DE2830023A1

DE2830023A1 - Abgratvorrichtung

Info

Publication number: DE2830023A1
Application number: DE19782830023
Authority: DE
Inventors: Toshihiko Baba; Yoshimasa Komatsu; Takao Suzuki; Akimichi Takeda
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp; Nippon Steel Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp; Nippon Steel Corp
Priority date: 1977-07-12
Filing date: 1978-07-07
Publication date: 1979-01-25
Also published as: JPS5418439A; DE2830023C2; BE877626A; GB2000992A; CH632690A5; GB2000992B; US4205214A; FR2397256A1; FR2397256B1

Description

ME-X-371 GUN

(F-1649) -

1A-2523

MITSUBISHI DENKI KABUSHIKI KAISHA, Tokyo , Japan

NIPPON STEEL CORPORATION,
Tokyo , Japan

Abgratvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Entfernung des Grates und des Stauchmaterials ,welche beim Abbrennstumpfschweißen gebildet werden.

Es ist bereits bekannt, zur Entfernung des Schweißgrates und des Stauchmaterial, welche beim Schweißen gebildet werden, eine Vorrichtung gemäß Fig. 1 zu verwenden. Diese umfaßt einen stationären Rahmen 3 und einen beweglichen Rahmen 4, welche in Richtung der Bewegung der Werkstücke 1 und 2 hintereinander angeordnet sind. Der bewegliche Rahmen 4 ist in horizontaler Richtung zum stationären Rahmen hin und von diesem weg verschiebbar. Der stationäre Rahmen 3 ist mit einem unteren stationärseitigen Elektrodentisch 5b und einem oberen stationär-seitigen Elektrodentisch 5a ausgerüstet. Der obere stationär-seitige Elektrodentisch 5a ist durch eine Preßvorrichtung 7 vertikal verschiebbar und dient zum Einspannen des Werkstücks 1. Der bewegliche Rahmen 4 ist in einem unteren bewegungs-seitigen Elektrodentisch 6b und einem oberen bewegungs-seitigen Elektrodentisch 6a ausgerüstet. Der obere bewegungs-seitige Elektrodentisch -6a ist durch eine Preßeinrichtung 8 verschiebbar und dient zur Einspannung des Werkstücks 2.

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Die Position des beweglichen Rahmens 4 wird durch eine Staucheinrichtung 9 gesteuert.

Nach beendetem Schweißvorgang werden ein oberer Werkzeughalter 10 und ein unterer Werkzeughalter 11 in Tätigkeit gesetzt. Diese befinden sich während des Schweißens in einer Wartestellung außerhalb des Arbeitsbereichs des Schweißapparates. Sie werden in der Richtung der Schweißnaht entlang Führungsflächen bewegt. Hierzu dienen stationär-seitige Werkzeughalterführungen 14a ,14b und bewegungs-seitige Werkzeughalterführungen 15a, 15b. Bei dieser Bewegung der Werkzeughalter werden die Schweißgrate und das Stauchmaterial mit Hilfe von Werkzeugen 12, 13 im oberen Werkzeughalter 10 bzw. im unteren Werkzeughalter 11 entfernt. Fig. 2 zeigt eine vergrößerte Ansicht der Werkzeughalterführung gemäß Fig. 1.

. Im allgemeinen dienen Schweißapparate dieser Art dazu, verschiedenste Bleche zu schweißen, welche von dünnen Blechen (etwa mehrere Millimeter Durchmesser) bis zu dicken Blechen (etwa mehrere 10 Millimeter Dicke) reichen. Demzufolge muß der Abstand L zwischen den Elektroden je nach der Dicke des Bleches variieren, und zwar zu Anfang des Schweißvorgangs sowie auch bei der Endbehandlung. Die dabei auftretenden Vorgänge sollen im folgenden näher erläutert werden.

Zunächst werden die Werkstücke 1 und 2 zwischen den Elektrodentischen eingespannt, und zwar derart, daß zwischen den Werkstücken ein bestimmter Spalt verbleibt. Dieser Spalt ist der Dicke der Werkstücke proportional. Sodann wird der Abbrennstumpf schweißvorgang eingeleitet. Nach beendetem Schweißvorgang muß der Grat und das Stauchmaterial entfernt werden. Nun ist jedoch der Spalt L zwischen den Elektrodentischen zu gering, als daß die Abgratwerkzeuge eingefahren werden könnten. Es ist daher schwierig, das Gratmaterial und Stauchmaterial bei dieser Maschineneinstellung zu entfernen. Man ' geht daher so vor, daß man den oberen Elektrodentisch 6a nach beendetem Schweißen anhebt und den beweglichen Rahmen 4

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verschiebt, bis der Zwischenraum erreicht ist, welcher für die Abgratung des Schweißgrates und des Stauchmaterials erforderlich ist. Sodann wird der obere bewegungs-seitige Elektrodentisch 6a wieder abgesenkt und das Werkstück wird wieder eingespannt. Falls erforderlich, wird auch der obere stationärseitige Elektrodentisch 5a angehoben, worauf man das Werkstück mittels der bewegungs-seitigen Elektrodentische 6a, 6b durch Bewegung des verschiebbaren Rahmens um eine bestimmte Strecke herauszieht, so daß die Schweißstelle sich um eine bestimmte zusätzliche Strecke von den stationärseitigen Elektrodentischen 5a, 5b entfernt und auch die bewegungs-seitigen Elektrodentische 6a, 6b werden um eine geringe Strecke zurückgeschoben, so daß man einen ausreichenden Zwischenraum L zwischen den Werkzeughalterführungen 14a, 14b und 15a, 15b erhält. Die Schweißstelle gelangt in eine Position zwischen den Elektrodentischen. Wie bereits erwähnt, kann je nach den Abmessungen der Werkstücke 1 und 2 die anfänglich für den Schweißvorgang erforderliche Spaltweite zwischen den Elektrodentischen verschieden sein von der Spaltweite, welche für die Einführung der Abgratwerkzeuge erforderlich ist. Gewöhnlich werden mit Schweißapparaten dieser Art verschiedenste Werkstücke geschweißt und es ist erforderlich, den Spalt zwischen den Elektrodentischen je nach der Art des Werkstücks zu ändern. Wenn große Werkstücke 1, 2 geschweißt werden sollen, so erhält man große Schweißgrate und große Stauchmaterialbereiche am Ende des Schweißvorgangs, wobei die Elektrodentische eine große Spaltweite haben müssen. Wenn andererseits kleine Werkstücke 1, 2 geschweißt werden, so sind die Größen der Grate und des Stauchmaterials gering und die Spaltweite zwischen den Elektrodentischen kann am Ende des Schweißvorgangs gering sein. Daher muß die Spaltweite zwischen den Elektrodentischen auch verbreitert werden, je nach dem Raum, welcher für die Abgratung erforderlich ist.

Bekanntlich müssen die Elektrodentische 5a, 5b und 6a, 6b mit äußerst hohen Kräften auf die Werkstücke gepreßt werden,

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so daß gewöhnlich schwere und große Elektrodentische erforderlich sind, sowie große Preßeinrichtungen 7, 8. Daher erfordert das Anheben, das Absenken und das Verschieben der Elektrodentische eine beträchtliche Zeitdauer und sehr viel Energie.

Die Zeitdauer vom Ende des Schweißvorganges bis zum Abgraten (Entfernung des Grates und des Stauchmaterials] ist zu lang, da die schweren Elektrodentische angehoben, verschoben und abgesenkt werden müssen. Während dieser längeren Zeitdauer sinkt die Temperatur des Grats und des Stauchmaterials im Schweißbereich, so daß dieses erhärtet und dem Abgraten einen erhöhten Widerstand entgegensetzt. Dies hat zur Folge, daß nachteiligerweise das Band für die Endlosverschweißung der Bleche eine größere Stillstandzeit hat. Daher hat man bei herkömmlichen Anlagen zur Entfernung des Grates und des Stauchmaterials jeweils 4 bis 5 Werkzeuge eingesetzt für die Bearbeitung 'der oberen Fläche und der unteren Fläche des Werkstücks, um die Abgratung trotz des hohen Widerstandes des Materials durchführen zu können.

Somit ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die oben genannten Nachteile zu überwinden und eine Vorrichtung zur Entfernung des Schweißgrates und des Stauchmaterials zu schaffen, welche Hauptspanneinrichtungen umfaßt sowie Elektrodentische, welche leicht angehoben, abgesenkt und verschoben werden können, so daß die Abgratbearbeitung unmittelbar nach dem Schweißvorgang erfolgen kann. Es ist ferner Aufgabe der Erfindung, die Entfernung des Grates und des Stauchmaterials kurze Zeit nach dem Schweißvorgang durchzuführen, indem man die Werkstückspannfunktion einer Hauptspanneinrichtung zuweist und die Schweißstromeinspeisungsfunktion einem Elektrodentisch zuweist.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Hauptspanneinrichtung schwer ausgeführt, während der Elektrodentisch leicht ist und daher leicht bewegbar ist. Der leichtgewichtige Elektrodentisch kann in kürzester Zeit nach Durchführung des

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Schweißvorganges zurückgeschoben werden, so daß im Bereich der Schweißnaht ein genügender Zwischenraum für die Einführung der Werkzeughalterungen mit den Werkzeugen für die Entfernung des Grates und des Staubmaterials gebildet wird. Die erfindungsgemäße Vorrichtung erlaubt es, die Entfernung des Grates und des Stauchmaterials schon vorzunehmen, während das Stauchmaterial und der Grat noch eine relativ hohe Temperatur haben und daher weich sind und leicht entfernt werden können. Daher ist der Abgratvorgang in kürzester Zeit beendet und es reicht aus,zum Abgraten ein Werkzeug-Paar zu verwenden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Frontansicht eines herkömmlichen Schweißapparates;

Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht der Werkzeughalterführung des herkömmlichen Schweißapparates gemäß Fig. 1 ;

Fig. 3 eine Frontschnittansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schweißapparates;

Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV der Fig. 3;

Fig. 5 eine Frontschnittansicht des erfindungsgemäßen Schweißapparates während des Abgratvorgangs;

Fig. 6 eine vergrößerte Teilansicht einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schweißapparates und

Fig. 7 eine Seitenansicht der Werkzeughalterungen mit Werkzeugen, teilweise im Schnitt.

Fig. 3 zeigt eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schweißapparates mit einem prinzipell neuen Merkmal, nämlich der Trennung der Werkstückspannfunktion und der Funktionen der Einstellung des Werkstücküberstandes über die Elektroden, der Einspeisung des Schweißstroms und der Verhinderung der Rückwärtsbewegung des Werkstücks. Dieses Merkmal findet sich bei dem herkömmlichen Schweißapparat nicht.

Eine stationär-seitige Stelleinrichtung 20a zur Einstellung des Elektrodenüberstandes ist in einer Führung einer stationär-

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seitigen Hauptspanneinrichtung 35a gelagert und ein stationärseitiger oberer Elektrodentisch 16 und eine stationär-seitige Elektrodentischpreßeinrichtung 22 sind am vorderen Ende der Stelleinrichtung 20 vorgesehen. Eine weitere stationär-seitige Stelleinrichtung 20b zur Einstellung des Elektrodenüberstandes ist in einer Führung einer stationär-seitigen unteren Spanneinrichtung 35b gelagert und trägt an ihrem vorderen Ende einen unteren stationär-seitigen Elektrodentisch 17. Bewegungs-seitig ist die gleiche Anordnung vorgesehen mit einer bewegungs-seitigen oberen Hauptspanneinrichtung 36a, einer bewegungs-seitigen oberen Stelleinrichtung 21a zur Einstellung des Elektrodenüberstandes, einem bewegungs-seitigen oberen Elektrodentisch 18 und einer bewegungs-seitigen Elektrodentischpreßeinrichtung 23 sowie mit einer bewegungsseitigen unteren Hauptspanneinrichtung 36b, einer bewegungsseitigen unteren Stellvorrichtung 21b zur Einstellung des Elektrodenüberstandes und einem bewegungs-seitigen unteren Elektrodentisch 19. Am stationären Rahmen 3 sind Werkzeughalterführungen 24, 25 ausgebildet. Fig. 4 zeigt einen Schnitt entlang der Linie IV-IV der Fig. 3, wobei die Elektrodentische 16,17,18, 19 sich durch das Innere der Hauptspannvorrichtungen 35a, 35b, 36a, 36b erstrecken.

Fig. 5 zeigt die Positionierung, bei der die Stelleinrichtungen 20a, 20b, 21a, 21b zur Einstellung des Elektrodenüberstandes jeweils nach dem Schweißen zurückgezogen sind und wobei der obere Werkzeughalter 26 mit einem Werkzeug 28 und der untere Werkzeughalter 27 mit einem Werkzeug 29 jeweils in die Werkzeughalterführungen 24, 25 eingeführt sind. Bei dem erfindungsgemäßen Schweißapparat werden die oberen Elektrodentische 16,-18 unmittelbar nach dem Schweißvorgang angehoben und verschoben. Dann werden die Elektrodentische 16, 18 wieder abgesenkt. Auf diese Weise erhält man einen ausreichenden Zwischenraum für die Einführung der Werkzeughalterungen 26, 27 zum Zwecke der Abgratung des Schweißgrates und des Stauchmaterials. Nunmehr können die Werkzeughalterungen

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26, 27 mit den Werkzeugen 28, 29 entlang der Schweißnaht verschoben werden und das Stauchmaterial und den Schweißgrat entfernen.

Die Werkzeughalterungen 26, 27 können gemäß Fig. 5 nur auf einer Seite gelagert sein (am stationärem Rahmen). Andererseits können sie aber auch gemäß Fig. 6 zu beiden Seiten gelagert sein, d. h. am stationären Rahmen und am beweglichen Rahmen. Es ist vorteilhaft, wenn die zusätzliche Führung an dem beweglichen Rahmen eine Bewegung in vertikaler Richtung verhindert, aber Bewegungsfreiheit in horizontaler Richtung nach rechts und links in den Werkzeughalterhilfsführungen 30, 31 erlaubt.

Fig. 7 zeigt eine Ausführungsform des Werkzeughalters mit dem Werkzeug zur Entfernung des Schweißgrates und des Stauchmaterials. Die Werkzeuge 28, 2 9 werden von einem Werkzeug-' futter 32 gehalten, so daß der Werkzeugüberstand auf einfache Weise mit einem Stellbolzen 33 eingestellt werden kann. Das Werkzeugfutter 32 ist jeweils in den Werkzeughalterungen und 27 befestigt.

Bei den beschriebenen Ausführungsformen werden die Elektrodentische 16, 18 angehoben und dann verschoben. Die Preßkräfte für die Elektrodentische 16, 18 sind beträchtlich geringer als diejenigen für die Hauptspanneinrichtungen 35a, 35b und 36a, 36b. Man kann die Elektrodentische 16, verschieben, wobei die Elektrodentische 16, 18 über die Werkstücke gleiten. Hierzu ist es lediglich erforderlich, den hydraulischen Druck der Elektrodenpreßeinrichtungen 22, 23 zu senken. Daher kann die gesamte Zeitdauer zur Verschiebung der Elektroden verkürzt werden, so daß der Betriebsablauf erheblich verbessert wird.

Bei der beschriebenen Ausführungsform sind die Werkzeughalterführungen 24, 25 und die Hilfsführungen 30, 31 jeweils im stationären Rahmen 3 bzw. im beweglichen Rahmen 4 ausge-

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bildet. Die gleiche Funktion kann erhalten werden, wenn man die Werkzeughalterführungen und die HiIfsführungen in den Hauptspannvorrichtungen 35a,- 35b und 36a, 36b ausbildet.

Bei der beschriebenen Ausführungsform ist für die obere Fläche und die untere Fläche des Werkstücks jeweils nur ein Werkzeug vorgesehen. Man kann jedoch eine größere Anzahl von Werkzeugen für die beiden Flächen vorsehen, und zwar jeweils die optimale Anzahl unter dem Gesichtspunkt der Werkzeuglebensdauer und der Genauigkeit der Abgratbearbeitung usw.

Die erfindungsgemäß angestrebten Vorteile können erhalten werden, da die Elektrodentische 16, 17 und 18, 19 ein geringes Gewicht haben und leicht bewegt werden können, im Gegensatz zur Bewegung von schweren Elektrodentischen 5a, 6a der herkömmlichen Schweißvorrichtung. Daher ist die Gesamtzeitdauer vom Ende des Schweißvorganges bis z.um Beginn des Abgratvorgangs zur Entfernung des Schweißgrates und des Stauchmaterials erheblich verkürzt und die Abgratung des Schweißgrates und des Stauchmaterials erfolgt während diese noch eine relativ hohe Temperatur haben. Daher erfolgt die Abgratung im heißen Zustand so daß die Beanspruchung des Werkzeugs verringert ist. Man kann daher die Abgratung mit einem Werkzeugpaar für beide Werkstückflächen durchführen. Dieser Umstand ist besonders vorteilhaft im Hinblick auf einen einfachen Aufbau der Werkzeughai terungen und im Hinblick auf die Einstellung und Wartung der Werkzeuge und im Hinblick auf die Entfernung von Staub und Spänen. Darüber hinaus ist die Hublänge oder Vorschublänge der Werkzeuge verkürzt, da sowohl die obere Fläche als auch die untere Fläche nur mit je einem Werkzeug bearbeitet werden. Darüber hinaus wird durch die Abgratung bei höherer Temperatur dem Abgratwerkzeug nur ein geringerer spezifischer Widerstand entgegengesetzt, so daß die Belastung der Werkzeuge herabgesetzt ist und die Lebensdauer derselben erhöht ist.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

Vj_-1/ Stumpfschweißapparat mit zwei Elektrodentisch-Paaren zum Einspeisen des Schweißstroms in die Werkstücke und mit einer Abgrateinrichtung zur Entfernung des Schweißgrates und des Stauchmaterials, welche mindestens eine, mindestens ein Werkzeug tragende, nach dem Zurückziehen mindestens eines der Elektrodentisch-Paare, zwischen diesen entlang der Schweißnaht führbare Werkzeughalterung umfaßt, gekennzeichnet durch mindestens eine, von den Elektrodentisch-Paaren (16,17;18,19) getrennte Werkstückhauptspanneinrichtung (35a,35b;36a,36b) auf der der Schweißnaht abgewandten Seite der Elektrodentisch-Paare (16,17;18,19), wobei die Elektrodentisch-Paare (16,17;18,19) bei zusammengepreßten Werkstückspanneinrichtungen (35a,35b;36a,36b) relativ zu diesen und relativ zur Schweißnaht verschiebbar sind.
2. Stumpfschweißapparat nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mindestens ein Paar Werkzeuge (28,29) zur Abgratung der Vorderseite und der Rückseite des Werkstücks (1,2).
3. Stumpfschweißapparat nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der stationäre Rahmen

(3) als auch der bewegliche Rahmen (4) ein Paar Ilauptspanneinrichtungen (35a,35b;36a,36b) aufweist.
4. Stumpfschweißapparat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeughalterungen (26,27) in Werkzeughalterungs-Führungsnuten (24,25) in der der Schweißnaht zugewandten Fläche des stationären Rahmens (3) geführt sind.
5. Stumpfschweißapparat nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeughalterungen (26,27) zusätzlich in Führungsnuten (30,31) in der der Schweißnaht zugewandten Fläche des beweglichen Rahmens (4) geführt sind.

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ORIGINAL INSPECTED
6. StumpfSchweißapparat nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Elektrodentischpaare (16,17;18,19) einen stationären Elektrodentisch (17;19) und einen durch eine Preßeinrichtung (22;23) betätigbaren beweglichen Elektrodentisch (16; 18) umfaßt.

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