DE2844354A1

DE2844354A1 - Verfahren zum pressverschweissen zweier metallknueppel

Info

Publication number: DE2844354A1
Application number: DE2844354A
Authority: DE
Inventors: Rene Vervliet
Original assignee: Franco Belge Laminoirs
Current assignee: Franco Belge Laminoirs
Priority date: 1978-10-11
Filing date: 1978-10-11
Publication date: 1980-04-30

Description

Societe Pranco-Belge des Larninoirs et Trefileries d'Anvers

"LAMITREF"
2620 Hemiksem, Belgien

Verfahren zum Preßverschweißen zweier Metallknüppel

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Preßverschweißen zweier Metallknüppel an ihren Enden und dessen Anwendung bei einem Verfahren zur kontinuierlichen Erzeugung von Kupferdrahtstangen in einer Fließbandanlage mit Drahtknüppeln als Ausgangsmaterial.

Wie gut bekannt ist, lassen sich Kupferdrahtstangen durch Strangguß auf einem Gießrad zu einem endlosen Strang erzeugen, der anschließend durch ein kontinuierliches Walzwerk geführt wird. Die Schwierigkeit ist dabei, daß dieses System hinsichtlich kurzer Unterbrechungen und Änderungen der Produktionsgeschwindigkeiten sowie Änderungen der Zusammensetzung der Kupferlegierungen nicht flexibel ist. Die beste Anwendung dieses Stranggusses ist diejenige für eine kontinuierliche Basisproduktion einer gegebenen Legierungszusammensetzung.

030018/0030

Jedoch hat die herkömmliche Erzeugung von Drahtstangen, bei der die üblichen Drahtknüppel oder -barren als Ausgangsmaterial nach und nach zum gewünschten Querschnitt gewalzt werden, noch den erheblichen Nachteil, daß es ein diskontinuierliches Verfahren ist. Dies bedeutet, daß das System einzeln eine Anzahl begrenzter Längen von Drahtstangen liefert, die miteinander zu herkömmlichen Wickellängen verschweißt werden müssen, und diese Verschweißungen sind die schwachen Punkte beim weiteren Drahtziehen.

Aus diesem Grunde versuchte die Anmelderin bei früheren Entwicklungen ein Fließbandverfahren, wie in der Metallindustrie bekannt, zur Anwendung bei einem Verfahren zur kontinuierlichen Erzeugung von Kupferdrahtstangen, bei dem die Drahtknüppel zunächst bei Warmwalztemperatur durch ein Walzwerk zur einzelnen Lieferung einer Anzahl von Kupferknüppeln geführt werden, das Vorderende jedes das Walzwerk verlassenden Kupferknüppeis mit dem Hinterende eines endlosen, durch die vorherigen miteinander verschweißten Knüppel "gebildeten Stranges verschweißt wird und dieser endlose Strang schließlich kontinuierlich durch ein kontinuierliches Walzwerk zu Drahtstangen gewalzt wird. Der Ausgang dieses Systems liefert eine unbegrenzte Länge von Drahtstangen, wo die in einer Zwischenstufe hergestellten Schweißstellen ausgewalzt und rekristallisiert sind und eine bessere Verbindung bilden sollten. Die Kupferknüppel waren, wenn sie das erste Warmwalzwerk verließen, noch auf Walztemperatur, und die Enden der Knüppel würden noch bei dieser Temperatur auf eine bestimmte Strecke ineinandergedrückt, während diese Enden mittels eines durch die Kontaktoberfläche geleiteten elektrischen Stroms weiter aufgeheizt wurden.

03GÖ18/0G3O

Ungünstigerweise erwies sich dieses Verfahren aus zwei Gründen als praktisch nicht durchführbar. Der erste Grund beruht auf der erforderlichen Zeit zur Erzeugung der Schweißstelle. Die Enden der Kupferknüppel werden oxydiert, auch wenn sie direkt vor dem Schweißen beschnitten wurden, um frisches unoxydiertes Kupfermaterial zum Kontakt mit dem anderen Ende zu schaffen. Die Knüppel sind nämlich heiß_s und die Enden oxydieren unverzüglich wieder vor dem Zusammenpressen. Aus diesem Grunde werden die Enden ineinander auf eine Reichweite eingedrückt, die allgemein 3 bis 5 mal den Durchmesser der Knüppel ausmacht und ausreichend ist, um zu sichern, daß im wesentlichen das gesamte oxydierte ursprüngliche Kontaktoberflächenmaterial nach auswärts bis außerhalb des Querschnitts der Knüppel fließt und einen Ring um die Schweißstelle bildet, die dann innerhalb dieses Querschnittes zwischen frischem^unfreigelegtem Kupfermaterial gebildet wird, das aus dem Inneren des · Knüppels stammt. Jedoch bedu/rtet dies, daß der Greifer der Kupferknüppel diese so halten muß, daß eine das Drei- bis Fünffache des Durchmessers betragende Länge aus dem Greifer vor dem Zusammenpressen herausragt. Wenn dann beide herausragenden Enden zum Zusammenpressen aneinandergelegt werden, führt dies zu einer Gesamtlänge des 6- bis lOfachen Knüppeldurchmessers von sehr schwachem erhitztem Kupfermaterial, das unter Axialdruck gesetzt wird, Das Ergebnis ist, daß diese Länge dazu neigt, sich auszubeulen bzw. zu knicken, statt sich aufzuweiten und das unreine Oberflächenmaterial nach außen zu treiben. Um dies zu vermeiden muß man, wie bekannt ist, auf einen Preßvorgang in einer Mehrzahl von Schritten zurückgreifen. Die Greifer fassen die Enden so, um nur den 11/2 fachen

030018/0030

Durchmesser herausragen zu lassen, die Enden werden ineinander auf eine Länge bis zum einfachen Durchmesser gedrückt, dann lassen die Greifer die Enden los und erfassen sie erneut an einem von der Verbindungsstelle etwas weiter entfernten Punkt, pressen erneut beide Enden weiter ineinander über eine weitere Strecke usw., bis eine ausreichende Gesamtlänge beider Enden ineinander gepreßt ist, um zu gewährleisten, daß keine wesentliche Menge der oxydierten Oberfläche innerhalb des Querschnitts der Kupferknüppel verbleibt. So wurde niemals mehr als der dreifache Durchmesser der Knüppel der Knicklast ausgesetzt.

Jedoch muß ein praktisches System zur Lieferung von bis zu 20 t Drahtstangen je h geeignet sein, alle 22 s einen Drahtknüppel zu behandeln oder einen Schweißzyklus auszuführen. Ein solcher Zyklus erfordert wenigstens die Schritte des Erfassens beider Enden und des Verbolzens beider.Greifer, .des Gegeneinanderpressens beider Enden, des Entbolzens beider Greifer und der Freigabe beider Enden sowie des Auslasses und der Weiterführung der Knüppel in die Lage für den nächsten Schweißvorgang. So ist es eine praktisch unvermeidliche Notwendigkeit, daß die Verschweißung in einem einzigen Preßv'organg und nicht in zwei oder mehr aufeinanderfolgenden Preßschritten erfolgt. Jedoch wird nur im letzteren Fall bisher die Gefahr des Ausbeulens oder Knickens ausreichend beseitigt.

Die zweite Schwierigkeit, die das erwähnte Verfahren kaum praktisch durchführbar macht, bezieht sich auf die Güte der Verschweißung und der Verbindung, nachdem die Schweißstelle im anschließenden kontinuierlichen Walzvor-

030018/0030

gang ausgewalzt ist. Man findet, daß die Schweißstelle eine Anzahl von Peinstrissen enthält, die durch Walzen der Schweißzone verursacht sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Preßverschweißen zweier Metallknüppel an ihren Enden zu entwickeln, bei dem die Gefahr des Ausbeulens und Knickens der Knüppel während des Preßvorgangs verringert ist und das nur einen Preßschritt erfordert. Dieses Verfahren soll sich zum Preßverschweißen irgendwelcher zweier Metallknüppel an ihren Enden mit nur einem Preßschritt und ohne Gefahr des Knickens eignen und besonders im Rahmen eines Fließbandverfahrens zur kontinuierlichen Erzeugung von Kupferdrahtstangen anwendbar sein, ohne daß störende Peinstrisse in den Schweißstellen auftreten.

Gegenstand der Erfindung, womit diese Aufgabe gelöst wird, ist ein Verfahren zum Preßverschweißen zweier Metallknüppel an ihren Enden durch Längsprücken und -ineinanderdrücken der in Schmelzpunktnähe erhitzten Knüppelenden unter Austreiben im wesentlichen des gesamten Oberflächenmaterials der zu verschweißenden Enden außerhalb des Querschnitts der verschweißten Knüppel, mit dem Kennzeichen, daß man die zu verschweißenden Knüppelenden keilförmig anspitzt und sie bei einer Temperatur zwischen dem Schmelzpunkt des Metalls und 450 ⁰C darunter bei sich kreuzenden Keilkanten ineinanderdrückt.

Bei dem ursprünglich versuchten, oben beschriebenen Verfahren zur kontinuierlichen Erzeugung von Kupferdraht stangen in einer Fließbandanlage schien die schlechte Qualität der Schweißstelle dadurch verursacht zu sein, daß die Verschweißung teilweise durch örtliches Schmelzen

030018/0030

erhalten wurde, so daß während der Erstarrung spröde eutektische Bereiche und Inhomogenitäten entstanden und das Auswalzen einer solchen inhomogenen Schweißstelle zu den beobachteten Feinstrissen führte. So wurde eine -Verschweißung durch Druck und Hitze, jedoch nicht durch eigentliches "Preßschweißen" erhalten, wie es im folgenden als ein Verschweißen zwischen zwei im festen Zustand befindlichen Metalloberflächen unter der mechanischen Wirkung von Druck zur Bildung eines molekularen Zusammenhanges verstanden wird. Eine solche Verschweißung hat den Vorteil der Erzeugung eines völlig homogenen Schweißbereichs, der nach kontinuierlicher Warmwalzung und Rekristallisation das gleiche metallurgische Gefüge und die gleichen mechanischen Eigenschaften wie der Rest der Drahtstangen zeigt. Jedoch ist es zum Erhalten einer solchen Preßschweißung erforderlich,daß der Schmelzpunkt niemals und nirgends in der Kontaktoberfläche erreicht wird,unol aus diesem Grund ist ein gleichzeitiges Erhitzen mittels elektrischen Stroms durch die Kontaktoberfläche oder mittels einer Flamme unerwünscht, da es nicht ausreichend kontrollierbar ist, und es ist vorzuziehen, auf die verschweißten Enden während des Preßschweißvorganges überhaupt keine Erhitzung, mindestens jedoch keine Erhitzung zur Einwirkung zu bringen, die ein Schmelzen des Kupfers an irgendeiner Stelle verursachen würdeu.

Doch wird dann natürlich, wenn Knüppelenden vorliegen, die nicht mehr oder nur in begrenztem und kontrollierbarem Maß erhitzt werden dürfen, der plastische Fluß der Knüppelenden ineinander weniger leicht, und die Knickgefahr wächst. Aus diesem Grund liefert die Erfindung durch Verwendung von Keilformen zum Preßschweißen eine wirkliche Preßschweißung, die sich in einem einzigen Preßschritt

030018/0030

- ίο -

sogar bei bis zu 450 ⁰C unter dem Schmelzpunkt herabreichenden Temperaturen verwirklichen läßt. Diese untere Grenze des Preßschweißens gemäß der Erfindung ist jedoch keine absolute Grenze, sondern sie ergibt sich durch die Temperatur, bei der der zum Erzielen einer molekularen Bindung erforderliche Druck zu hoch wird und den Druck übersteigt, bei dem ein Knicken auftritt, weil es dann nicht mehr nützlich ist, das plastische Fließen durch Keilformen zu fördern, bevor die Drußkgrenzejzum Knicken erreicht ist, da dann der Druck noch nicht ausreicht, um eine molekulare Bindung zu erreichen. Im übrigen hängt diese Temperaturgrenze von der genauen Zusammensetzung und Form ab. Die nötige Druckenergie ist im oberen Teil dieses Bereichs nahe dem Schmelzpunkt geringer, doch ist in dessen unterem Teil die erforderliche Aufheizenergie geringer, so daß die bevorzugte Temperatur etwa in der Mitte dieses Bereichs zwischen 100 und 300 ⁰C unter dem Schmelzpunkt, d. h. der Temperatur liegt, bei der ein Schmelzen an der Kontaktstelle auftritt.

Die keilförmigen Enden verringern ja erheblich die Gefahr des Ausbeulens bzw. Knickens. Einerseits wachsen, wenn die beiden Keile beginnen, ineinander einzudringen, die axialen Druckkräfte nur allmählich von 0 beim Augenblick des ersten Kontakts bis zum vollen Wert an, wenn beide Keile völlig ineinander eingedrungen sind. So wird der volle Druckwert nur erreicht, wenn die gesamte der Knickkraft ausgesetzte Länge bereits um die zweifache Länge der Keile verkürzt ist, wie unten erläutert wird. Weiter unterstützen die Keilformen auch das Auswärtstreiben der oxydierten Oberflächen, und dies erfordert eine geringere erforderliche Eindringtiefe, als wenn die Knüppelenden senkrecht zur Knüppelachse geschnitten wären. Als Ergebnis

0300Ί8/003Ο

- 11 -

kann man die Knüppelenden aus den Greifern auf eine kürzere Länge hervorragen lassen, und die Knickgefahr ist viel geringer als im Fall von senkrecht geschnittenen Knüppelenden· So ist für ein gegebenes Material, einen gegebenen Knüppeldurchmesser und eine gegebene Temperatur die zur Erzeugung einer Preßschweißung erforderliche Zahl aufeinanderfolgender Preßschritte viel geringer und läßt sich in einigen Fällen, wie unten gezeigt, auf nur einen reduzieren.

Die Erfindung ist besonders zur Anwendung bei einem Verfahren zur kontinuierlichen Erzeugung von Kupferdrahtstangen injsiner Fließbandanlage brauchbar. Dieses Verfahren umfaßt nach einer Weiterbildung der Erfindung das Leiten einer Anzahl von Drahtknüppeln bei Warmwalztemperatur, und zwar je eines Knüppels nach dem anderen durch ein Walzwerk zur einzelnen Lieferung einer Anzahl von Kupferknüppeln; das Preßverschweißen des Vorderendes jedes das Walzwerk verlassenden Kupferknüppels mit dem Hinterende eines endlosen, durch die vorherigen, miteinander verschweißten Knüppel gebildeten Stranges, wobei das Schweißen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren in einem einzigen Preßschritt und ohne ^;jede Zuführung von Wärmeenergie zu den verschweißten Enden während des Preßschweißvorganges, die ausreichend wäre, um irgendwelches Kupfer zu schmelzen, durchgeführt wird; die Entfernung des Materials, das durch das Preßschweißen aus dem Querschnitt der verschweißten Knüppel ausgetrieben ist, vom Umfang der Schweißstelle und das kontinuierliche Walzen dieses endlosen Stranges durch ein kontinuierliches Walzwerk zu Drahtstangen.

Die bevorzugte Abmessung des Knüppels ist die Abmessung eines Metallknüppels, wie er sie beim Eingang in ein her-

030Ö18/003Ö

kömmliches kontinuierliches Walzwerk aufweist j d. h..

eine Querschnittsoberfläche im Bereich zwischen 5 und

2
35 cm . Es ist klar, daß das Material beider Knüppel vorzugsweise das gleiche ist, damit ein Strang aus einem und demselben Material gebildet wird, doch können auch unterschiedliche Materialien verwendet werden, solange die mechanischen Eigenschaften des plastischen Fließens beider Enden beim Ineinanderpressen nicht zu verschieden sind. Die "Kupferdrahtstangen", die sich nach dem obigen kontinuierlichen Verfahren in einer Fließbandanlage herstellen lassen, sollen als Drahtstangen aus reinem Kupfer mit seinen unvermeidlichen Verunreinigungen oder als Drahtstangen verstanden werden, in denen das Kupfer der hauptsächliche Bestandteil einer Kupferlegierung ist. Als Keilform wißd ein zweiflächiger Winkel von wenigstens 90° Schärfe bevorzugt, dessen Kante die Achse des Knüppels

030018/0038

* ^ft · ^Λ It ιγ *

im wesentlichen senkrecht schneidet. Jedoch kann entsprechend der Temperatur und den mechanischen Eigenschaften des Materials auch ein stumpferer Winkel, wenn nicht anders möglich, bis zu 135° oder Keil mit einer Kante genommen werden, die nicht unbedingt senkrecht zur Achse des Knüppels verlaufen und diese Achse schneiden muß.

Die Erfindung wird im folgenden in ihren Einzelheiten im Zusammenhang mit ihrer bevorzugten Anwendung in einer Fließbandanlage zur kontinuierlichen Erzeugung von Kupferdrahtstangen anhand der Zeichnung näher erläutert; darin zeigen:

Fig. 1 schematisch ein Verfahren zum Verschweißen

eines Knüppels mit einem endlosen,,.durch Verschweißen von Knüppeln gebildeten Stranges;

Fig. 2 zwei in Keilformen geschnittene Knüppelenden; Fig. 3 in mehr Einzelheiten schematisch die bevorzugte Form der Greifer nach Fig. 1;

Fig. k eine Preßschweißvorrxchtung zur Verwendung beim Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Fig. 5 eine Querschnittansicht der Vorrichtung nach der Linie A-A in Fig. 4; und

Fig.- 6 eine Querschnittansicht nach der Linie B-B in Fig. 5.

Als Ausgangsmaterial werden herkömmliche Kupferdraht-.knüppel verwendet, die längliche, im wesentlichen rechteckige Blöcke sind. Typische Abmessungen sind beispielsweise eine Länge von 1,37 m, eine Durchschnxttsbrexte von

030018/0 030

11,1 cm "eine Durchschnittshöhe von 11,1 cm, so daß ein Drahtknüppel ein Gewicht von etwa 125 bis l40 kg aufweist. Diese Drahtknüppel werden zunächst auf' eine Temperatur von etwa 825 ⁰C erhitzt und dann einzeln einem diskontinuierlichen Walzwerk zugeführt. Dies ist ein Walzwerk, wo nur ein Drahtknüppel jeweils behandelt wird, indem man ihn in bekannter Weise zurück und vorwärts zwischen einer Anzahl von Profilwalzen durchlaufen läßt, wo er zu einem Knüppel abgewalzt wird, der in diesem Fall einen runden Querschnitt von etwa 4 cm Durchmesser und eine Länge von etwa 13 πι aufweist. Wenn ein Knüppel das diskontinuierliche Walzwerk verläßt, wird ein neuer Drahtknüppel zum Eingang des diskontinuierlichen Walzwerkes abgegeben.

Der Knüppel, der das diskontinuierliche Walzwerk verläßt, wird dann in einen Warteofen geleitet, wo er zusammen mit einer Anzahl von vorher gewalzten Knüppeln seine Weiterförderung zur Schweißmaschine abwartet. In diesem Ofen bleibt der Knüppel eine ausreichende Zeit zum Annehmen einer gleichmäßigen bestimmten Temperatur, die im Bereich von etwa 840-860 ⁰C liegt, durch seinen ganzen Körper. Dies ist eine sehr verläßliche und steuerbare Methode zur Sicherstellung, daß die Enden der Knüppel auf gut bestimmter hoher Temperatur, die nahe dem Schmelzpunkt ist, ohne jede Gefahr sind, daß der Schmelzpunkt überschritten wird. Wenn sie da.s diskontinuierliche Walzwerk verlassen, kühlen sich die Enden im Vergleich mit dem Körper der Knüppel ab. Wenn diese· Enden, wie vorher- versucht, durch elektrische oder Flammen energie während des Schweißvorgangs erhitzt werden, ist diese Methode für Aufheizschwankungen anfällig, so daß man

030018/0030

• ■* * · « - ft «_a

* η Λ * * _Ä

einen guten Abstand vom Schmelzpunkt einzuhalten hat, um sicherzustellen, daß kein Schmelzen irgendwo im Verbindungsbereich auftritt und ein wirkliches Preßschweißen erzielt wird. Jedoch ist bei geringeren Temperaturen der Knüppelenden während des Schweißens die Knickgefahr statt des Aufweitens und des plastischen Pließens nach außen größer. In einem Ofen, der auf einer gut bestimmten, konstanten Temperatur gehalten werden kann, läßt sich der Knüppel jedoch auf eine gut bestimmte gleichmäßige Temperatur erhitzen, die dem Schmelzpunkt sehr nah ist und ohne daß eine Gefahr besteht, diesen zu übersnhreiten, Wenn die Knüppel im Warteofen"für eine ausreichende Zeit, daß die Knüppel im wesentlichen die Temperatur des Ofens annehmen können, gehalten „werden, wird ein genaues Temperaturniveau für die Knüppelenden gewährleistet, das ausreichend hoch ist, um maximal die Notwendigkeit einer Erhitzung der Knüppelenden während des Schweißvorgangs zu vermeiden. Es muß jedoch wohl verstanden werden, daß sich die Erfindung unabhängig von der Art und Weise, in der die Knüppelenden auf Temperatur gebracht werden, ausführen läßt, insoweit die Knickgefahr während des Preßvorganges durch Anwendung der Erfindung verringert wird. Insbesondere für diese Kupferdrahtknüppel wurden Temperaturen von und 800 ⁰C für anwendbar befunden. Indessen wird das Erhitzungsverfahren mit Warteofen bevorzugt, weil es die Notwendigkeit einer Erhitaung während des Schweißvorganges auf ein Minimum reduziert, was auch für eine weitere Verringerung der Knickgefahr ratsam ist, während die Erhitzung zum Erreichen des Schmelzpunktes gefährlich ist, wobei keine wirkliche Preßschweißung erhalten wird. Der Warteofen kann gleichzeitig als Pufferofen wirken, der es ermöglicht, daß das kontinuierliche Walzwerk und die Schweißmaschine

030018/0030

unabhängig voneinander starten und stoppen, während der Ofen die erforderlichen Knüppel speichern oder abgeben

Das Verfahren der weiteren Behandlung.der Knüppel in einem bevorzugten kontinuierlichen Verfahren ist schematisch in Fig. 1 veranschaulicht. Man erkennt eine Schweißmaschine 1 für die Knüppel und ein kontinuierliches Walzwerk 2. Die allgemeine Bewegungjdes behandelten . Materials erfolgt in der Richtung des Pfeils 3· Während das Walzwerk kontinuierlich mit konstanter Geschwindigkeit arbeitet, arbeitet die Schweißmaschine in einer Anzahl von zyklisch sich wiederholenden Schritten, so daß der Strang H, der durch die Schweißmaschine gebildet wird, in unterbrochenen wiederholten Schritten geliefert wird. Aus diesem Grund bildet der Strang 4 zwischen der Schweißmaschine und dem Walzwerk eine Pufferschleife 5 oder irdend.eine andere Speicherungsform, deren Abmessungen größer oder kleiner werden,, wenn der Nachschub von der Schweißmaschine größer bzw. kleiner als der Eingangsbedarf des Walzwerks ist, um die momentanen Geschwindigkeitsunterschiede zwischen der stromauf befindlichen Schweißmaschine und dem stromab befindlichen Walzwerk aufzufangen. Während das vordere Ende 9 des endlosen Stranges 4 bereits das Walzwerk verlassen hat, bleibt das hintere Ende 10 in der Schweißmaschine.

Im Walzwerk 2 sind nur die ersten beiden Stiche schematisch dargestellt, jedoch ist es klar, daß dieses Walzwerk eine viel größere Anzahl von Stichen, z. B. 10 bis 20 Stiche aufweisen kann und daß die erforderliche Anzahl von Stichen in Abhängigkeit vom gewünschten Enddurchmesser angewandt wird, der zwischen 3 und 20 mm sein kann.

030018/0030

Die gesamte Querschnittsverringerung in diesem Walzwerk beträgt jedoch wenigstens 75 % der ursprünglichen Quer-schnittsfläche, um zu ermöglichen, daß der Verbindungsbereich ausreichend thermomechanisch verformt wird.

Die Schweißmaschine 1 enthält einen ersten Greifer 6' und einen zweiten Greifer 7 zum Erfassen des Knüppels 8, der in der Richtung des Pfeils 3 ankommt, an seinem vorderen Ende 9 bzw.zum Erfassen des hinteren Endes 10 des Stranges 4, während diese Enden zueinander ausgerichtet sind. Diese Greifer sind in der Richtung der gegenseitigen Ausrichtung der genannten Enden längsbeweglich, und diese Bewegung wird durch ein in"Pig. I nicht dargestelltes Hochleistungsantriebssystem erhalten, das Teil der Schweißmaschine bildet und mit beiden Greifern 6 und 7 verbunden ist, um sie aufeinander zu und voneinander weg längs der Ausrichtungslinie der Knüppel zu bewegen. Das Hochleistungsantriebssystem kann ein hydraulisches Zylindersystem oder irgendein anderes System sein, das sich zum Entwickeln der erforderlichen Kraft eignet. Die zum Pressen zweier Knüppel ineinander benötigte Kraft hängt von der Querschnittsfläche und der Temperatur an den Knüppelenden ab, jedoch ist der Druck bei der bevorzugten Temperatur von 850 ⁰C etwa 80 kg/mm

Der Weg für den Knüppel 8 in der Schweißmaschine weist ein System von Rollen auf, die schematisch bei 11 gezeigt sind, von einem Elektromotor angetrieben werden und den ankörnenden Knüppel zwischen sich erfassen, um dem Knüppel eine programmierte Längsbewegung unter Steuerung des Elektromotors zu erteilen. Der Weg für den Strang k aus der Schweißmaschine heraus weist ein ähnliches System von Rollen, die schematisch bei 12 gezeigt sind, auf, um

030018/0030

Λ*

dem Strang eine programmierte Längsbewegung unter Steuerung eines Elektromotors, der das Rollensystem 12 antreibt, zu erteilen.

Die Schweißmaschine weist außerdem ein erstes Paar von Scheren 13, die längs des Weges für das vordere Ende des ankommenden Knüppels^in die Maschine angeordnet sind, und ein zweites Paar von Scheren 1^i auf, die längs des Weges des hinteren Endes 10 des Stranges 4 aus der Maschine heraus angeordnet sind. Diese Scherenpaare sind so geformt, daß sie ein Stück des vorderen Endes und des hinteren Endes des Knüppels bzw. des Stranges abschneiden und an beiden Enden eine Keilforra erzeugen.

Die verschiedenen Schritte zum Betrieb der Schweißmaschine sind folgende. Die Rollensysteme 11 und 12 bringen in einem ersten Schritt das vordere Ende 9 des ankommenden Knüppelspund das hintere Ende 10 des Stranges 4 zwischen das erste Scherenpaar 13 bzw. das zweite Scherenpaar lU, welche die in Pig. I (a) gezeigten Stellungen sind. Dann werden die Scheren 13 und I^ zum Zuschneiden dieser Enden in keilförmige Enden betätigt, wie durch die vertikalen Pfeile in Pig. I (a) angedeutet ist. Dies erfolgt durch Abschneiden eines kleinen Stücks an beiden Enden in ausreichendem Umfang, um sicherzustellen, daß die unregelmäßigen und unsauberen Spitzen durch reine Keilformen ersetzt werden. Ein Stück einer Länge von etwa der Durchschnittsdicke des Knüppels reicht allgemein aus. Im nächsten Schritt werden die Rollensysteme 11 und 12 betätigt, um das vordere Ende 9 des Knüppels 0 und das hintere Ende 10 des Stranges ²I zueinander ausgerichtet anzunähern, wie durch die Pfeile in Fig. 1 (b)

030018/0030

angedeutet.ist j und sie weiter in Reichweite der Greifer 6 und 7 zu bringen. Dann werden diese Greifer betätigt, um die Enden 9 bzw. 10 zu erfassen (Fig. 1 (c)), und die Lage, in die die Enden durch die Rollensysteme und 12 gebracht wurden, ist derart, daß nach Schließen der Greifer die Enden aus den Greifern zueinander um eine Länge von wenigstens der einfachen und höchstens der dreifachen D.urchschnittsdicke, vorzugsweise der doppelten Durchschnittsdicke der Knüppel vorspringen. Die minimale Länge wird für jeden Fall als Funktion der erforderlichen Preßtiefe zum Austreiben des freiliegenden oxydierten- Keiloberflächenmaterials bestimmt und hängt vom Material und von der Schärfe des Keils ab, und die maximal zulässige Länge wird durch die Knickgefahr bei der angewandten Temperatur bestimmt.

Es folgt dann der nächste Schritt,wie er in Fig. l(d) angedeutet ist: Beide Greifer 6 und 7 werden aufeinander zu, wie durch die Pfeile angedeutet, eine ausreichende Strecke bewegt, um ein gegenseitiges Eindringen beider vorragender Enden zu bewirken.

Nachdem beide Enden 9 und 10 ineinandergedrückt sind, treibt das Rollensystem 12 den Strang M, der nun um eine Knüppel'länge verlängert ist, in der Richtung des Pfeils in Fig. 1 Oe) aus der Schweißmaschine heraus, bis sein neues hinteres Ende in den Bereich zwischen den Scheren I^ kommt. Inzwischen wird der nächste ankommende Knüppel durch das Rollensystem 11 vorwärtsbewegt, bis sein vorderes Ende in den Bereich zwischen den Scheren 13 gelangt, und die Maschine ist dann für den nächsten Zyklus bereit.

030018/0030

Um nach dem Schneidvorgang durch die Scheren eine möglichst reine Keiloberfläche zu haben, kann es'ratsam sein, zunächst die gegenüberliegenden Knüppeloberflächenbereiche zu reinigen und zu entzundern, wo die Schneidkantender Scheren in Kontakt mit der Oberfläche des Knüppels direkt vor Eindringen in den Knüppel kommen. Wenn diese Oberflächen mit Oxiden bedeckt sind, besteht die Gefahr, daß die Scheren diese in den Knüppel pressen und daß die Keiloberflächen solche Oxideinschlüsse enthalten, die in das Kupfer hineingepreßt wurden. Eine Reinigung kann durch einfaches Abschleifen eines Teils der Oberfläche erfolgen.

Die Art, in der die Enden 9 und 10 ineinandergepreßt werden, ist in den Fig. 2 und 3 gezeigt. Wie schon erwähnt, werden die Enden 9 und 10 zu keilförmigen Enden geschnitten, wie in Fig. 2 gezeigt ist. Jeder Keil definiert einen zweiflächigen Winkel, der ein Paar von Flächen hat, die sich längsjeiner Kante 17 bzw. 18 treffen. Wenn die Enden in Berührung miteinander kommen, sind diese Kanten zueinander senkrecht. Es ist ausreichend, daß sich die beiden Kanten kreuzen, obwohl sie vorzugsweise senkrecht zueinander stehen. Wenn dann beide Enden ineinanderL.gedrückt werden, dringen die Enden allmählich ineinander ein und finden schnell und nach und nach Halt ineinander, während der Widerstand des Kupfermaterials gegen den Druck anfangs niedrig ist und nach und nach wächst, so daß ein Ausknicken zu einer Seite verhindert wird und das Material nach allen Seiten ausgequetscht wird. Durch solches Pressen wird im wesentlichen das gesamte Material an der äußeren Oberfläche 19 bzw. 20 aus dem Profil oder der Querschnittsfläche der ausgerichteten Knüppelenden, wie e§J sie in Fig. 2 gestrichelt dargestellt ist, ausgetrieben. ^zw#

030018/0030

284435Α

So wird die innerhalb der Querschnittsfläche erzeugte * Kontaktoberfläche durch frisches, aus dem tieferen Inneren der Knüppel kommendes Material, wo das Kupfer nicht oxydiert ist, gebildet.

Der einfachste Weg, beide keilförmigen Enden mit zueinander senkrechten Keilkanten zu erhalten, ist die Verwendung zweier Paare identischer Scheren 13 und 14 (Fig. 1), die zueinander senkrecht stehen.

Pig, 3 zeigt in mehr Einzelheiten, jedoch noch schematisch, die bevorzugte Form für die Greifer 6 und 7· Sie sind jeweils aus zwei Teilen oder Klemmbacken 21, 22. bzw. 23, 24 gebildet, die, wenn sie um die Knüppelenden 9 bzw. 10 geschlossen sind, eine zylindrische öffnung der Quersphnittsform definieren, so daß sie die Knüppel vollkommen umgeben und bei Längsdruck keine Verdickung derselben über eine ausreichende Länge, z. B. die dreifache Durchschnittsdicke der Knüppel, zulassen, wie in Fig. 3 (a) gezeigt ist, wo die Greifer in ihrer Stellung vor ihrem Zueinanderdrücken durch das Hochleistungssystem gezeigt sind und wo die Knüppelenden zueinander aus den Greifern über eine Länge von etwa der 1,5fachen Durchschnittsdicke der Knüppel vorspringen.

Wenn dann die Greifer 6 und 7 zueinander gestoßen werden, dringen die Knüppelenden 9 und 10 ineinander über eine Gesamtlänge von etwa der dreifachen Durchschnittsdicke der Knüppel ein, bis die Greifer in gegenseitige Anlage kommen, wie Fig. 3 (b) zeigt. Die Greifer sind so gestaltet, daß sie in dieser Stellung eine Form 33 für das ausgetriebene Material bilden (Fig. 3 (c)). Wenn

030018/003O

-grast

die zur gegenseitigen Anlage bestimmten Teile 2¹J, 25 -bzw. 26, 27 zusammenkommen, dann beläßt diese Form eine dünne ringförmige Öffnung 30 um die Schweißverbindungs-

C "1 p}^ £5

stelle ( /im einzelnen in Fig. 3 (c)), um zu ermöglichen, daß das ausgedrückte Material durch diese Öffnung ausgequetscht und zu einem Ring 31 gepreßt wird, der mit der Schweißstelle längs der Ringform 30 zusammenhängt, die die Innenoberfläche des Ringes und die äußere Oberfläche der Schweißverbindung bildet. Die Breite b dieser Ringform wird weniger als die Hälfte, vorzugsweise weniger als ein Viertel der Durchschnittsdicke der Knüppel gewählt, um eine leichte Trennung des Ringes von der Schweißverbindungsstelle zu ermöglichen.

Nachdem die Knüppelenden ineinandergepreßt sind, werden die Greifer geöffnet und wieder in ihre Anfangsstellung entsprechend Fig. 3 (d) getrennt, und die Schweißverbindungsstelle erscheint mit"einem Ring 31 um sie herum, der von dem ausgetriebenen Kupfer gebildet ist. Der geschweißte Strang wird dann durch das Fördersystem nach rechts bewegt, das den Strang von zwischen den Greifern zum Ausgang der Schweißvorrichtung und längs eines Weges fördert, d.er ein.Bauteil 3^ mit einer öffnung mit scharfen Rändern 35 aufweist. Der Strang läuft durch die öffnung, bis der Ring auf das Bauteil 3^ stößt, das den Ring vom geschweißten Bereich der Knüppelenden abschert. . Die scharfenRänder35 erleichtern das Abtrennen des Ringes, obwohl es zum Abbrechen des Ringes ausreichend ist, daß die öffnung einen Durchlaß des Ringes nicht zuläßt oder daß ihr Durchmesser zwischen dem inneren und dem äußeren Durchmesser des Ringes liegt.

030018/0030

Es kann ratsam sein, an dieser Stelle einen Abschabeoder Schleifvorgang der gesamten Knüppeloberfläche vorzusehen, um sämtlichen Zunder und sämtliche Oberflächenverunreinigungen vor dem kontinuierlichen Endwalzen zu beseitigen. Das verlorene Kupfermaterial ist im Anteil viel geringer, wenn das Kupfer bei hohem Durchmesser in einem Zwischenstadium abgeschabt wird, als bei geringem Durchmesser am Schluß₍weil in beiden Fällen die Abschabetiefe etwa gleich sein muß.

Wenn der Strang auf seinem Weg weiterläuft, gleitet der Ring 31 längs des Stranges zu dessen Ende, und wenn dieses Ende schließlich die öffnung durchläuft, ist der Ring frei zum Herabfallen, wie in Fig. 3 (e) angedeutet ist. Es ist klar, daß diese Art des Abtrennens des Ringes von der Schweißverbindungsstelle nicht die einzig mögliche ist und daß beispielsweise das Bauteil 34 eine Schneidbewegung relativ zum Strang ausführen kann oder daß die öffnung zum Abbrechen des Ringes in den Greifern selbst ausgebildet ist.

Fig. 4 zeigt in mehr Einzelheiten eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäß verwendeten Preßschweißvorrichtung. Hier bedeuten die Bezugsziffern 6 bis 14 die gleichen Bauteile wie in der schematischen Fig. 1, und die festen Teile sind schraffiert. Die Vorrichtung weist einen festen Stahlrahmen mit zwei parallelen und vertikalen Rahmenplatten 4l und 42 auf, an denen die Tische 43 bzw. 44 befestigt sind. Beide Rahmenplatten sind zur Versteifung miteinander durch zwei horizontale parallele Schienen verbunden, von denen die vordere Schiene 45 gezeigt ist. An der Rahmenplatte 41 sind

030018/0030

vier Druckzylinder an den Ecken eines Vierecks mit einer vertikalen Breitenrichtung und einer horizontalen Längerichtung senkrecht zur Zeichenebene montiert, so daß nur zwei, nämlich die Zylinder 46 und 47 von diesen' vier Zylindern in Pig. 4 sichtbar sind. In gleicher Weise sind symmetrisch vier Zylinder an der Rahmenplatte montiert, von denen nur die Zylinder 48 und 49 sichtbar sind. Ein fester Trägerzylinder 50 erstreckt sich zwischen den Zylindern 46 und 48 und ist im Boden 55 bzw. 56 der beiden Zylinder befestigt. Vier solche Trägerzylinder, 50, 51, 52 und 53» erstrecken sich zwischen den vier Zylindern,, die an der Rahmenplatte 41 befestigt sind, und den vier Zylindern, die an der Rahmenplatte 42 befestigt sind. Von diesen vier Trägerzylindern sind nur zwei, nämlich die Zylinder|50 und 5I₃ in Fig. 4 sichtbar, doch sind alle vier in Fig. 5 erkennbar, die weiter unten erläutert wird.

Man erkennt den ankommenden Knüppel 8, der durch ein erstes Antriebsrollensystem 11, weiter zwischen einem ers ten Scherenpaar 13 und anschließend durch einen ersten Greifer 6 läuft, wo das vordere Ende 9 aus dem Greifer zum hinteren Ende 10 des Stranges 4 hin herausragt. Dieser Strang läuft von seinem hinteren Ende 10 durch einen zweiten Greifer 7, weiter durch ein Bauteil 34 mit einer öffnung mit scharfen Rändern 35, zwischen einem zweiten Scherenpaar 14 hindurch und schließlich durch ein zweites Antriebsrollensystem 12. Diese Antriebsrollensysteme und 12 weisen je eine Anzahl von Rollenrädern auf, zwischen denen der Kupferknüppel oder -strang in solcher Weiee wie in Ausrichtwalzen geführt und durch die Räder angetrieben wird, die durch je einen nicht dargestellten

030018/0030

# Λ * « ft « j* 4 a

gesteuerten Elektromotor für die Räder auf dem Tisch 43 bzw. für die Räder auf dem Tisch 44 gedreht werden. Das Scherenpaar 13 ist so angeordnet, daß es sich horizontal und senkrecht zur Zeichenebene bewegt, und schneidet den Knüppel zur Bildung·eines keilförmigen Endes mit vertikaler Kante. Das Scherenpaar 14 ist zur Vertikalbewegung und zum Schneiden des Stranges 4 zur Bildung eines keilförmigen Endes mit einer horizontalen Kante angeordnet, die zur Zeichenebene senkrecht steht. DieRänder 35 der öffnung des Bauteils 34 sind in kurzer Entfernung von der Oberfläche des Stranges, um den um die Schweißverbindungsstelle herum gebildeten Kupferring abzuschneiden, wenn diese Schweißverbindungsstelle durch die öffnung läuft.

Die Greifer 6 und T sind von symmetrischem Aufbau,und aus diesem Grund wird nur der Greifer 6 im einzelnen beschrieben. Dieser weist einen Schlitten 59 auf, der längs der Trägerzylinder 50, 51, 52 und 53 gleitbar ist. Dieser Schlitten besteht aus einer dicken vertikalen Platte 60, die senkrecht zu den Trägerzylindern steht, und einer zweiten Platte 6l, die dünner als die Platte 60 und parallel zu dieser ist, wobei beide .Platten untereinander durch einen horizontalen Tisch 62 befestigt sind. Beide Platten weisen vier öffnungen für die Trägerzylinder 50, 51, 52 und 53 auf und können frei längs dieser Zylinder gleiten. Die Platte 60 ist mit den vier Kolben der vier Druckzylinder verbunden, die an der Rahmenplatte 4l befestigt sind. Diese Kolben sind hohl, um die Trägerzylinder zum Boden 55 bzw. 56 der Druckzylinder durchtreten zu lassen.. In dieser Weise läßt sich der Schlitten 59 unter großem Druck nach rechts und zurück bewegen.

Am Schlitten sind die Elemente montiert, die zum Klemmen

030018/0030

2G

des Knüppels dienen und in Pig. 5 besser sichtbar sind-, die eine Querschnittsansicht der Vorrichtung nach der Linie A-A in Fig. 4 ist,und auch in Fig. 6 sichtbar sind, die eine Querschnittsansicht nach der Linie B-B in Fig. 5 ist. Dieses Klemmsystem umfaßt ein Paar von symmetrisch angeordneten Greifbackenhaltern 64 und 65, die über dem Tisch 62 zwischen den Platten 60 und 6l im Sinn der Pfeile 66 (Fig. 6) gleitbar sind und in dieser Richtung mit der Hilfe eines entsprechenden Druckzylinders 67, 68 bewegt werden, dessen Kolben an den Greifbackenhältern befestigt ist. In diesen Greifbackenhaltern sind symmetrisch die Greifbacken 70 und 71 montiert, die jeweils im zugehörigen Greifbackenhalter längs eines Paares von Führungsschienen 72, 73 bzw. 7*1, 75 in Richtung der Pfeile 76 bzw. 77 gleitbar sind. Die Führungsschienen in den Greifbackenhaltern sind in der Richtung, die vom anderen Greifer abgewandt ist, verjüngt, so daß jedes Drücken auf den Knüppel bei dagegengepreßten Greifbacken unter Einfluß des Druckes der Greifbackenhalter gegeneinander auch die Greifbacken injäer Verjüngungsrichtung drückt, was bewirkt, daß die Greifbacke den Knüppel fester beaufschlagt. Die Öffnung zwischen den Greifbacken definiert einen Zylinder mit einem Durchmesser, der nur um einen geringen Prozentsatz von etwa 5 % kleiner als der Durchmesser des Knüppels ist, so daß die Greifbacken innen im wesentlichen die gleiche Querschnittsform wie der Knüppel annehmen und den Knüppel festklemmen und umgeben.

Der Vorteil solcher Greifbacken, die längs Richtungen gleitbar sind, die sich vom anderen Greifer weg verjüngen, besteht darin, daß der Druck der Greifbacken auf den Knüppel sich je nach der Härte des Knüppels selbst einstellt

030018/0030

η /* * Λ IT*

Wenn das Ende des Knüppels dem Schmelzpunkt näher und sehr weich Ist j erfassen die Greifer auch den Knüppel unter geringer Kraft ohne Gefahr eines Ausquetschens oder einer anderen Schädigung, da dann die Knüppelenden unter geringer Kraft ineinandergepreßt werden und so nur geringe Reaktionskräfte auf die Knüppel und die Greifbacken einwirken. Wenn umgekehrt der Knüppel verhältnismäßig kalt ist, so daß starke Kräfte zum Ineinanderpressen der Knüppelenden erforderlich sind, dann werden verhältnismäßig größere Kräfte

auf die Greifbacken - übertragen. Es ist klar, daß auch ein Greifer mit mehr als zwei Greifbacken verwendet werden kann und. daß der gleiche Effekt erhalten wird, sofern sie längs Richtungen gleitbar sind, die sich zusammen in der Richtung vom anderen Greifer weg verjüngen. Der Verjüngungswinkel beträgt vorzugsweise etwa 20 , doch liegt er in Abhängigkeit von den Umständen zwischen 5 und 30° gegenüber der Längsachse des Knüppels.

Die Gesamtheit der Greifbackenhalter 64 und 65 und der Greifbacken wird, wenn die Greifbackenhalter zusammengebracht werden, durch eine Kupplungsgabel 78 geschlossen gehalten, die vertikal unter Steuerung eines Druckzylinders 79 entfernbar ist. Aus diesem Grund haben die Greifbackenhalter 64 und 65 in Pig. 5 einen trapezförmigen Querschnitt, der sich in der Aufwärtsrichtung verjüngt, so daß ein durch die Kupplungsgabel 78 ausgeübter Abwärtsdruck die Greifbackenhalter stark zusammendrückt. In dieser Weise werden die zum Auseinanderdrücken der Greifbaekenhalter 64 und 65 neigenden Kräfte von der Kupplungsgabel und nicht mehr von den Zylindern 67 und 68 aufgefangen, die zum öffnen und Schließen der Greifbackenhalter undjder Greifbacken dienen.

030018/0030

Durch den vom Knüppeüjauf die Greifbacken ausgeübten Druck werden diese Greifbacken vom anderen Greifer weggestoßen, und infolgedessen ist es, wenn die Greifhackenhalter wieder geöffnet werden, erforderlich, die Greifbacken zurück in ihre dem anderen Greifer nähere ursprüngliche Stellung zu bringen. Dies wird durch ein Hebelsystem bewerkstelligt, wo zwei Hebel 80 und 81, die an den Greifbacken oben befestigt sind, mit einem Ende eines dritten Hebels 82 verbunden sind, der schwenkbar am festen Rahmen im Schwenkpunkt 83 befestigt ist und dessen anderes Ende 84 mit dem Kolben eines Druckzylinder 85 verbunden ist. Durch Bewegen des Kolbens lassen sich die Klemmbacken längs ihrer Schienen 72 bis 75 bewegen.

Die Stirnseiten der Greifbacken fO und 71 haben eine solche Form mit den der gegenseitigen Anlage dienenden Teilen 24 und 26, daß sie mit den Greifbacken des anderen Greifers 7 eine Hohlform zur Ausbildung des ausgetriebenen Materials zu einem Ring bilden, wie im Zusammenhang mit Fig. 3 erläutert wurde.

Der Betrieb dieser Vorrichtung ist folgendermaßen. In ihrer Anfangsstellung ist die Vorrichtung in der in den Fig.4,5 und 6 gezeigten,, zum Schweißen bereiten Stellung. Dann werden die acht Druckzylinder, von denen die Zylinder bis 49 sichtbar sind, unter Druck gesetzt, so daß sich der Schlitten 59 des Greifers 6 nach rechts bewegt und sich der entsprechende Schlitten des Greifers 7 nach links bewegt (Fig. 5)· Durch diese Bewegung kommen die Greifbacken beider Greifer in gegenseitige Berührung mit ihren der gegenseitigen Anlage dienenden Teilen 24, 26 (Fig. 6), so daß sie eine Form 33 (Fig. 3 (c)) bilden, in der das Kupfer von

030018/0030

den gepreßten Knüppelenden 9 und 10 zu einem Ring 31 am Umfang der Schweißverbindungsstelle zwischen den Greifern und 7 gepreßt wird» Dann wird die Kupplungsgabel 78 jedes Greifers durch ihren zugehörigen Druckzylinder 79 angehoben, und dann werden die Zylinder 67 und 68 zum öffnen der Greifbackenhalter im Sinn des Pfeils 66 in Fig. 6 gesteuert. Gleichzeitig wird der Zylinder 85 betätigt, um beide Greifbacken vorwärts in die Richtung nahe dem anderen Greifer,zu bringen. Nun sind beide Greifer 6 und 7 in einer Stellung, wo sie den Strang 4 bzw. den Knüppel 8 freigegeben haben, der nun mit dem Strang verschweißt ist.

Im nächsten Schritt werden die Antriebsrollensysteme und 12 zum Fördern des so verlängerten Stranges durch die Vorrichtung bewegt, wodurch der Ring 31 ringsum die Schweißverbindungsstelle auf die scharf en Ränder 35 des Schneidbauteils 34 trifft, das den Ring absctert. Der Strang wird weiter durch diese Vorrichtung gefördert, während der Ring, der nicht durch die öffnung im Bauteil 3¹J hindurchpaßt, längs des Stranges gleitet, bis das hintere Ende des Stranges durch die öffnung gelaufen ist. Dann kann der Ring frei herabfällen. In dieser Stellung wird die Bewegungsrichtung des Antriebsrollensystems umgekehrt, bis das hintere Ende des Stranges unter den Scheren 14 zum Stillstand, kommt. Inzwischen wurde ein neuer ankommender Knüppele vom Antriebsrollensystem 11 erfaßt und.mit seinem vorderen Ende 9 bis zum Stillstand unter den Scheren 12 gefördert. In dieser Stellung werden beide Enden zur Keilform mit zueinander senkrechten Kanten abgeschnitten, und dann werden die Antriebsrollensysteme 11 und 12 wieder in Bewegung gesetzt, bis das vordere. Ende des neu ankommendenKnüppels 8 und das hintere Ende 10

030018/0030

28 U 3

des Stranges 4 in der in Fig. 4 gezeigten Stellung sind. Es muß hier bemerkt werden, daß die Greifbacken der Greifer in dieser Stellung weit von jeder Berührung mit diesen Enden sind, die sich so nicht unnötig vor dem Verschweißen abkühlen.

Im letzten Schritt vor dem Schweißen wird nun jeder der Greifer rings um die Enden 9 bzw. 10 in der folgenden Weise geschlossen. Zunächst werden die Zylinder 67 und betätigt, um beide Greifbackenhalter näher zueinander in der den Pfeilen 66 (Fig. 6) entgegengesetzten Richtung zu bringen, bis die Greifbacken 70 und 71 die Knüppelenden umgeben, die dann aus den Greifbacken um eine Länge von etwa dem 1 l_/2fachen Durchmesser der Knüppellhervorragen. Dann wird die Kupplungsgabel 78 nach unten über die Greifbackenhalter bewegt, und die ganze Vorrichtung ist wieder in ihrer Anfangsstellung und für den nächsten Schweißzyklus bereit.

Als Ausgangsmaterial lassen sich herkömmliche Kupferdrahtknüppel oder -barren der oben erwähnten üblichen Abmessungen verwenden, die von den Kupferraffinerien geliefert werden» Es steht jedoch nichts im Wege, im Fließbandbetrieb stromauf des diskontinuierlichen Warmwalzwerks eine Betriebsweise vorzusehen, wo die Drahtknüppel anderer geeigneterer Abmessungen und Zusammensetzungen diskontinuierlich gegossen werden. Dies hat den Vorteil, daß man diese Drahtbarren erstarren und auf Warmwalztemperatur abkühlen lassen kann und daß sie dann direkt bei dieser Temperatur dem diskontinuierlichen Walzwerk zugeführt werden. In dieser Weise wird die Wärme zum Erreichen der Warmwalztemperatur bei dieser Temperatur ohne jede zusätzliche Aufheizung direkt von der zum Gießen erforderlichen Wärme erhalten.

030018/0030

■ -34..

Leerseite

Claims

B E E T Z - L A M P R E C H T - B E E T Z PATENTANWÄLTE

Steinsdorfstr. 10 · D-8000 München 22 Dipl.-lng. R. BEETZ sen. 2844354

Telefon (089) 227201 - 227244 - 295910 Dipl.-lng. K. LAMPRECHT

Telex 522048 - Telegramm Allpatent München Dr.-Ing. R. BEETZ jr.

Rechtsanwalt Dipl.-Phys. Dr. jur. U. HEIDRICH 567-28.835p Dr.-Ing. W. TIMPE

' Dipl.-lng. J. SIEGFRIED ' Priv.-Doz. Dipl.-Chem. Dr. rer. nat. W. SCHMITT-FUMIAN

11. Okt. I978

Ansprüche

lj Verfahren zum Preßverschweißen zweier Metallknüppel an ihren Enden durch Längsandrücken und -ineinanderdrücken der in Schmelzpunktnähe erhitzten Knüppelenden unter Austreiben im wesentlichen des gesamten Oberflächenmaterials der.zu verschweißenden Enden außerhalb des Querschnitts der verschweißten Knüppel, dadurch gekennzeichnet, daß man die zu verschweißenden Knüppelenden (9_S 10) keilförmig anspitzt und sie bei einer Temperatur zwischen dem Schmelzpunkt des Metalls und 450 ⁰C darunter bei sich kreuzenden Keilkanten (17, 18) ineinanderdrückt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Knüppelenden (9, 10) durch Abschneiden je eines Knüppelendstücks mittels eines Paares von zum Belassen eines keilförmigen Endes geeigneten Scheren (13j 1*0 keilförmig anspitzt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die beiden gegenüberliegenden Flächen der Knüppel (8), mit denen die Scheren (13_S 14) in Kontakt kommen, vorab entzundert.

567-( P)-F

ORIGINAL INSPECTED

030018/0030

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man das Entzundern durch Abarbeiten eines Teils der Oberfläche vornimmt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die beiden Knüppelenden (9» 10) bei sich im wesentlichen senkrechtjkreuzenden Keilkanten (17i 18) ineinanderdrückt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5₃ dadurch gekennzeichnet, daß das Oberflächenmaterial der beiden kontaktierenden Keile in Form eines mit der Schweißstelle verbundenen Ringes (31) längs eines ringförmigen inneren Oberflächenteils (30) mit einer Breite von weniger als der halben Durchschnittsdicke der Knüppel (8) ausgetrieben wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zur kontinuierlichen Erzeugung von Kupferdrahtstangen in einer Fließbandanlage, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Anzahl von Kupferdrahtknüppeln (8) bei Warmwalztemperatur nacheinander durch ein Walzwerk führt, das Vorderende (9) jedes das Walzwerk verlassenden Kupferknüppels (8) mit dem Hinterende (10) eines endlosen, durch die vorherigen, miteinander verschweißten Knüppel gebildeten Stranges (4) in einem einzigen Preßschweißschritt nach einem der Ansprüche 1 bis 6 verschweißt, ohne daß den geschweißten Enden während des Preßschweißvorganges irgendwelche Wärmeenergie zugeführt wird, die zum Schmelzen irgendwelchen Kupfers ausreichend wäre, das Material (31)'» das durch das Preßschweißen aus der Querschnittsform der verschweißten Knüppel (8, *1) ausgetrieben wurde, vom Umfang der Schweißstelle entfernt und den endlosen Strang

030016/0030

durch ein kontinuierliches Walzwerk (2) kontinuierlich zu Drahtstangen walzt.

8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem das Preßschweißen gemäß Anspruch 6 erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß man den Ring (3D vom Umfang der Schweißstelle mittels Leitens des geschweißten Bereichs durch ein Loch (im Bauteil 3*0 mit einem Durchmesser zwischen dem inneren und dem äußeren Durchmesser des Ringes (31) entfernt.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß man den endlosen Strang (4) vor dem kontinuierlichen Walζen ab s c hab t.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9'» dadurch gekennzeichnet, daß man die Kupferknüppel (8) nach dem Warmwalzen und vor dem Schweißen in einem Ofen, der auf einer konstanten Temperatur im Bereich zwischen dem Schmelzpunkt der Knüppel und 450 ⁰C darunter gehalten wird, für eine ausreichende Zeit zur Ermöglichung der Annahme der konstanten Temperatur durch die Knüppel hält.

11. Verfahren nach einem der_;Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß man als Ausgangsmaterial für das Warmwalzen eine Anzahl von gegossenen und erstarrten und direkt auf die Warmwalztemperatur abgekühlten Kupferdrahtknüppeln (8) verwendet.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß man die zu verschweißenden Knüppelenden (9_> 10) bei einer Temperatur zwischen 100 und 300 ⁰C unter dem Schmelzpunkt des Metalls ineinanderdrückt.

030018/0010