DE2832789A1

DE2832789A1 - Widerstandsstumpf- oder -abbrennstumpfschweissmaschine

Info

Publication number: DE2832789A1
Application number: DE19782832789
Authority: DE
Inventors: Hans-Rudolf Zollinger
Original assignee: HA Schlatter AG
Current assignee: HA Schlatter AG
Priority date: 1977-09-12
Filing date: 1978-07-26
Publication date: 1979-03-22
Also published as: JPS5443847A; FR2402511A1; GB2003777A; BE870358A; AU3922778A; SE7809525L; IT7869095A0

Description

LANDWiL-HKiTR. 37 EOOO MÜNCHEN 2 TEL. 0 83 / 59 67 64

München, den 25. Juli 19?8 Anwaltsaktenz.: 46 - Pat. 51

H. A. Schlatter AG₁ Brandstraße, CH 8952 Schlieren, Schweiz

Widerstandsstumpf- oder -abbrennstumpfschweißmaschine

; Die Erfindung betrifft eine Widerstandsstumpf- oder -abbrenn- ; stumpfschweißmaschine mit einer feststehenden Spannvorrichtung und einer zur Ausführung der Vor- und Rückschubbewegung bewegbaren Spannvorrichtung, die auf einer Tragplatte montiert ist, die an ihrem in Vorschubrichtung vorderen Rand und an ihrem in I Vorschubrichtung hinteren Rand in der Vor- und Rückschubrichj tung bewegbar abgestützt ist, und mit einer Vor- und Rückj Schubvorrichtung, die am Maschinengestellt abgestützt ist und

i :.

ι an der Tragplatte angreift. Üblicherweise dienen die Spannvorrichtungen auch zur Sclnieißstromzuführung zu den eingespannten Werkstuckenden.

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Aus der CH-PS 489 315 ist es bekannt, die Tragplatte an ihrem -_; in Vorschubrichtung vorderen Rand und an ihrem in Vorschubrichtung hinteren Rand je auf ein zur Vor- und Rückschubrichtung senkrechtes Stehblech abzustützen, das oben fest mit der Tragplatte, unten fest mit der Basis des Maschinengestells verbunden und zur Ausführung der Vor- und Rückschubbewegung der die bewegbare Spannvorrichtung tragenden Tragplatte elastisch biegsam ist.

Ijiese Abstützung der Tragplatte arbeitet im Gegensatz zu der sonst üblichen Schlittenführung ohne gleitende oder rollende Reibung, erfordert keine periodische Reinigung und Schmierung, hat keine einer Abnutzung unterworfenen-Teile und ist einfach ohne Präzisionsarbeit herstellbar. Nicht zu hohe Schweissströme können durch die Stehbleche zugeführt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bewegbare Spannvorrichtung unter Beibehaltung der Vorteile der Abstützung auf Stehbleche, also ohne eine Schlittenführung, so abzustützen, dass sie nur einen einzigen Translationsfreiheitsgrad hat, so dass auch bei grossen Schweisskräften, deren Vektor nicht oder nicht senkrecht durch den Schwerpunkt der zu verschweissenden Fläche geht, eine einwandfreie Geradführung gewährleistet ist.

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Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass die Tragplatte mindestens an ihrem in Vorschubrichtung vorderen Rand auf Gelenkstützen abgestützt ist, die an der Tragplatte und an der Basis des Maschinengestells in der Vor- und Rückschubrichtung schwenkbar angelenkt sind. Da die Höhe der Gelenkstützen (ebenso wie die Höhe der Stehbleche) gross gegenüber der Vor- oder Rückschubstrecke sein muss, damit eine praktisch gerade Vor- und Rückschubbewegung erzielt wird, ist die Winkelbewegung der Gelenkstützen beim Vor- und Rückschub so klein, dass die Reibung in deren Gelenken keine Rolle spielt, praktisch keine Abnutzung auftritt, und die Abmessungen der Gelenke sind (im Vergleich zu den Abmessungen einer Schlittenführung) so klein, dass die Gelenke ohne irgendwelche Schwierigkeiten (z.B. durch Manschetten) vor Verunreinigung, insbesondere durch Schweissspritzer, zuverlässig und dauerhaft geschützt werden können.

Zweckmässig ist zur zusätzlichen Sicherung gegen seitliche Führungsabweichungen eine horizontale Gelenkstange einerseits an einem Ende des vorderen Randes der Tragplatte und andererseits an der dem anderen Ende dieses Randes benachbarten Seite des Maschinengestells in der Vor- und Rückschubrichtung schwenkbar angelenkt. Weil diese Gelenkstange sich dabei von einem Ende dea vorderen Randes der

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Tragplatte bis über dessen anderes Ende hinaas erstreckt, kann sie, ohne über das Maschinengestell weit hinauszuragen, hinreichend lang für eine praktisch gerade Vor- und Rückschubbewegung bemessen werden.

Der in Vorschubrichtung hintere Rand der Tragplatte kann entweder, wie an sich bekannt, auf ein Standblech oder ebenso wie der in Vorschubrichtung vordere Rand auf Gelenkstützen abgestützt und durch eine Gelenkstange mit dem Maschinengestell verbunden sein. Auch könnte die Tragplatte zwischen ihrem vorderen und hinteren Rand auf mindestens ein weiteres Paar Gelenkstützen oder mindestens ein weiteres Stehblech abgestützt werden.

Eine vorzugsweise Weiterbildung der Ausführungsform mit der Gelenkstange bzw. den Gelenkstangen ermöglicht auf einfache Weise eine Höhen-, Seiten- und Winkelverstellung der bewegbaren in Bezug auf die feststehende Spannvorrichtung. Bei dieser Weiterbildung sind die Gelenkstützen in der Vor- und RUckschubrichtung sowie in einer dazu senkrechten Ebene schwenkbar an der Tragplatte und der Basis des Maschinengestells angelenkt, und die Gelenkstange oder Gelenkstangen sind horizontal und vertikal schwenkbar ander Tragplatte und der Seite des Maschinengestells angelenkt, die Gelenke, mit denen die

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Gelenkstützen an der Basis des Maschinengestells angelenkt sind, sind vertikal verstellbar, und das bzw. die Gelenke, mit denen die Gelenkstange bzw. -stangen an der Seite des Maschinengestells angelenkt sind, sind horizontal, quer zur Vor- und Rückschubrichtung verstellbar.

Dabei haben die Gelenke zweckmässig sphärische Gleitflächen. Bei einer vorzugsweisen Ausführung dieser Art haben die Gelenke einen fest mit der Gelenkstütze bzw. Gelenkstange verbundenen Aussenring mit sphärischer Innenfläche, die auf einer sphärischen Aussenfläche eines Innenringes gelagert ist, der auf einem exzentrischen Zapfen einer Welle sitzt, an der eine Verstellvorrichtung angreift, insbesondere eine am Maschinengestell abgestützte Kolben-Zylinder-Einheit. Die Zapfen gemeinsam zu verstellender Gelenke können an derselben Welle angebracht sein.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Widerstandsstumpfschweissmaschine mit teilweise herausgebrochener, in der Figur vorderer Seitenwand,

Fig. 2 eine Ansicht nach der Linie II-II in Fig. 1, in grösserem Massstab, ohne die bewegbare Spannvorrichtung, teilweise im Schnitt,

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Fig. 3 eine Einzelheit von Fig. 2, in grösserem Massstab,

Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 2, im Massstab der Fig. 3,

Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V in Fig. 2, im Massstab der Fig. 3 und 4

Fig. 6 eine Teilansicht in Richtung des Pfeiles VI'in Fig. 2, im Massstab der Fig. 3 bis 5·

Die dargestellte Maschine hat ein Maschinengestell mit einer Basis 1, einer in Vorschubrichtung 2 linken, in Fig. 1 teilweise ausgebrochenen Seitenwand 3 und einer in dieser Richtung rechten Seitenwand 4. Eine Spannvorrichtung 5 für eines der zu verschweissenden Werkstücke ist fest auf dem Maschinengestell montiert. Eine Spannvorrichtung 6 für das andere der zu verschweissenden Werkstücke ist auf einer Tragplatte. 7 montiert, die in der Vorschubrichtung 2 und in der dazu entgegengesetzten Rückschubrichtung bewegbar abgestützt ist (Die Werkstücke sind nicht dargestellt). Die beiden Spannvorrichtungen 5 und 6 sind in Bezug auf einander elektrisch isoliert und je mit einem Sekundärpol eines Schweisstransformators 8 verbunden, wobei die Verbindung mit der bewegbaren Spannvorrichtung 6 flexibel ist (Die Isolierung, die Sekundärpole und deren Verbindungen sind nicht dargestellt). Eine die Vor-und Rückschubbewegung erzeugende, doppeltwirkende, hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit 9 ist schwenkbar an den Seitenwänden 3 und 4 des Maschinengestells ge-

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lagert, ihre Kolbenstange 10 ist auf die Schweissstelle zwischen den Spannvorrichtungen 5 und 6 gerichtet und an der Tragplatte 7 angelenkt.

Die Tragplatte 7 ist an ihrem in Vorschubrichtung 2 vorderen Rand 11 auf zwei annähernd vertikalen Gelenkstützen 12 und 15, an ihrem in Vorschubrichtung 2 hinteren Rand 14 auf einem biegsamen, annähernd vertikalen Stehblech 15 abgestützt, das senkrecht zur Vorschubrichtung 2 angeordnet ist. Ein Ende einer annähernd horizontalen, zur Vorschubrichtung 2 annähernd rechtwinkligen Gelenkstange 16 ist neben dem oberen Gelenk 17 der in Vorschubrichtung 2 linken Gelenkstütze 12 an einer fest mit der Tragplatte 7 verbundenen Traverse 18 angeüaikt. Das andere Ende der Gelenkstange 16 ist neben der Seitenwand 4 gelenkig abgestützt.

Die Höhe der Gelenkstützen 12 und 13 und des Stehbleches 15, sowie die Länge der Gelenkstange 16 ist im Vergleich zum Vorschubweg der bewegbaren Spannvorrichtung 6 so gross bemessen, dass dieser theoretisch kreisbogenförmige Weg praktisch geradlinig ist.

Die oberen Gelenke 17, 19 und die unteren Gelenke 20, 21 der Gelenkstützen 12 und 13 sowie die beiden Gelenke 23 und 24 der Gelenkstange 16 haben sphärische Gleitflächen, sie bestehen, wie Fig. 3 für das Gelenk 21 und Fig. 4 für das Gelenk 23 zeigt, aus einem fest mit der Gelenkstütze I3 bzw. der Gelenkstange 16 verbundenen Aussenring bzw. 26 mit sphärischer Innenfläche, die auf einer sphärischen Aussenflache eines Tnnenringes 27 bzw. 28 gelagert ist, der auf einem

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Zapfen 29 bzw. 30 sitzt. Die Zapfen der Gelenke 17 und 19 sitzen in der Traverse 18, der Zapfen 29 des Gelenkes 21 und der entsprechende Zapfen 31 des Gelenkes 20 sitzen in einem Balken 32, und der Zapfen 30 des Gelenkes 23 sitzt in einem U-förmigen Zapfenträger (Pig. 4). Dabei haben die Aussenringe der Gelenke 17 und 19 je in einer Aussparung der Traverse 18, die Aussenringe der Gelenke 20 und 21 je in einer Aussparung des Balkens 32 und der Aussenring des Gelenkes 23 im U-förmigen Zapfenträger 33 einen seitlichen Spielraum, der eine Taumelbewegung jedes dieser Aussenringe in Bezug auf den zugeordneten Zapfen ermöglicht.

Der Balken 32 hat an jeder Stirnseite einen Achsstummel 34» bzw. 35» der in einem Lager 36 bzw. 37 an einem unteren Teil der Seitenwand 3 bzw. 4 des Maschinengestells gelagert ist. Die gemeinsame Achsenlinie der Achsstummel 34 und 35 verläuft parallel, exzentrisch zur gemeinsamen Achsenlinie der Zapfen 29 und 31 der Gelenke 21 und 20, wie Pig. 5 zeigt, in welcher der vor der Schnittebene V-V (Fig. 2) liegende Achsstummel 34 durch einen strichpunktierten Kreis dargestellt ist.

Der Balken 32 ist mit einer Kurbel 38 versehen, an der die Kolbenstange 39 einer doppeltwirkenden, hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheit 40 angreift, die schwenkbar an einem Lagerbock 41 an der Basis 1 des Maschinengestells abgestützt ist. Durch Beaufschlagung der Kolben-Zylinder-Einheit 40 kann der Balken 32 in der einen oder anderen Richtung des Doppelpfeiles 42 gedreht werden, wodurch die

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Zapfen 31 und 29 der Gelenke 20 und 21, die exzentrisch zur Drehachse des Balkens 32 sind, gehoben bzw₀ gesenkt und damit auch die Spannvorrichtung 6 um z„B„ 5 mm gehoben bzw. gesenkt wird= Dies ermöglicht es, das in diese Spannvorrichtung 6 eingespannte Werkstück vertikal in Bezug auf das in die andere Spannvorrichtung 5 eingespannte Werkstück auszurichten.

Der Zapfen 43 des Gelenks 24 sitzt exzentrisch an der oberen Stirnseite einer vertikalen Welle 44 ₉ die in den Lagern zweier, an der Aussenseite der Seitenwand 4 befestigter Lagerböcke 45 und 46 (in Fig. 6 teilweise weggebrochen) gelagert und mit einer Kurbel 47 versehen ist, an der die Kolbenstange 48 einer hydraulischen„ doppeltwirkenden Kolben-Zylinder-Einheit 49 angreift, deren Zylinder schwenkbar an einem Lagerbock 50 an der Seitenwand 4 des Maschinengestells abgestützt ist. Durch Beaufschlagung der Kolben-Zylinder-Einheit 49 kann die Welle 44 in der einen oder anderen Richtung des Doppelpfeiles 51 gedreht und dadurch der Abstand des exzentrischen Zapfens 43 von der Ebene der Seitenwand 4 geändert werden, wobei die Gelenkstange 16 die Tragplatte 7 und damit die Spannvorrichtung horizontal, senkrecht zur Vorschubrichtung 2 bex^egt. Dies ermöglicht es, das in diese Spannvorrichtung 6 eingespannte Werkstück seitlich in Bezug auf das in die andere Spannvorrichtung 5 eingespannte Werkstück in einem Bereich von Z₀B₀ =5 am auszurichten,,

Das Stehblech 15 ist oben an den in Vorsohubriehtung 2 hinteren Rand 14 der Tragplatte 7 und unten an ein an der Basis 1 befestigtes Winkeleisen 52 geschraubt«,

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Der in Vorschubrichtung hintere Rand 14 der Tragplatte 7 kann statt mittels des Stehbleches 15 auch mittels zweier weiterer Gelenkstützen und einer weiteren Gelenkstange ebenso abgestützt werden wie der in Vorschubrichtung vordere Rand 11. Dabei können der Balken 32 und der ihm entsprechende, hintere Balken für die weiteren (hinteren) Gelenkstützen gemeinsam angetrieben sein (z.B. indem die Kurbel 38 mit der entsprechenden Kurbel des hinteren Balkens durch eine Kurbelstange verbunden ist), wodurch eine nur translätorische Aufoder Abwärtsbewegung der Tragplatte 7 mit der Spannvorrichtung 6 erzielt wird. Es kann aber auch eine separate, den Teilen 38 bis 41 entsprechende Antriebsvorrichtung für den hinteren Balken vorgesehen werden, um die Tragplatte 7 um ihre horizontale, zur Vorschubrichtung 2 rechtwinklige Mittellinie zu drehen und damit die Spannvorrichtung 6 demgemäss zu schwenken. Mit vorderen und hinteren Gelenkstützen kann die Maschine auch so ausgeführt werden, dass das Gelenk 20 gemeinsam mit dem entsprechenden Gelenk der in Vorschubrichtung 2 linken, hinteren Gelenkstütze und unabhängig davon das Gelenk 21 gemeinsam mit dem entsprechenden Gelenk der hinteren, in Vorschubrichtung 2 rechten Gelenkstütze gehoben und gesenkt werden kann, um die Tragplatte 7 um ihre horizontale, zur Vorschubrichtung parallele Mittellinie zu drehen und die Spannvorrichtung 6 demgemäss zu schwenken. Zu diesem Zwecke können das Gelenk 20 und das entsprechende hintere Gelenk an einem, das Gelenk 21 und das entsprechende hintere Gelenk an einem zweiten Balken gelagert sein, wobei diese Balken so wie der Balken 32 ausgeführt und einzeln angetrieben, aber in Längsrichtung der Maschine (also parallel zur Vorschubrichtung 2) angeordnet sind. Entsprechend können das Gelenk 24 und das ent-

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sprechende Gelenk der hinteren Gelenkstange entweder unabhängig voneinander seitlich bewegbar sein, um die Tragplatte 7 um eine vertikale, zentrale Achse zu schwenken, oder gemeinsam seitlich bewegbar sein, um die Tragplatte 7 seitlich zu verschieben. Zum letzteren Zwecke können die Zapfen dieser Gelenke gemeinsam an einer der Welle 44 entsprechenden, aber horizontal gelagerten Welle exzentrisch angebracht werden, wobei auch die Ringe dieser Gelenke mit horizontaler Achse anzuordnen sind. Das Heben, Senken und seitliche Verstellen der Tragplatte 7 mit der Spannvorrichtung 6 ermöglicht es, die zu verschweissenden Enden der in der richtigen gegenseitigen Winkellage in die Spannvorrichtung eingespannten Werkstücke in Bezug aufeinander genau auszurichten. Durch Drehung der Tragplatte 7 mit der Spannvorrichtung 6 können beim Einspannen der Werkstücke entstandene Winkelfehler der gegenseitigen Lage der Werkstücke korrigiert, aber auch die Winkelfehler, die bei in richtiger gegenseitiger Lage eingespannten Werkstücken mit unsymmetrischem Querschnitt auftreten, vermieden werden, indem die Werkstücke in der im zusfimmengeschweissten Zustand gewünschten gegenseitigen Lage eingespannt, die Spannvorrichtung 6 danach um einen Winkel, der dem durch Probeschweissungen ermittelten, beim Schweissen auftretenden Winkelfehler entgegengesetzt gleich ist, gedreht wird, und die zusammenzuschweissenden Stirnflächen der Werkstücke erforderlichenfalls durch Heben oder Senken oder seitliches Verstellen der Spannvorrichtung 6 aufeinander ausgerichtet werden, bevor geachweisst wird.

HK/eb-5852
5.9.77

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Leerseste

Claims

Patentansprüche

/ l.yWiderstandsstumpf- oder -abbrennstumpfschweiasmaschine mit einer feststehenden Spannvorrichtung (5) und einer zur Ausführung der Vorschubbewegung (2) und Rückschubbewegung bewegbaren Spannvorrichtung (6), die auf einer Tragplatte (7) montiert ist, die an ihrem in Vorschubrichtung (2) vorderen und an ihrem in Vorschubrichtung (2) hinteren Rand (11, 14) in der Vor- und Rückschubrichtung bewegbar abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragplatte (7) mindestens an ihrem in Vorschubrichtung (2) vorderem Rand (11) auf Gelenkstützen (12, 13) abgestützt ist, die an der Tragplatte (7) und an der Basis (l) des Maschinengestells in der Vor- und Rückschubrichtung schwenkbar angelenkt sind.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine wenigstens annähernd horizontale Gelenkstange (16) einerseits an einem Ende des vorderen Randes (11) der Tragplatte (7) und andererseits an der dem anderen Ende dieses Randes (ll) benachbarten Seite (4) des Maschinengestells in der Vor- und Rückschubrichtung schwenkbar angelenkt ist.

3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der hintere Rand (14) der Tragplatte (7) auf einem Stehblech (15) abgestützt ist, das oben fest mit der Tragplatte (7), unten fest mit der Basis (1) des Maschinengestells verbunden und in der Vor- und Rückschubrichtung elastisch biegsam ist. **,«**»*

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4. Maschine nach Ansprach 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragplatte an ihrem in Vorschubrichtung hinteren Rand auf Gelenkstützen abgestützt ist, die an der Tragplatte und an der Basis des Maschinengestells in der Vor- und Rückschubrichtung schwenkbar angelenkt sind, und dass eine wenigstens annähernd horizontale Gelenkstange einerseits an einem Ende des hinteren Randes der Tragplatte und andererseits an der dem anderen Ende dieses Randes benachbarten Seite des Maschinengestells in der Vor-.und Rückschubrichtung schwenkbar angelenkt ist.

5. Maschine nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenkstange (16) oder -stangen auch in einer zur Vor- und Rückschubrichtung senkrechten Ebene schwenkbar und die Gelenke (20, 21), mit denen die Gelenkstützen (12, 13) an der Basis (1) des Maschinengestells angelenkt sind, vertikal verstellbar sind.

6. Maschine nach Anspruch 2, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenkstützen (12, 13) auch in einer zur Vor-und Rückschubrichtung senkrechten Ebene schwenkbar und das Gelenk (24) bzw. die Gelenke, mit denen die Gelenkstange (16) bzw. -stangen an der Seite (4) des Maschinengestells angelenkt sind, horizontal quer zur Vor- und Rückschubrichtung verstellbar sind.

7« Maschine nach Anspruch 2, 3» 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenke (17, 19, 20, 21, 23, 24) der Gelenkstützen (12, 13)

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und der Gelenkstange (16) bzw. -stangen sphärische Gleitflächen haben.

8. Maschine nach Ansprach 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenke (17, 19, 20, 21, 23, 24) einen fest mit der Gelenkstütze (12, 13) bzw. der Gelenkstange (16) verbundenen Aussenring (25 bzw. 26) mit sphärischer Innenfläche haben, die auf einer entsprechenden sphärischen Aussenfläche eines das andere Gelenkglied bildenden Innenringes (27 bzw. 28) gelagert ist.

9. Maschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenring (27) der Gelenke (20, 21), mit denen die Gelenkstützen (12, 13) an der Basis (1) des Maschinengestells angelenkt sind, auf exzentrischen Zapfen (29, 31) eines Teiles (32) sitzen, der um eine horizontale Achse (34, 35) mittels einer Antriebsvorrichtung (38, 39, 40) drehbar ist, und dass der Innenring des Gelenkes (24) bzw. der Gelenke, mit denen die_Gelenkstange (16) bzw. -stangen an der Seite (4) des Maschinengestells angelenkt sind, auf exzentrischen Zapfen (43) eines Teiles (44) sitzen, der um eine in einer vertikalen Ebene liegende Achse drehbar ist.

10. Maschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer (32) der drehbaren Teile (32, 44) die exzentrischen Zapfen (29, 31) für die Innenringe mehrerer Gelenke (20, 21) trägt.

Der Vertreter:

HK/eb-5852 _{M m} .

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