatt Zeichnuncen

Claims

Patentansprüche:

1. Kettenschweißmaschine mit einer angetriebenen, ständig umlaufenden Steuerwelle, deren Umdrehungszahl während der Schweißzeit konstant und dieser angepaßt ist, dadurch gekennzeichnet, daü die Steuerwelle (6; 40; 140) zwischen zwei aufeinanderfolgenden Schweißzeiten mit erhöhter Umdrehungszahl antreibbar ist

2. Maschine nach Anspruch I, mit einem Elektromotor als Antrieb der Steuerwelle, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor (18,20) polumschaltbar ist

3. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei gleichzeitig betriebene polumschaltbare Elektromotoren (18, 20) als Antrieb der Steuerwelle (6) vorgesehen sind.

4. Maschine nach Anspruch 1, mit einer ersten Antriebswelle, die ihrerseits von der Motorwelle eines ersten Elektromotors antreibbar und mit der Steuerweiie gekoppeil ist, und mit einer ersten Kupplung, deren eine Hälfte mit der ersten Antriebswelle und deren andere Hälfte mit der Steuerwelle gekoppelt ist gekennzeichnet durch ein Gleichsetzungs-Zahnradgetriebe (44; 144) mit zwei das zu übertragende Drehmoment ein- und ausleitenden, parallelen Wellen (62, 58; 146.2, 168), von denen die das Drehmoment einleitende Welle (62; 146.2) mit der anderen Hälfte (46.2; 146.2) der ersten Kupplung (46; 146) und die das Drehmoment ausleitende WeIi: (58; 168) mit der Steuerwelle (40; 140) gekoppelt ist, und durch eine '.weite, schaltbare Kupplung (48; 148), deren eine Hälfte (48.1; 148.1) mit einer Antriebswelle (56; 172), iM« ihrerseits von der Motorwelle eines Elektromotors (50; 166) antreibbar ist, und deren andere Hälfte (48.2; 148.2) mit einer der beiden das Drehmoment ein- und ausleitenden Wellen (58; 146J) gekoppelt ist.

5. Maschine nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch ein Übersetzungs-Zahnradgetriebe (52) mit zwei das zu übertragende Drehmoment ein- und ausleitenden, parallelen Wellen (56 bzw. 64), von denen die das Drehmoment einleitende Welle (56) mit der ersten Antriebswelle (56) und die das Drehmoment ausleitende Welle (64) mit der einen Hälfte (46.1) der ersten, schaltbaren Kupplung (46) gekoppelt ist, und durch eine Kopplung der einen Hälfte (48.1) der zweiten Kupplung (48) mit der ersten Antriebswelle (56) sowie der anderen Hälfte (48.2) der zweiten Kupplung (48) mit der das Drehmoment ausleitenden Welle (58) des Gleichsetzungs-Zahnradgetriebes (44).

6. Maschine nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine zweite Antriebswelle (172), die ihrerseits von der mit gleicher Drehzahl laufenden Motorwelle eines zweiten Elektromotors (166) antreibbar ist, durch eine Überholkupplung (146) als erste, nichtschaltbare Kupplung, deren eine Hälfte (146.1) gegebenenfalls freiläuft und deren andere Hälfte (146,2) stets zwangsgetrieben ist, und durch eine Kopplung der einen Hälfte (148.1) der zweiten Kupplung (148) mit der zweiten Antriebswelle (172) sowie der anderen Hälfte (148.2) der zweiten Kupplung (148) mit der das Drehmoment einleitenden Welle (146.2) des Gleichsetzungs-Zahnradgetriches(144).

Die Erfindung betrifft eine Kettenschweißmaschine mit einer angetriebenen, ständig umlaufenden Steuerwelle, deren Umdrehungszahl während der Schweißzeit konstant und dieser angepaßt ist

Bei beispielsweise aus den DE-OS 23 17 690 und 2413 309 bekannten Maschinen dieser Art hängt die Umdrehungszahl der Steuerwelle von der Schweißzeit ab, d. h. der Zeit, die notwendig ist, um die Drahtenden des zu schweißenden Kettengliedes auf Schweißteinpe ratur zu erhitzen. Die Schweißtemperatur muß wegen der übrigen mechanischen Arbeitsgänge beim Schweißen von Kettengliedern innerhalb einer Steuerwellenumdrehung von ungefähr 120" erreicht werden. Aus diesem Winkel und aus der Schweißzeit läßt sich die richtige Umdrehungszahl der Steuerwelle berechnen, weiche die Maschinenleistung bestimmt

Trotz Erhöhung des Schweißstromes nimmt die Schweißzeit mit steigendem Drahtdurchmesser stark zu. Bis zu einem bestimmten Durchmesser erhält man noch günstige Umdrehungszahlen der Steuerwelle und damit auch akzeptable Maschinenleistungen. Bei größeren Drahtdurchmessern muß die Umdrehungszahl jedoch auf verhältnismäßig niedrige, ungünstige Werte vermindert werden, weil die Erhöhung des Schweißstro mes aus physikalischen Gründen nicht beliebig weit getrieben werden kann.

Das Arbeiten mit kieinen Umdrehungszahlen der Steuerwelle ist nun nicht nur hinsichtlich der sich daraus ergebenden relativ niedrigen Maschinenleistung, son dem auch wegen der auftretenden hohen mechanischen Drehmomente nachteilig, denn diese erfordern eine größere Dimensionierung der einzelnen Maschinenteile zur Durchführung der mechanischen Arbeitsgänge und wirken sich ungünstig auf die Lebensdauer der

j5 Werkzeuge aus.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Kettenschweißmaschine der eingangs genannten Art zu schaffen, welche eine Leistungssteigerung bei gleichzeitiger Schonung der Werkzeuge und Antriebselemente mit sich bringt.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäü dadurch gelöst, daß die Steuerwelle zwischen zwei aufeinanderfolgenden Schweißzeiten mit erhöhter Umdrehungszahl antreibbar ist.

Dadurch, daß die Umdrehungszahl der Steuerwelle zwischen den Schweißzeiten größer ist als die — wie gesagt — nicht beliebig erhöhbare Umdrehungszahl der Steuerwelle während der Schweißzeit, wird auf einfache Weise erreicht daß einerseits die Maschinenleistung zunimmt und sich andererseits die Standzeit der am Schweißvorgang beteiligten Maschinenteile nicht unbeträchtlich verlängert. Die Leistungssteigerung beträgt ungefähr ein Drittel, wobei die nach einer Schweißzeit und vor der nächsten Schweißzeit stattfindende Beschleunigung bzw. Verzögerung der Drehung der Steuerwelle schon berücksichtigt ist.

Ein weiterer Vorteil der Kettenschweißmaschine nach der Erfindung besteht darin, daß das Abscheren des beim Schweißen entstehenden Schweißwulstes am

bo Kettenglied als einer der mechanischen Arbeitsgänge jetzt früher und schneller erfolgen kann und der Schweißwulst daher weniger stark abgekühlt ist, so daß die Abgratwerkzeuge beim Abscheren des Schweißwulsles nicht mehr so stark beansprucht werden.

ι,·, Ein bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen KettenschweiOmaschine mit einem Elektromotor als an sich bekanntem Antrieb der Steuerwelle zeichnet sich dadurch aus, daß der Elektromotor