DE2718565C3 - Vorrichtung zur Durchführung von hochfrequenten Auftragsschweißungen an Ventilen für Verbrennungsmotoren - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Durchführung von hochfrequenten Auftragsschweißungen an Ventilen für Verbrennungsmotoren durch Aul schmelzen von Ringen aus warmfesten Legierungen aul die Arbeitsflächen der Ventile, mit einem Gestell, auf dem ein Manipulator angeordnet ist, der eine vertikale Antriebswelle zur Aufnahme des jeweiligen Ventils mit dem aufzuschweißenden Ring und zur Halterung des Ventils mit dem Teller nach unten aufweist, mit einem Induktor und einem über dem Induktor befindlichen Ventilhaltekopf, mit einem relativ zum Ventilhaltekopf bewegbaren Hebekopf zum Zuführen des Ventils in den Induktor, mit einer Sprühdüse, mit einer Schwenkbühne und mit einem Abgaberohr zur Abgabe des Ventils aus dem Induktor.

Derzeit werden zur Durchführung von Auftragsschweißungen an Arbeitsflächen von Ventilen für Verbrennungsmotoren Vorrichtungen verwendet, die zum Schmelzen der aufzutragenden warmfeste Legierung Gasflammen·, Plasmaflammen- oder Hochfre= quenzanordnungen aufweisen. Durch die Möglichkeit der Automatisierung und durch den einfachen Arbeitsablauf beim Auftragschweißen von Arbeitsflächen an Ventilen im Hochfrequenzstromfeld unterscheiden sich die Anlagen mit Hochfrequenzanordnungen vorteilhaft von anderen bekannten Anlagen.

Es sind Vorrichtungen zur Durchführung von

Aiiftragsschweißungen an Arbeitsflächen von Ventilen bekannt (GB-PS 7 43 582), bei denen der Zusammenbau des Ventils, d, h. das Aufsetzen des Rings aus einer warmfesten Legierung auf den Ventilteller und das Anbringen des zusammengebauten Ventils an der Stelle, an der das Auftragsschweißen durchgeführt wird, von Hand vorgenommen werden. Bedeutender Zeit- und Arbeitsaufwand für die Hilfsarbeitsgänge bedingen aber eine niedrige Leistungsfähigkeit derartiger Anlagen.

ίο Unter dem Begriff »Bereich der Durchführung des Auftragsschweißens« ist der Anbringungsort eines Arbeitsorgans zu verstehen, das zum Schmelzen der warmfesten Legierung dient.

Bei der eingangs genannten bekannten Vorrichtung

(DE-OS 20 07 042) erfolgt der Zusammenbau des Ventils mit dem Ring und sein Anbringen an der Stelle der Durchführung des Auftragsschweißens automatisch. Diese Vorrichtung umfaßt ein Gestell, auf dem ein Manipulator, der eine senkrechte Antriebswelle auf weist und zur Aufnahme des Ventils mit dem aufzuschweißenden Ring und zum Orientieren des Ventiis mit dem Ventilteller nach unten dient, ein Induktor, eine Anordnung zum Fixieren des Ventiis in der entsprechenden Stellung, insbesondere im Induktor, eine Sprühdüse und ein Abgaberohr zum Abführen des Ventiis aus dem Erhitzer montiert sind. Die Anordnung zum Fixieren des Ventils ist an einen ι Arbeitsrotor angeordnet, der noch mehrere vergleichbare Fixiermechanismen trägt Diese Anordnungen zum Fixieren der Ventile sind in Form von druckluftbetätigten Doppelzylindern ausgeführt

Der Induktor, die Anordnung zum Zuführen des Ventils in den Induktor, die Sprühdüse und das Abgaberohr befinden sich unter dem Arbeitsrotor und sind an den entsprechenden Stellen ortsfest angeordnet so daß sie den erwähnten Bereich der Durchführung des

Auftragsschweißens bilden. Dies bedingt eine ständige Veränderung der eigentlichen Bearbeitungsstelle. Die beschriebene Vorrichtung umfaßt ferner eine

Anordnung zum Aufsetzen des aufzuschweißenden Rings auf den Ventilschaft der in Form von zwei koaxial angeordneten Mehrstellentrommeln ausgeführt ist von denen eine, nämlich die obere, an der Antriebswelle starr befestigt ist während die untere abgefedert an derselben Welle so montiert ist, daß sie eine hin- und hergehende Bewegung in axialer Richtung ausführen kann.

Der Manipulator umfaßt eine senkrechte Antriebswelle, die an der oberen Stirnfläche einen Lagerblock trägt an dem eine waagerechte Welle montiert ist, an deren einem Ende ein Zangengreifer und an deren anderem Ende ein Kegelrad angeordnet ist. Das Kegelrad steht mit einem unbeweglichen Kegelrad im Eingriff. Der Manipulator ist zwischen der Anordnung zum Aufsetzen des aufzuschweißenden Rings auf den Ventilschaft und dem Arbeitsrotor angeordnet. Er führt die Aufnahme des Ventils und des aufzuschweißenden Rings von der Anrdnung zum Aufsetzen des Rings auf den Ventilschaft, das Orientierer, des Ventils mit dem Teller nach unten und dessen Übertragung in den Bereich der Durchführung des Auftragsschweißens durch, in dem sich der Arbeitsrotor und die angegebenen Arbeitsorgane befinden. Obwohl mit der beschriebenen Vorrichtung eine Automatisierung des Auftragsschweißens an Ventilen erreicht wird, werden durch die komplizierte konstruktive Ausführung die Möglichkeiten ihrer Anwendung beschränkt.

Die komplizierte Konstruktion der Vorrichtung ist durch die unbewegliche Montage der Anordnung zum Zuführen des Ventils in den Induktor, des Induktors, der Sprühdüse und des Abgaberohrs bedingt Gerade eine solche Anordnung machte die Unterbringung der Ventilfixiermechanismen am Arbeitsrotor erforderlich, der seinerseits zum Anhalten und zum Zusammenwirken der Ventilfixiermechaa'smen mit den entsprechenden Arbeitsorganen mit einem Schrittantrieb versehen ist

Ferner ist zu beachten, daß bei der Drehbewegung des Arbeitsrotors die Ventilfixiermechanismen eine hin- und hergehende Bewegung der Ventile an den entsprechenden Stellen für deren Abführung von den und Heranführung in den und Abführung aus dem Hochfrequenzinduktor gewährleisten sollen.

Aus dieser Notwendigkeit resultiert die Ausbildung der Ventilfixiermechanismen in Form von druckluftbetätigten Doppelzylindern, die mit Zangen versehen sind.

Das Vorsehen derart komplizierter Einrichtungen setzt naturgemäß die Betriebssicherheit, der beschriebenen Vorrichtung wesentlich herab, während die Durchführung des Auftragsschweißens an mehreren Stellen die Überwachung des Vorgangs und die Steuerung der Vorrichtung kompliziert macht.

Ferner vermindert die Ausführung von verschiedenen Arbeitsgängen, z. B. die Zuführung des Ventils in den Induktor und seine Abführung aus dem Induktor an getrennten Stellen die Leistungsfähigkeit des Auftragsschweißvorgangs.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine in konstruktiver Hinsicht einfache Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der sich entsprechend der Lage des Manipulators unter dem Induktor abwechselnd die Anordnung zum Zuführen des Ventils, die Sprühdüse und das Abgaberohr befinden.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Ventilhaltekopf zum Halten des Ventils im Induktor stationär ist und daß der Hebekopf, die Sprühdüse und das Abgaberohr auf der unterhalb des Induktors befindlichen Schwenkbühne montiert sind, die über ein Getriebe mit der vertikalen Antriebswelle de» Manipulators zum aufeinanderfolgenden Zuführen des Hebekopfes, der Sprühdüse und des Abgaberohrs kinematisch verbunden ist

Die Anordnung des Mechanismus zum Zuführen des Ventils in den Induktor, der Sprühdüse und des Abgaberohrs auf einer gemeinsamen, mit dem Manipulator getrieblich verbundenen Schwenkbühne gewährleistet in Übereinstimmung mit der Bewegung des Manipulators die abwechselnde Zuführung der erwähnten Arbeitsorgane unter den Induktor, was es ermöglicht, sowohl die Hauptarbeitsgänge, d. h. das Auftragsschweißen und das Kühlen, als auch die Hilfsarbeitsgänge, d. h. das Beschicken und dar· Abführen an einer Stelle, durchzuführen.

Aus der US-PS 35 04 148 ist es bereits bekannt, den Ventilhaltekopf stationär anzuordnen.

Zur Vereinfachung der Konstruktion der Vorrichtung ist es vorteilhaft, daß das Getriebe durch ein auf der Antriebswelle des Manipulators starr angeordnetes Zahnsegment gebildet ist, das mit einem auf der Mantelfläche der Schwenkbühne ausgebildeten Zahnsegment im Eingriff steht.

Die Sprühdüse kann in Form eines Rings ausgeführt und am Eingang des Abgaberohrs montiert sein, was einerseits eine Verstopfung der öffnungen der Sprühdüse durch das schmelzflüssige Metall des schmelzenden Rings verhindert und andererseits die Konstruktion der Vorrichtung vereinfacht.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Gesamtansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung von Auftragsschweißungen an den Arbeitsflächen von ίο Ventilen für Verbrennungsmotoren,

Fig.2 eine Ansicht der Anordnung gemäß Fig. 1 nach der Linie H-II mit einem Teilausschnitt zur Veranschaulichung einer Schwenkbühne,

F i g. 3 eine Ansicht der Vorrichtung der F i g. 1 in der Richtung des Pfeiles A unter teilweisem Weglassen des Gestells,

F i g. 4 eine Ansicht der Vorrichtung der F i g. 2 nach der Linie IV-IV, in der ein Manipulator mti Stellkopf im Längsschnitt dargestellt ist,

F i g. 5 in axonometrischer Darstellung eine Vorrichtung zum Auseinanderführen von '/pannpratzen im vergrößerten Maßslab,

F i g. 6 eine Ansicht der Anordnung der F i g. 4 nach der Linie VI-VI, in der durch dünne Vollinien die Stellungen der Spannpratzen im Bereich der Aufnahme und im Bereich der Durchführung der Auftragsschweißungen an Ventilen gezeigt sind,

F i g. 7 eine Ansicht der Anordnung der F i g. 2 nach der Linie VII-VII, in der ein Abgaberohr im Längsschnitt dargestellt ist, und

Fig.8 eine Ansicht der Anordnung der Fig. 7 nach der Linie VIII-VIII, in der ein zusätzliches Abgaberohr im Querschnitt dargestellt ist.

Wie aus F i g. 1 ersichtlich, umfaßt die Vorrichtung ein aus einem Block 1 und einem Block 2 bestehendes Gestell.

Am Block 1 sind eine Anordnung 3 zum Zuführen von Ventilen 4, eine Anordnung 5 zum Zuführen der aufzuschweißenden Ringe 6 und ein Manipulator 7 (Fig. 1 und 2) montiert, der zur Aufnahme der Ventile 4 und der aufzuschweißenden Ringe 6, zu ihrem Zusammenbau und zum Übertragen in den Bereich der Durchführung der Auftragsschweißung dient. Innerhalb des Blockes 1 befindet sich eine Schwenkbühne 8 (Fig.2 und 3), die eine Anordnung zum Zuführen der Ventile in den Bereich des Auftragsschweißens, eine Sprühdüse 10 und ein Abgaberohr 11 trägt.

Wie aus Fig. 3 zu ersehen ist, ist am Block 2 ein

Hochfrequenzinduktor 12 montiert, dem je nach den Ventilmaßen ein Strom entsprechender Frequenz, z. B.

von 2400 bis 8000 Hz, zugeführt wird. Dort ist auch eine mit nicht gezeigten Antrieben zum Einspannen und Drehen versehene Anordnung zum Fixieren des jeweiligen Ventils 4 in Form eines Ventilhaltekopfes 13 angeordnet, das zum Einspannen des Ventils 4 am Ende seines Schaftes unc¹ zu dessen Drehen um die Achse vorgesehen ist.

Die Anordnung 5 zum Zuführen der aufzuschweißenden Ringe 6 (F i g. 1 und 2) ist an einem Tragarm 14 (Fig. 1) montiert und umfaßt eine geneigte Transportrinne 15, die im Querschnitt eine rechteckige Form aufweist, so daß die Ringe 6 in einer im wefenilichen vertikalen Lage in dieser abrollen können. Quer zur Transportrinne 15 ist eine zur Horizontalen geneigt liegende Rinne 16 (F i g. 2) angeordnet, in der die Ringe 6 einer ihrer Stirnflächen in einer nahezu horizontalen Lage gleiten können.
An der Transportrinne 15 ist eine Einrichtung 17

(Fig. 1 und 2) für eine stückweise Abgabe der Ringe angeordnet, die aus einem bekannten Absperrorgan, z. B. einem Anker, bestehen kann, der einen an der Achse angebrachten Kipphebel 18 umfallt.

Die Anordnung 3 zum Zuführen der Ventile 4 umfa3t Führungen in Form von zwei parallelen Stäben bzw. Platten 19 und 20 (Fig. I und 2), gegen die sich das zu befördernde Ventil 4, das mit seinem Schaft nach unten orientiert ist, mit seinem Teller abstützt. An einem Tragarm 21 (Fig. 2) ist eine Einrichtung 22 für die stückweise Abgabe von Ventilen montiert, die nur schematisch dargestellt ist.

Wie aus Fig. 4 ersichtlich, umfaßt der Manipulator 7 ein in das Innere des Blocks; t eingebautes zylindrisches Gehäuse 23. in dem eine senkrechte Antriebswelle 25 mit einer darin mittels einer Keilfeder 26 aufgesetzten Buchse 27 mit einem starr daran befestigten Mitnehmer 2S in Lagern 24 angeordnet ist. Der iviiinenmer 2S isi mit der Kolbenstange eines Druckliiftzylinders 29 gelenkig verbunden, durch den die Welle 25 um 90° drehbar ist.

Am oberen Ende der vertikalen Antriebswelle 25 ist eine Lagerbaugruppe 30. am unteren ein Zahnsegment 11 (I i g. 3 und 4) montiert, nie Lagerbaugruppe 30 trägt eine waagrechte Welle 32 (F i g. 4). An einem Ende der waagrechten Welle 32 des Manipulators 7 ist ein Kegelrad 33 befestigt, das mit einem feststehenden, kegeligen Zahnsegment J4 im Eingriff steht. Am nnderen Ende der horizontalen Welle 32 ist ein Stellglied 35 befestigt, an dessen Gehäuse 36 an Achsen /um Einspannen des Ventils dienende Spannpratzen 37 und 38 (Fig.4 und 5) und ein in der Vertikalebene schwenkbarer Untersatz 39 zur Aufnahme des aufzuschweißenden Rings 6 und zu dessen Übertragen auf den Schaft des Ventils 4 montiert sind. Wie aus F i g. 5 und 6 ersichtlich ist, sind an der Innenfläche jeder Spannpratze 37 und 38 Nuten 41 und 42 ausgeführt. Die Nuten sind einander gegenüberliegend angeordnet und bilden beim Schließen der Spannpratzen 37 und 38 einen Raum zur Aufnahme und zum Einspannen des Schaftes Ho«; Vcnlil<;4

Im Gehäuse 36 des Stellgliedes 35 ist eine Einrichtung 43 (Fig. 4) zum Lösen der Spar.npratzen 37 und 38 montiert, die eine Stange 44 aufweist, die in Führungsbohrungen des Gehäuses 36 derart angeordnet ist, daß ihr eines Endes außerhalb des Gehäuses 36 liegt. Auf die Stange 44 ist ein Gleitstück 45 starr aufgesetzt. Am Gleitstück 45 ist eine eine halbzylindrische Form aufweisende Fassung 46 (F i g. 4 und 5) befestigt, an der entgegengesetzt gedichtete, schraubenförmige Nuten 47 und 48 (F i g. 5) zur Unterbringung von Rollen 49 und 50 ausgeführt sind, die entsprechend an Mitnehmern 51 und 52 der Spannpratzen 37 und 38 angebracht sind. Auf die Stange 44 (F i g. 4) ist eine Druckfeder 53 aufgesetzt, die sich mit dem einen Ende gegen das Gleitstück 45, und mit dem anderen gegen das Gehäuse 36 abstützt.

Der Untersatz 39 ist mit der Einrichtung 43 zum Auseinanderführen der Spannpratzen 37 und 38 (F i g. 4) getrifeblich verbunden. Die getriebliche Verbindung ist durch eine am Gleitstück 45 befestigte Zahnstange 54, ein am Untersatz 39 ausgeführtes Zahnsegment 55 und durch ein in Eingriff mit der Zahnstange 54 und dem Zahnsegment 55 stehendes Zwischenrad 56 gebildet.

An einem Deckel 57 des Gehäuses 23 des Manipulators 7 ist ein unbeweglicher Anschlag 58, am Block 1 ein beweglicher Anschlag 59 angeordnet Der bewegliche Anschlag 59 hat die Form einer Rolle 60, die an der Kolbenstange 61 eines Druckluftzylinders 62 angebracht ist.

Die Schwenkbühne 8 (Fig.2, 3 und 4) ist in der Horizontalebene drehbar an einer auf Zapfen 64 und 65 montierten, senkrechten Welle 63 angeordnet. Die auf ί der Schwenkbühne 8 montierte Anordnung zum Zuführen des jeweiligen Ventils zum Induktor 12 und Spannfutter 13 ist als Druckluftzylinder 66 ausgeführt, an dessen Gehäuse eine Kegelschale 67 und an dessen Kolbenstange 68 eine Bühne 69 angeordnet sind.

in Auf der Schwenkbühne 8 ist ferner ein Abgaberohr 11 (Fig. 7) in Form eines Rohrkrümmers 70, der einen senkrechten und einen zu diesem geneigten Abschnitt aufweist, montiert. Am Eingang des Abgaberohrs II, d. h. am oberen Teil ihres senkrechten Abschnittes, ist

r> eine ringförmige Sprühdüse 10 angeordnet, die als Hohlring 71 ausgeführt ist, der eine Vielzahl von Bohrungen oder Röhrchen 72 an seiner oberen Seite besiizi. Der Ringinnenraum ist mit einer Zufuhr 73 einer Kühlflüssigkeit verbunden.

2(i An der Wand des Blockes 1 des Gestells ist ein Rohr 74 befestigt, das bei der Anordnung der Sprühdüse 10 unter dem E-hitzer, wie es in Fig. 7 dargestellt ist, die Fortsetzung des Abgaberohrs M, d. h. im wesentlichen ein zusätzliches Abgaberohr darstellt. Die untere Seile

."■> des Rohrs 70 ist für den Abfluß der Kühlflüssigkeit gelocht ausgeführt.

An de! Außenseite des Rohrs 70 ist am Abschnitt seiner Lochung eine Tasche mit einer Ableitung 75 zum Sammeln und Entfernen von Zunder in einen Abflußbehalter 76 befestigt. Um das jeweilige Ventil 4 in eine Vertikalstellung auszurichten und es in dieser Lage abzugeben, ist in der Wand des Blockes 1 ein als Schraube 77 ausgebildeter Anschlag angebracht, während die untere Rohrseite mit einer Nut 78 versehen ist.

Zur Abgabe des aufgeschweißten Ventils 4 von der Vorrichtung zur Durchführung der Auftragsschweißungen sind am Block 2 Führungsstangen 79 befestigt.

Die Schwenkbühne 8 ist über ein Getriebe 80 mit dem Manipulator 7 (F i g. 3) verbunden. Dieses Getriebe 80 ist durch ein an der Mantelfläche der Schwenkbühne 8

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det, das mit dem Zahnsegment 31 im Eingriff steht, das an der senkrechten Welle 25 des Manipulators 7 starr befestigt ist.

•»5 Die beschriebene Vorrichtung arbeitet wie folgt.

Wie aus Fig. 1.2 und 7 ersichtlich ist, befindet sich das Stellglied 35 im Bereich der Aufnahme des Ventils 4 und des aufzuschweißenden Rings 6, während die Schwenkbühne 8 in der Ausgangsstellung so angeordnet ist, daß

so das Abgaberohr 11 und die daran angebrachte Sprühdose 10 sich unter dem Induktor 12 befinden. Infolge des Zusammenwirkens mit dem feststehenden Anschlag 58 (F i g. 1 und 4) befindet sich die Stange 44 in der Stellung, in der die Spannpratzen 37 und 38 um einen Winkel φι (F i g. 6) auseinanderbewegt sind, der einen Durchtritt des Schaftes des Ventils 4 zwischen den Spannpratzen 37 und 38 ermöglicht, während der Untersatz 39 eine nahezu horizontale Stellung einnimmt Das durch die Einrichtung 22 abgegebene Ventil

en 4 und der durch die Einrichtung 17 abgegebene Ring 6 gelangen zum Stellglied 35. Dabei kommt das mit dem Schaft nach unten orientierte Ventil 4 in den Raum zwischen den auseinandergeführten Spannpratzen 37 und 38, während der aufzuschweißende Ring 6 auf den Untersatz 39 gelangt, wobei er mit seiner einen Stirnfläche an der geneigten Rinne 16 gleitet und im wesentlichen eine horizontale Stellung einnimmt
Der Druckluftzylinder 29 wird eingeschaltet wodurch

dessen Kolbenstange den Mitnehmer 28 mitnimmt und die vertikale Welle 25 (Fig.4) dreht. Dabei dreht die vertikale Welle 25 das an der horizontalen Welle 32 montierte Stellglied 35 in der Horizontalebene in Richtung zum Induktor 12, d. h. in den Bereich, in dem die Auftragsschweißung durchgeführt wird, und setzt ferner über das Getriebe 80 die Schwenkbühne 8 zur Aufstellung der Anordnung für die Zuführung des Ventils in den Induktor 12 und zum Spannfutter 13 unter dem Induktor 12 in Bewegung. Die horizontale Welle 32 dreht sich relativ zur Vertikalachse und führt ferner eine Drehung um ihre Achse durch, in dem das Kegelrad 33 am feststehenden Zahnsegment 34 abrollt. Das Stellglied 35 führt also eine Drehbewegung in der I lorizontal- und Vertikalebene aus.

Zu Beginn der Bewegung des Stellgliedes 35 tritt die Stange 44 außer Eingriff mit dem feststehenden Anschlag 58, bewegt sich unter Einwirkung der Feder 53 aufwärts und nimmt das Gleitstück 45 mit. Bei der Aufwärtsbewegung des Gleitstücks 45 setzt die Zahnstange 54 über das Zwischenrad 56 das Zahnsegment 55 des Untersatzes 39 in Drehbewegung, so daß dieser aufgrund einer Drehung in der Vertikalebene den aufzuschweißenden Ring 6 auf den Schaft des Ventils 4 bringt.

Zugleich bewegt sich die mit dem Gleitstück 45 verbundene Fassung 46 aufwärts und wirkt mit den unteren Flächen der schraubenförmigen Nuten 47 und 48 auf die Rollen 49 und 50 (F i g. 4 und 5), so daß die Mitnehmer 51 und 52 aufeinanderzugeführt werden, wodurch ein Schließen der Spannpratzen 37 und 38 bewirkt wird, so daß der Ventilschaft in dem durch die Nuten 41 und 42 gebildeten Raum eingespannt wird.

Zu Beginn der Bewegung des Stellgliedes 35 erfolgt somit gleichzeitig mit dem Zeitpunkt der Zuführung des aufzuschweißenden Rings 6 auf den Schaft des Ventils 4 durch den Untersatz 39 das Einspannen des Ventilschafts durch die Spannpratzen 37 und 38.

Bei der Bewegung aus der Ausgangsstellung, in der die Aufnahme des Ventils 4 und des Rings 6 erfolgt, in den Bereich, in dem die Auftragsschweißung durchgeführt U/irH H h in ΗαΠ Re*rtnnh in Horn #Hi« A rmrdnttnn Q zum Zuführen des jeweiligen Ventils in den Induktor angeordnet ist. vollführt das Stellglied 35 eine Drehung in der Vertikalebene um 180° und eine Drehung in der Horizontalebene um 90°.

Entsprechend der Drehung des Stellgliedes 35 in der Horizontalebene wird die Schwenkbühne 8, nachdem sie die Endstellung erreicht hat, zum Stehen gebracht. Dabei befindet sich die Anordnung 9 zum Zuführen der Ventile in den Induktor 12 unter diesem und dem Ventilhaltekopf 13.

Nachdem das Stellglied 35 (Fig.4), das um einen Winkel von 180° gedreht ist d. h. mit der Stange 44 und den Spannpratzen 37 und 38 nach unten und mit dem Untersatz 39 nach oben gerichtet ist, den Bereich der Durchführung des Auftragsschweißens erreicht hat, fährt es mit dem Ende der Stange 44 auf die Rolle 60 des beweglichen Anschlags 59 auf. Aufgrund des Zusammenwirkens mit der Rolle 60 wird die Stange 44 in das Gehäuse 36 des Stellglieds 35 etwas hineingedrückt, wobei die Kraft der Feder 53 überwunden wird. Bei dieser Bewegung der Stange 44 und der mit dieser über das Gleitstück 45 verbundenen Fassung 46 wirken die Rächen der schraubenförmigen Nuten 47 und 48 auf die Rollen 49 und 50 der Mitnehmer 51 und 52 und bewegen die Spannpratzen 37 und 38 um einen Winkel Cp₂ (F i g. 6) auseinander, der eine Freigabe des Schaftes des Ventils 4 ermöglicht, jedoch ein Hindurchgleiten des an den Spannpratzen 37 und 38 befindlichen Rings 6 verhindert.

Das Ventil 4 löst sich von den Spannpratzen 37 und

38, bewegt sich ungehindert nach unten, ohne daß das Schaftende den durch die Nuten 41 und 42 gebildeten Raum verläßt, und legt sich mit der Fläche seines Tellers auf die Bühne 69 der Anordnung zum Zuführen des Ventils 4 zum Induktor 12.

Auf einen Steuerbefehl eines nicht dargestellten,

ίο bevorzugt automatischen Steuersystems wird der Druckluftzylinder 62 des beweglichen Anschlags 59 eingeschaltet, wodurch sich die Kolbenstange 61 mit der Rolle 60 nach oben bewegt, sich die Stange 44 um den maximalen Hub zum öffnen der Spannpratzen 37 und 38 um den Winkel ψ} (F i g. 6) verstellt, der ausreichend ist, daß der aufzuschweißende Ring 6 unter Einwirkung der Schwerkraft zwischen diesen hindurchfallen kann. Bei diesem Verstellen des Gleitstücks 45 durch die Stange 44 dreht die Zahnstange 54 über das Zwischenrad 56 den Untersatz 39 nach oben, so daß der Raum unter dem Induktor 12 (F i g. 4) freigegeben wird.

Der von der kegeligen Innenfläche der Schale 67

geführte Ring 6 wird auf den Teller des Ventils 4 aufgesetzt. Das zusammengebaute Ventil, d. h. das Ventil 4 mit dem auf seinen Teller aufgesetzten Ring 6 ist zur Durchführung der Auftragsschweißung bereit.

Aufgrund des Steuersystems wird der Druckluftzylinder 66 eingeschaltet, dessen Kolbenstange sich aufwärts bewegt und das auf der Bühne 69 befindliche Ventil 4

jo mit dem aufgesetzten Ring 6 unmittelbar zur Stelle der Durchführung des Auftragsschweißens bringt. Nachdem das Ende des Schafts des Ventils 4 die Öffnung des Ventilhaltekopfes 13 (Fig. 3) und entsprechend der Teller des Ventils 4 den Ring des Hochfrequenzinduktors 12 erreicht hat, drückt das Schaftende auf einen in der Zeichnung nicht gezeigten, in der Öffnung des Haltekopfes 13 angeordneten Streckenendschalter. Dabei werden gemäß dem Steuersystem Steuerbefehle abgegeben, die ein Einspannen und eine Drehung des Haltekopfes 13, ein Einschalten des Hochfrequenzduktors 12, ein Abwärtsverstellen der Kolbenstange 68

Druckluftzylinder 62 und 29 zur Abführung des Stellglieds 35 von dem Induktor 12 bewirken.

Der Ring 6 aus einer warmfesten Legierung, der im Hochfrequenzstromfeld geschmolzen wird, wird auf den Teller des Ventils 4 aufgeschweißt, das zur gleichmäßigen Verteilung des flüssigen Metalls auf seiner Arbeitsfläche in Drehbewegung versetzt wird.

Wie vorstehend bereits erwähnt wurde, tritt auf einen Steuerbefehl des Steuersystem der Druckluftzylinder 29 in Funktion, wodurch dessen Kolbenstange in die Ausgangsstellung zurückbewegt wird. Bei der Bewegung nimmt die Kolbenstange den Mitnehmer 28 mit, so daß die vertikale Welle 25 des Manipulators 7 (F i g. 4) gedreht wird.

Die senkrechte Antriebswelle 25 dreht dabei in der Horizontalebene das an der horizontalen Welle 32 angeordnete Stellglied 35 und bringt es in die Ausgangsstellung, d. h. in den Bereich der Aufnahme des nächstfolgenden Ventils und des nächstfolgenden aufzuschweißenden Rings. Dabei wird auch die Schwenkbühne 8 über das Getriebe 80 in Bewegung versetzt. Die horizontale Welle 32 und das daran befestigte Stellglied 35 drehen sich bei der Vollführung der Drehung relativ zu der Vertikalebene und durch das Zusammenwirken des Kegelrades 33 und mit dem feststehenden, kegeligen Zahnsegment 34 um ihre

llorizontalachse.

Am Anfang der Bewegung des Stellgliedes 35 gelangt die Stange 44 außer Kontakt mit der Rolle 60 des beweglichen Anschlags 59, wodurch sie unter der Einwirkung der Feder 53 eine fortschreitende Bewegung ausführt, wobei sie das Gleitstück 45 mitnimmt. Bei dieser Bewegung des Gleitstückes 45 wirkt die Zahnstange 54 üb^.r das Zwischenrad 56 auf das Zahnsegment 55 ein, dreht den Untersatz 39 und bringt ihn in die vorherige Stellung, während die Fassung 46 durch die Flächen der schraubenförmigen Nuten 47 und 48 auf die Rollen 49 und 50 einwirkt und diese aufeinanderzuführt, so daß die Spannpratzen 37 und 38 geschlossen werden.

Der Druckluftzylinder 29 dreht die vertikale Welle 25 um 90°, die ihrerseits die Drehung des Stellglieds 35 um einen Winkel von 90° in der Horizontalebene und um einen Winkel von 180° in der Vertikalebene sowie die Drehung der Schwenkbühne 8 um einen Winkel, bei dem das Abgaberohr Il mit der daran montierten Sprühdüse 10 unter den Induktor 12 (Fig. 7) verstellt wird, bewirkt.

Gemäß dem Steuersystem wird über die Rohrleitungen 72 in die Sprühdüse 10 eine Kühlflüssigkeit eingeführt, die auf den Teller des Ventils 4 geleitet wird, um eine gerichtete Kristallisation des aufzuschweißenden Metalls zu gewährleisten.

Die Tropfen des schmelzflüssigen Metalls des schmelzenden Rings fließen von dem Teiler des Ventils 4 herunter, fallen in die Öffnung der Sprühdüse 10, werden von der Kühlflüssigkeit mitgenommen und gelangen durch das Abflußrohr 75 in den Behälter 76.

Zum Zeitpunkt des Rückführens in die Ausgangsstellung fährt das Stellglied 35 (F i g. 4) mit dem Ende seiner Stange 44 auf den feststehenden Anschlag 58 auf. Dabei nehmen die Spannpratzen 37 und 38 sowie der Untersatz 39 wieder ihre Ausgangsstellung ein. Das Stellglied 35 steht bereit zur Aufnahme des nächstfolgenden Paars von Werkstücken, die durch die

ίο Einrichtungen 17 und 22 dem Stellglied 35 zugeführt werden.

Nach dem Verlauf der für das Auftragsschweißen der Arbeitsfläche des Ventils 4 benötigten Zeit werden folgende Vorgänge durchgeführt. Das Zuführen der

Kühlflüssigkeit wird eingestellt, das Futter 13 gelöst und die Druckluftzylinder 29 zum Bewegen des Stellgliedes 35 und der Schwenkbühne 8 zugescha'tet.

Nach dem öffnen des Futters 13 fällt das Ventil 4 über dip rtffnnnc» Hpr .SprühHüsp to in das Abgaberohr !! und gelangt von dort in das zusätzliche Rohr 74. Beim Austritt aus dem zusätzlichen Rohr schlägt das Ventil 4 mit dem Teller gegen die Schraube 77, nimmt eine Stellung mit dem Schaft nach unten gerichtet ein und verläßt die Vorrichtung (F i g. 7 und 8), indem es an den Führungen 79 entlang gleitet.

Gemäß dem Steuersystem bewegt sich das Stellglied 35 mit dem nächstfolgenden Ventil und dem nächstfolgenden aufzuschweißenden Ring in den Bereich der Durchführung des Auftragsschweißens. Der nächste

30. Arbeitszyklus beginnt.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Durchführung von hochfrequenten Auftragsschweißungen an Ventilen für Verbrennungsmotoren durch Aufschmelzen von Ringen aus warmfesten Legierungen auf die Arbeitsflächen der Ventile, mit einem Gestell, auf dem ein Manipulator angeordnet ist, der eine vertikale Antriebswelle zur Aufnahme des jeweiligen Ventils mit dem aufzuschweißenden Ring und zur Halterung des Ventils mit dem Teller nach unten aufweist, mit einem Induktor und einem über dem Induktor befindlichen Ventilhaltekopf, mit einem relativ zum Ventilhaltekopf bewegbaren Hebekopf zum Zuführen des Ventils in den Induktor, mit einer Sprühdüse, mit einer Schwenkbühne und mit einem Abgaberohr zur Abgabe des Ventils aus dem Induktor, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilhaltekopf (13) zum Halten des Ventils im Induktor (12) stationär ist und daß der Hebekopf (S), die Sprühdüse (10) und das Abgaberohr (11) auf der unterhalb des Induktors (Ϊ2) befindlichen Schwenkbühne (8) montiert sind, die über ein Getriebe (80) mit der vertikalen Antriebswelle (25) des Manipulators (7) zum aufeinanderfolgenden Zuführen des Hebekopfes (9), der Sprühdüse (10) und des Abgaberohrs (11) kinematisch verbunden ist

2. Vorrichtung nach Ansppjch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe (80) durch ein auf der Antriebswelle (25) des Manipulators (7) starr angeordnetes Zahnsegment (31) gebildet ist, das mit einem auf de.- Mantelfläche der Schwenkbühne (8) ausgebildeten Zahnsegment (81* im Eingriff steht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprühdüse (10) ringförmig ausgebildet und am Eingang des Abgaberohrs (11) montiert ist.