DE2715144A1

DE2715144A1 - Bandstahl-abschmelzschweissmaschine

Info

Publication number: DE2715144A1
Application number: DE19772715144
Authority: DE
Inventors: John Colin Clews; Austin Gerald Goodwin
Original assignee: British Federal Welder and Machine Co Ltd
Current assignee: British Federal Welder and Machine Co Ltd
Priority date: 1976-04-07
Filing date: 1977-04-05
Publication date: 1977-10-27
Also published as: US4147913A; JPS52123352A; FR2347149B1; GB1574144A; FR2347149A1

Description

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Castle. Mill Works, Birmingham New Road, Fem.prech.,<«4i>»mn«.»^ Telegramm·: patgewar osnabrOck

Dudley, West Midlands DYl MDA, England _{4 A ril}

VB/Do

Bandstahl-Abschmelzschweißmaschine

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bandstahl-Abschmelzschweißma3Chine.

Bandstahl-Abschmelzschweißmaschinen werden zum Verbinden aufeinanderfolgender Rollen von Stahlband in kontinuierlichen Verfahrenaabläufen, wie z. B. einer Beizlinie, verwendet. Die Schweißstellen müssen wegen des kontinuierlichen Verfahrens innerhalb kürzester Zeit hergestellt werden, aber dennoch den durch anschließendes Kaltwalzen auftretenden extremen Trennbeanspruchungen standhalten. Der Bruch einer Schweißstelle ist äußerst kostspielig, da er den im Bearbeitungsprozeß befindlichen Bandabschnitt in Schrott verwandelt, das Ersetzen möglicherweise beschädigter Fertigwalzen erfordern und einen durch das Unterbrechen eines kontinuierlichen Verfahrensablaufs entstehenden Verlust verursachen kann.

Die normale Arbeitsweise bei einer Bandstahl-Abschmelzschweißmaschine umfaßt einen einleitenden Schneidvorgang zum Abgleichen bzw. Beschneiden der Enden des alten und neuen Stahlbands und zum Herstellen

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sauberer Flächen für das Abschmelzschweißen, dae Ausricnten der Bandenden in der Schweißmaschine unter Einhaltung des genauen Abstands und den Schweißvorgang als solchen. Das Ausrichten und die Abstandseinstellung werden unter Ablesen der Bandendenstellung an einer Meßstange von Hand gesteuert, und dieser von Hand gesteuert« Vorgang wird als Ursache für viele anschließend auftretende SchweiSstellenbrüche angesehen, und zwar nicht zuletzt wegen der Schwierigkeit des überprüfens der Parallelität der Endflächen des Bandes nach Zuführen der beschnittenen Enden zu der Schweißmaschine von einer in einigem Abstand stromaufwärts zu der Schweißmaschine angeordneten Schneidvorrichtung.

Aufgabe der Erfindung ist es, die oben angeführten Nachteile bei einer Bandstahl-Abschmelzschweißmaschine zu vermeiden; dies geschieht dadurch, daß eine Paralleloder Rahmenschere an dem Schweißwerkzeug-Zwischenraum vorgesehen ist.

Im einzelnen sieht die Erfindung eine Bandstahl-Abschmelzschweißmaschine mit einer sich durch die Maschine erstreckenden Stahlbandlaufbahn, einem sich zum Festklemmen des hinteren Endes eines Stahlbandes quer über die Laufbahn erstreckenden ersten Klemmwerkzeugpaar, einem zum Festklemmen des Vorderendes eines weiteren

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Stahlbandes sich quer über die Laufbahn erstreckenden zweiten Klemmwerkzeugpaar, das in Bezug auf das erste Klemmwerkzeugpaar entlang der Stahlbandbahn bewegbar ist, und einer Einrichtung zum Zuführen von Schweißstrom zu den Klemmwerkzeugpaaren, vor, die gekennzeichnet ist durch eine mit dem Spalt bzw. Zwischenraum zwischen den ersten und zweiten Klemmwerkzeugpaaren fluchtende ParalleL- oder Rahmenschere zum Ab- bzw. Beschneiden der durch die [ Klemmwerkzeuge gehaltenen. Bandenden.

Vorzugsweise weist die Schneidvorrichtung einen quer in die Laufbahn des Bandstreifens hineinbewegbaren und aus dieser zurückziehbaren C-Rahmen und eine in der Schneidstellung der Schneidvorrichtung mit den offenen Enden des C-Rahmens in Eingriff kommende Einrichtung auf.

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Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert. In. der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine schematische Draufsicht einer Stahlband-Abschmelzschweißmaschine unter Veranschaulichung des Verhältnisses zwischen der Schneidvorrichtung und dem Werkzeugzwi3chenraum der Schweißmaschine,

Fig. 2 eine schematische Seitenansicht der Schneidvorrichtung in den WerkζeugZwischenraum, gesehen aus Richtung stromaufwärts, und

Fig. 3 eine schematische Seitenansicht einer abgewandelten Ausführungsform der Schneidvorrichtung in dem Werkzeugzwischenraum, ebenfalls gesehen au3 Richtung stromaufwärts.

Entsprechend der Zeichnung ist eine Stahlband-Abschmelzschweißmaschine mit einer durch sie hindurchfahrenden Stahlbandlaufbahn 10 ausgebildet und hat in der üblichen VJe ise ein feststehendes Klemmplatten- oder Klemmwerkzeugpaar 11 an der Ausgangsseite der Schweißmaschine und ein Klemmplatten- oder Klemmwerkzeugpaar 12 an der Eingangsseite der Schweißmaschine, das an einer entlang der Laufbahn 10 beweglichen Platte 13 angebracht ist. Die Klemmplatten 11 und 12 sind an eine elektrische

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Schweißstromquelle angeschlossen, und die Platte 13 ist derart bewegbar, daß sie beim Zuführen de3 Vorbereiteten Vorderende3 eines von den Klemmwerkzeugen 12 festgehaltenen neuen Stahlbandstreifens in Richtung zu dem vorbereiteten Ende eine3 von den Klemmwerkzeugen 11 festgehaltenen alten Bandstreifens das Ingangsetzen des Abschmelzens und die anschließende Stauchbewegung ermöglicht. Der Schweißstrom wird den Bandstreifenenden über die Klemmwerkzeuge 11 und 12 zugeführt.

Nach herkömmlicher Praxis werden die Bandenden durch Ab- bzw. Beschneiden in einer stromaufwärts zu der Schweißmaschine gelegenen Schneidvorrichtung für das Schweißen vorbereitet und alsdann zur Ausrichtung in die erforderliche End-an-End-Lage und zum Festklemmen für das nachfolgende Verschweißen in die Schweißmaschine überführt. Die bisher zur Herstellung dieser End-an-End-Lage verwendete Einrichtung ist eine Abstands- oder Meßstange, die zwischen die eingangs- und ausgangsseitigen Klemmwerkzeuge, d. h. in den Schweißwerkzeug-Zwischenraum, eingebracht wird und an die die Baridenden herangeführt werden, um das erforderliche Maß von den Enden der Bandstreifen zu den Flächen der jeweiligen Klemmwerkzeuge festzulegen und die beschnittenen Flächen der Bandenden in dem erforderlichen Abstand auszurichten. Die bei diesem Teil des Stahlband-Verbindungsvorganges verur-

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sachten Bandbewegungen schließen auch eine Richtungsumkehr des hinteren Bandendes aus seiner normalen Laufrichtung ein, was unerwünscht ist.

Als besonders schwerwiegend kommt hinzu, daß durch die schlechte Sicht der Bedienungsperson in den Werkzeugzwischenraum der Schweißmaschine bei in diesen eingeführter Meßstange die vorstehend kurz beschriebenen Einstellvorgänge erschwert werden, so daß Irrtümer bei der Ausrichtung der Bandenden üblich sind. Außerdem kann das erforderliche Lageverhältnis, bei dem die beiden Bandenden unter genauer Abstandhaltung und mit dem erforderlichen Überhang des Bandendes des beginnenden Bandstreifens in dem Werkzeugzwischenraum der Schweißmaschine festgeklemmt und bei dem die beiden Enden des sich bereits im Bearbeitungsprozeß befindenden und des ankommenden Bandstreifens fluchtend und mittig auf der Bandstreifenhauptlaufbahn angeordnet sein sollen, wegen des von der stromaufwärts zu der Schweißmaschine gelegenen Schneidvorrichtung erzeugten ungenauen Schnitts an den Bandenden nicht immer erreicht werden. Dieses Problem ist üblich und kann nur durch die Herstellung einer Schweißung gelöst werden, bei der die Bandenden eine zum Schweißen korrekte Stellung erhalten, ohne daß dabei jedoch die Bandstreifen miteinander fluchten, oder durch ein Verschweiße! bei miteinander fluchtenden Bandstreifen, aber nicht ord-

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nungsgemäß plazierten Bandenden. Beide Lösungen ergeben Schweißstellen, die leicht brechen, wenn sie hohen Beanspruchungen ausgesetzt werden.

Die Erfindung sucht diese Probleme dadurch zu vermeiden, daß sie für das Vorbereiten der Enden der Bandstreifen zum Schweißen eine Parallel- oder Rahmenschere in dem Werkzeugzwischenraum verwendet. Nach erfolgtem Abschneidvorgang ist der Abstand der Enden der zu diesem Zeitpunkt naturgemäß festgeklemmten Bandstreifen genau bekannt, d. h. der Abstand entspricht dem der Messer der Schneidvorrichtung, und die anschließenden Bewegungen

um der Platte 13 können automatisch gesteuert werdeny die gewünschte Hochqualitäts-Schweißung zu erzeugen. Handsteuerung ist nur beim Einklemmen der Bandenden zum Beschneiden erforderlich, jedoch ist hier der Spielraum für Irrtümer weit größer als bei dem herkömmlichen Verfahren des Festklemmens der Bandenden zum Schweißen. Der genaue Bandendenabstand und der anfängliche Überhang unterliegt nicht mehr der Kontrolle der Bedienungsperson und ist bei der vorliegenden Erfindung dadurch sichergestellt, daß die Bandenden vom Zeitpunkt vor dem Schneidvorgang bis nach Fertigstellung der Schweißung festgeklemmt sind.

Entsprechend der Zeichnung ist die erfindungsgemäße Schwetß-

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maschine mit einer Parallel- oder Rahmenschere 15 versehen, die mit dem Spalt l6 zwischen den Klenunwerkzeuger 11 und 12 fluchtet. Die Schneidvorrichtung 15 ist an Gleitschienen 17 (Fig. 2) quer zur der Laufbahn 10 au3 der in Fig. 1 dargestellten Stellung,--in der sie sich außerhalb der Laufbahn 10 befindet, in eine zweite Stellung zum Schneiden beweglich, wobei letztere in Fig. 1 mit 20 bezeichnet und fast die in Fig. 2 veranschaulichte Stellung ist.

Die Schneidvorrichtung 15 ist im Prinzip eine herkömmliche Parallel- oder Rahmenschere mit zwei Paar Schneidmessern, von denen jedes für das Be- bzw. Abschneiden des Endes des zugehörigen Bandstreifens bestimmt ist. Die aus Gründen der besseren Übersicht nicht dargestellten Schneidmesser sind an einem C-Rahmen 21 angebracht, wobei sich entsprechend Fig. 2 ein Schenkel des C-Rahmens oberhalb und der andere Schenkel unterhalt der Bandstreifenbahn 10 erstreckt.

Damit der Rahmen 21 den beim Schneidvorgang auftretenden Kräften standhalten kann, ist eine Versteifungseinrichtung für das Schließen des offenen Endes des C-Rahmejns bei in Schneidstellung befindlicher Schneidvorrichtung 15 vorgesehen. Wie veranschaulicht, besteht die Versteifungseinrichtung bei der vorliegenden Ausführungs?

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form aus Anaätzen 22 und 23 an den Seitenplatten 24 des Hauptrahmens der Schweißmaschine, wobei die Ansätze in diesen ausgebildete Zapfenlöcher 25 aufweisen, die mit entsprechenden Zapfen 26 an den Enden der Schenkel des C-Rahmens in Eingriff kommen können.

Die Schneidvorrichtung 15 wird aus der Stellung 20 in
die in Fig. 1 dargestellte Querstellung zurückgezogen, um das Entfernen des Schneidabfalls von dem unteren
Schenkel des Rahmens 21 während des Laufens des Stahl-Streifenbandes zu ermöglichen und um außerdem die Messer der Parallel- oder Rahmenschere gegen beim Schweißvorgang entstehende Spritzer oder Sprühnebel aus geschmolzenem Metall zu schützen.

Die beschriebene Ausführung3form kann für einen weiteren Schutz gegen Spritzer abgewandelt werden, indem z. B.
eine Luftgebläseabschirmung oder eine zwischen die Messer und den Werkzeugspalt einführbare Blende vorgesehen ist oder indem die Schneidvorrichtung 15 aus der Werkzeugzwischenraumlinie und damit aus dem Schmelzmetallsprühnebelbereich herausbewegt wird.

Es kann auch eine andersgeartete Versteifungseinrichtung für' das offene Ende des C-Rahmens vorgesehen sein, die z, B, aus einer in Stellung geschwenkten oder abgesenkten

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und an den Enden der Schenkel des C-Rahmens befestigten Säule bestehen kann.

Die Pig. 3 zeigt eine bevorzugte Au3führungsform der Schneidvorrichtung, wobei gleiche oder entsprechende Teile mit gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 2 bezeichnet sind. Die Schneidvorrichtung besteht wiederum im Prinzip aus einem C-Rahmen, ist jedoch bei dieser Ausführung an auf einer Überkopfschiene 31 laufenden Tragrollen 30 aufgehängt. Der untere Schenkel des C-Rahmens ist lediglich durch bei 32 dargestellte Rollen geführt, die mit vertikalen Flächen dee zur Schneidvorrichtung gehörigen feststehenden Rahmens in Eingriff stehen.

Der Antrieb für die Schneidvorrichtung umfaßt ein Motoren paar 35, das über eine gemeinsame Welle zwei mit einer sich quer über die Laufbahn erstreckenden Zahnstange 36 in Eingriff stehende Zahnräder bzw. Ritzel antreibt.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 umfaßt die Verstei fungseinrichtung für das offene Ende des C-Rahmens zwei Säulen bzw. Pfosten 37 (von denen nur einer in Pig. 3 sichtbar ist), die an dem oberen Schenkel des C-Rahmens angebracht und jeweils mittels Hydraulikzylindern 38 aus einer in Fig. 3 in punktierten Linien 39 dargestellten zurückgezogenen Stellung in eine ausgefahrene Stellung,

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in der sie in Ausnehmungen in dem unteren Schenkel des C-Rahmens eingreifen, hin- und herbewegbar sind. Die Pfosten 37 werden in der ausgefahrenen Stellung jeweils durch von Druckzylindern entsprechend betätigte Bolzen 4C festgehalten, die mit den Pfosten in Eingriff kommen und diese gegen Bewegen sichern.

In Fig. 3 werden die oberen Schneidmesser 45 durch awei Hydraulikzylinder 47 angetrieben, wobei die Seiten der oberen Messer durch Knie- oder Winkelhebel 4 8 und einen Querriegel 49 untereinander verbunden sind, um zu gewährleisten, daß die oberen Messer in Bezug auf die unteren Messer 46 ihren korrekten Winkel einhalten.

Ein weiteres Merkmal der Ausführung?formen nach Fig. 2 und 3 ist die Einrichtung zum Entfernen der abgeschnittenen Bandstreifenenden. Diese dürfen nicht im Bereich des Werkzeugzwischenraums bleiben, da sie die magnetischen Verhältnisse in diesem Bereich und damit die Leistungsfähigkeit der den extrem hohen Schweißstrom liefernden Stromumwandler nachteilig beeinflussen. Bei diesen Ausführungsformen fallen die Bandenden in einen Kasten 50, an dem die unteren Schneidmesser angebracht sind, und werden beim Zurückziehen der Schneidvorrichtung aus dem Bereich des Werkzeugzwischenraumes abtransportiert. Ein feststehender Abstreifer in Form einer

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schwenkbar gelagerten Klappe ermöglicht den Bandenden das Austreten aus dem Werkzeugspalt, verhindert jedoch den Wiedereintritt der Bandenden, wenn die Schneidvorrichtung als nächstes in den Werkzeugspalt zurückzukehren beginnt. Die Bandenden fallen vom Ende des Kastens 50 herunter auf eine abschüssige Rinne und von dort in eine bei 29 in Fig. 1 dargestellte Grube, aus der sie bei passender Gelegenheit eingesammelt werden können.

Der Betrieb der Ausführungsform nach Fig. 3 ist im Prinzip demjenigen nach Fig. 1 gleich, indem die Pfosten in ihrer zurückgezogenen Stellung dae Bewegen der Schneid vorrichtung zwischen der ersten und zweiten Stellung (sh. Fig. 1) ermöglichen und in ihrer ausgefahrenen Stellung die Enden der Schenkel des C-Rahmens feet miteinander verbinden.

Beide beschriebenen Ausführungsformen ermöglichen ein genaues Beschneiden der Bandenden in dem Werkzeugzwischenraum und vermeiden bzw. verringern die Probleme des genauen Ausrichtens der Enden in dem Schneidspalt.

Bei der beschriebenen Ausführungsform wurden der Einfach* heit halber alle Druckzylinder als hydraulisch arbeitend angegeben, jedoch können viele der weniger Kraft benötigenden Druckzylinder, z. B. die Zylinder 38, auch ohne weiteres pneumatisch betätigt sein.

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Claims

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1.' Bandstahl-Abschmelzschweißmaschine mit einer sich durch die Maschine erstreckenden Stahlbandlaufbahn, einem sich zum Festklemmen des hinteren JSndes eines Stahl bandes quer über die Laufbahn erstreckenden ersten Klemmwerkzeugpaar, einem zum Festklemmen de3 Vorderende3 eines weiteren Stahlbandes sich quer über die Laufbahn erstrecl·en den zweiten Klemmwerkzeugpaar, das in Bezug auf das erst« Klemmwerkzeugpaar entlang der Stahlbandbahn bewegbar ist₃ und einer Einrichtung zum Zuführen von SchweiSstrom zu den Klemmwerkzeugpaaren, gekennzeichnet durch eine mit dem Spalt bzw. Zwischenraum zwischen den ersten und zweiten Klemmwerkzeugpaaren (11,12) fluchtende Paralleloder Rahmenschere (15) zum Ab- bzw. Beschneiden der durch die Klemmwerkzeuge gehaltenen Bandenden

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidvorrichtung (15) einen quer in die Laufbahn (10) des Bandstreifens hineinbewegbaren und aus dieser zurückziehbaren C-Rahmen (21) und eine in der Schneidstellung der Schneidvorrichtung mit den offenen Enden des C-Rahmens in Eingriff kommende Einrichtung (2Ί, 37) aufweist.

3. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich-

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net, daß der C-Rahmen zur Durchführung der Querbewegung von einer Überkopfschiene (31) getragen ist.

4. Maschine nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn zeichnet, daß die mit den offenen Endein des C-Rahmens (21) in Eingriff kommende Einrichtung zumindest eine an dem C-Rahmen angebrachte und zum Ausfahren aus einer zurückgezogenen Stellung in eine da3 offene Ende des C-Rahmens überspannende Stellung betätigbare Säule (37) umfaßt.

5. Maschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen sum Eingriff mit der Säule (37) und zu deren Siehe rung in der das offene Ende des C-Rahmens (21) überbrückenden Stellung betätigbaren Bolzen (40).

6. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprü che, gekennzeichnet durch einen Zahnstangenantrieb (36) zum Bewegen der Schneidvorrichtung (15) in den und aus dem Werkzeugspalt.

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