DE2948941A1

DE2948941A1 - Verfahren beim mehrraupenverschweissen von zwei werkstuecken und vorrichtung zur ausuebung des verfahrens

Info

Publication number: DE2948941A1
Application number: DE19792948941
Authority: DE
Inventors: Erik Dipl Ing Hansen
Original assignee: Burmeister and Wain AS
Current assignee: Burmeister and Wain AS
Priority date: 1978-12-19
Filing date: 1979-12-05
Publication date: 1980-06-26
Also published as: DK12479A; JPS583476B2; GB2038221A; FI793955A; FR2444532A1; ES487021A1; YU311179A; NO794037L; SE7903229L; PL220492A1; DK143255B; DK143255C; BR7908299A; IT7967955A0; NL7909078A; GB2038221B; JPS5584271A; US4223824A

Description

»•Fall 496» BURMEISTER & WAIN A/S, 1449 Kopenhagen K, Dänemark

Verfahren beim Mehrraupenverschweissen von zwei Werkstucken und Vorrichtung zur Ausübung des 'Verfahrens

Die Erfindung betrifft ein Verfahren beim Kehrraupenverschweissen von zwei Werkstücken, die um eine gemeinsame Mittellinie rotieren, während ein Halter für einen Schweissdraht periodisch hin- und hergeschwenkt wird zwischen der einen und der anderen Seite der von sich gegenüberliegenden, parallelen oder hauptsächlich parallelen Stirnflächen der beiden Werkstücke abgegrenzten Fuge.

Durch Anwendung eines Verfahrens dieser Art kann eine relativ enge Schweissfuge mit Hilfe eines einzelnen Schweissdrahtes oder einen einzelnen Schweisselektrode durch zwei Schweissraupen ausgefüllt werden, die als Ecknähte auf je einer Seite der Fuge angeordnet sind und sich teilweise überlappen. Ks ist bekannt, die periodische Schwenkung des Schweissdrahthalters manuell vorzunehmen, was jedoch sov;ohl umständlich als auch anstrengend ist, teils weil es die volle Aufmerksamkeit der bedienungsperson in Anspruch nimmt, teils auf Grund der Kitzeabstrahlung der Schweissstelle. Das manuelle Schwenken des Halters wird noch zusätzlich erschwert, wenn die Werkstücke grosse Durchmesser besitzen und wenn die Schweissfuge tief ist.

Im Hinblick darauf, den genannten Mängeln abzuhelfen, besteht die Erfindung darin, dass der Halter für den Schweissdraht maschinell mit konstanter oder im wesentlichen konstanter Winkelgeschwindigkeit geschwenkt wird und dass jede Schwenkbewegung durch ein Startsignal in C-ang gesetzt wird, das automatisch erzeugt wird, wenn

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sich die Werkstücke nach Abschluss der vorigen, entgegengesetzt gerichteten Schwenkbewegung um 360° oder im wesentlichen 36O⁰ gedreht haben.

Dadurch ist ein Schweissverfahren angegeben, das unabhängig von der Forrr und der Orösse der Werkstücke eine perfekte Schweissung sicherstellt, die dank der konstanten Winke!geschwindigkeit der Schwenkung des Halters eine glei chrrässige üVer larpung bei jedem Wechsel von der einen Seite der Fuge zur anderen aufweist und von der abnehmenden Winkelgeschwindigkeit der Werkstücke mit der allmählichen Zunahme des Radius an der Schweissstelle unbeeinträchtigt bleibt. Der konstante Winkelabstand zwischen dem Abschluss jeder Schwenkung und dem Beginn der nächsten sichert auf entsprechende Weise eine optimale relative Anordnung der sukzessiven Überlappungen, und zwar unabhängig von der variierenden Winkelgeschwindigkeit der Werkstücke und bei jedem Wert der gewählten, bevorzugterweise konstanten Schweissgeschwindigkeit.

Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens mit Unterstützungen für die beiden Werkstücke, Mitteln zum Drehen der Werkstücke urr eine gemeinsame Mittellinie und einem um eine querverlauf ende Achse schwenkbaren Halter für einen mechanisch vorgeschobenen Schweissdraht. Erfindungsgemäss ist die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass der Halter mechanisch verbunden ist mit einen Antriebsmotor, der dazu eingerichtet ist, den Halter um einen vorgegebenen Winkel und mit konstanter Winkelgeschwindigkeit um die genannte Achse hin- und herzuschwenken, dass ein Aktivator, der dazu eingerichtet ist, ein Startsignal für den Antriebsmotor zu erzeugen, mit den rotierenden Werkstücken durch eine Reibungskupplung verbunden ist und dass die Vorrichtung ein Sperrglied hat, das nach jeder Umdrehung des Aktivators die Rotation desselben für einen Zeitraum von vorgebener Dai'er anhält und sie danach wieder freigibt.

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Bei einer derartig ausgestalteten Vorrichtung wird je Umdrehung der Werkstücke die Abgabe des Startsignals für den Antriebsmotor um einen Zeitraum verzögert, der dem Zeitraum entspricht, in dem der Aktivator stillsteht, und wenn dieser Zeitraum dem Zeitraum entspricht, den der Halter zum Hin- und Herschwenken zwischen seinen Endlagen benötigt, erzielt man die gewünschte sukzessive V.'inkelversetzung derjenigen Teile der zusammenhängenden Schv.e" ssraupe, die schräg von der einen Seite zur anderen ]0 Seite der Füre verlaufen.

Bei einer bevorzugten und konstruktiv einfachen Ausführungsform ist der Aktivator an einer Nockenscheibe angebracht, und das Sperrglied ist ein mit einem Nocken an der Scheibe zusammenwirkender Anschlag, der zwischen zwei vom Aktivator betätigten, stationären Signalgebern angeordnet ist, von denen der in Rotationsrichtung gesehen erste Signalgeber ein Zeitrelais startet, das nach Ablauf seiner Periode Signal zum Eewegen des Anschlags in dessen unwirksame Stellung gibt, während der zweite Signalgeber tei Is zurr Starten des Antriebsmotors für den Halter, teils zum Eewegen des Anschlags in dessen aktive Stellung Signal gibt.

Die doppelte Funktion des zweiten Signalgebers zurr. Ingangsetzen des Antriebsmotors und Rücksetzen des Anschiags lässt sich dadurch verwirklichen, dass eine vom Zeitrelais korrtr.de Si rna] leitung und eine Signalleitung vom zweiten Signalgeber durch eine ODER-Schaltung mit dem Fingang eines Flip-Flops verbunden sind, dessen Ausgänge die Hin- \:nd Herbewegung des Anschlags zwischen wirksamer und unwirksamer Stellung steuern.

Die Konstruktion lässt sich dadurch noch zusätzlich vereanfachen, dass der Nocken als Aktivator für die Signalgeber ausgebildet ist.

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Die Vorrichtung kann eine Signalleitung haben, die den Fingang des Zeitrelais mit dem nichtinvertierenden Eingang einer NICHT-Schaltung verbindet, deren invertierender Fingang mit einem oder mehreren manuell zu betätigenden Signalgebern zur Steuerung des SchweissVorgangs und deren Ausgang nit de™ Ausgang des Zeitrelais verbunden ist. Diese Ausführungsform ist insbesondere in einer Situation vorteilhaft, in der der Schweissvorgang mit Hilfe eines der genannten manuellen Signalgeber vorübergehend

]C ur.tertrochen wird, während die Werkstücke weiterrotieren. Der Flip-Flop zieht dann den Anschlag bereits bei der Petätigung des ersten der beiden längs der Nockenscheibe angebrachten Signalgeber in die unwirksame Stellung zurück, da dessen Ausgangssignal das Zeitrelais umgeht, und die Nockenscheibe setzt daher ohne Verzögerung ihre Rotation synchron mit derjenigen der Werkstücke fort, so dass der erste Seitenwechsel nach erneuter Ingangsetzung des Schweissvorgangs in bezug auf den vorigen Seitenwechsel an der richtigen Stelle erfolgt. Während der Unterbrechung führt der Anschlag je Umdrehung der Werkstücke eine Doppelbewegung zwischen seiner wirksamen und unwirksamen Stellung aus, und die Steuerung des Anschlags bleibt somit ebenfalls von der Unterbrechung unbeeinflusst.

Der oder die manuell zu betätigenden Signalgeber können mit dem einen Ei η rang einer UI^TD-Schaltung verbunden sein, deren zweiter Eingang mit der· zweiten Signalgeber und deren Ausgang nit einem zweiten Flip-Flop verbunden ist, dessen Ausgänge die Energiezufuhr zum Antriebsmotor für je eine der Rotationsrichtungen des Motors steuern. Dadurch wird sichergestellt, dass der Antriebsmotor für den Halter nur dann autoratisch gestartet wird, wenn die Funktion oder die Funktionen, die von den manuell zu betätigenden Signalgebern gesteuert werden, eingeschaltet sind. So ist es insbesondere möglich, eine

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oder mehrere sukzessive Schwenkungen des Halters manuell in Gang zu setzen, falls dies erwünscht sein sollte.

Zu diesem Zweck kann zwischen den Ausgang der UND-Schaltung und den zweiten Flip-Flop eine ODER-Schaltung geschaltet sein, deren Ausgang mit dem Flip-Flop verbunden ist und deren Eingänge mit dem Ausgang der UND-Schaltung bzw. mit einem manuell zu betätigenden Impulssignalgeber zurr Ingangsetzen des Antriebsriotors bei abgeschalteter Automatik verbunden sind.

Die Vorrichtung kann einen Fühler haben, der vom Halter in dessen Mittelstellung aktiviert wird und durch einer, manuell zu betätigenden Schalter mit einem Steuerelement zum Abschalten der Energiezufuhr zum Antriebsmotor und Verriegeln des Halters in der Mittelstellung verbunden ist. Mit Hilfe des manuell zu betätigenden Schalters kann die Bedienungsperson den Schweissdraht in der Mitte der Fugenbreite fixieren.

Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die teilweise schematische Zeichnung näher erklärt. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht von zwei Kurbelkröpfungen, die nach dem erfindungsgemässen Verfahren zusamnengeschweisst sind,

Fig. 2 eine Seitenansicht von zwei anderen Werkstücken, die nach dem erf indungsgerrässen Verfahren zusamengeschweisst werden können und die in einer rein schematisch veranschaulichten erfindungsgemässen Vorrichtung eingespannt wiedergegeben sind,

Fig. 3 in grösserem Massstab einen Schnitt durch die Schweissfuge in der Anordnung nach Fig. 2, dargestellt als Schnitt entlang der Linie III-III in Fig. 2, wobei aber gewisse Teile der Vorrichtung weggelassen sind,

Fig. /f in noch grösserem Massstab einen Schnitt durch die Schweissfuge und den Schweissdrahthalter entlang der Linie IV-IV in Fig. 3 und

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Fig. 5 den Schaltplan eines pneumatisch-hydraulischen Steuersystems für die Vorrichtung nach den Fig. 2-4·

In Fig. 1 sind zwei Kurbelkröpfungen 1 mit Hauptlagerzapfen 2, Kurbelzapfen 3 und Kurbelarmen 4 dargestellt. Die beiden Kröpfungen sind durch eine Schweissnaht 5 in der Mitte der Länge des ihnen geneinsamen Hauptlagerzapfen 2 zusammengeschweisst. Vor Ausführung der Schweissung können beide Werkstücke vorläufig zusammengefügt und zentriert worden sein mit Hilfe eines nicht eingezeichneten Pinres, der durch Heftschweissen in der zentralen Bohrung durch den Zapfen befestigt ist und der gegebenenfalls nach beendetem SchweissVorgang wieder entfernt wird. Während des Schweissens rotieren die beiden Kröpfungen 1 um die gemeinsame Mittellinie der Zapfen 2, und das Schweissen kann mit Hilfe einer Apparatur erfolgen, die im Prinzip der nachstehend beschriebenen entspri.cht.

Fig. 2 zeigt einen Flansch 6, der mit einer Welle 7 verbunden werden soll durch ITehrraupenschweissen in der relativ schmalen und tiefen Fuge ß zwischen den sich gegenüberliegenden Stirnflächen 9 und 10 der beiden Werkstucke. Vor dem Schweissen sind die Werkstücke mit Hilfe eines kurzen Zapfens 11 zentriert worden, der in Verlängerung der Welle 7 sitzt und dessen Oberfläche die Sohle der Fuge £ bildet. Der Zapfen 11 kann mit dem Flansch 6 in dessen zentraler Pohrung 12 durch Heftschweissen verbunden sein.

Der Flansch 6 ist in ein Backenfutter 13 eingespannt, das an einer Hauptspindel in einem Spindelstock 14 befestigt ist und durch einen in den Spindelstock eingebauten, nicht eingezeichneten Antriebsmechanismus angetrieben wird, der bevorzugterweise ein stufenlos variables Getriebe umfasst. Das vom Flansch 6 abgekehrte Ende der Welle 7 ist mit Hilfe eines Reitstockes 73 5 unterstützt. Zwischen ihren Enden kann die Welle 7, falls

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erforderlich, an einer oder mehreren nicht eingezeichne ten Stellen noch zusätzlich unterstützt sein.

Am hinteren Ende der Hauptspindel ist eine aus dem Spindelstock 14 herausragende Antriebswelle 15 für eine T'ocVenscheibe It befestigt, die durch Reibung mitgenommen wird von einem Flansch 17 an der Welle und einer axial beweglichen Reibungsscheibe 16, die mit der Welle 15 drehfest verbunden ist. Die Reibungsscheibe wird gegen die Fockenscheibe 16 gedrückt durch eine Feder 19, die zwischen der Reibunnsscheibe und einem Druckring wirksam ist, der zwar drehfest, aber in bezug auf die Welle 15 axial verschieblich ist. Der Federdruck ist mit Hilfe einer Mutter 21 einstellbar.

Das aussere Fnde der Welle 15 ist durch ein an der Rückseite des Spindelstockes 14 befestigtes Gehäuse 22 hindurchgeführt, welches rotierende Kontakte für die Zuleitung von Schweissstrorr? durch das Werkstück 7 und die Welle 15 enthält.

Die Fig. 3 und 4 veranschaulichen einen Halter 23 für den zum Schweissen benutzten Scbweissdraht, der von einer nicht eingezeichneten Vorratsrolle abgezogen und durch ein Rohr 24 hindurch zur Schv/ei ssstelle in der Fuge £ vorgeschoben wird. An der Schv/eissstelle ist der Draht durch eine federbelastete Packe 25 am vorderen Ende des Halters 23 hindurch^eführt. Wenigstens derjenige Teil des Halters 23, der sich zu Beginn des Schweissvorgangs (siehe Fig. 3 und 4) ganz im Inneren der Fuge befindet, hat derartige Ouerschnittsab'Nessungen, dass der Halter zwisehen den beiden Fndlagen I und II, die in Fjg. 4 wiedergegeben sind, hin- und hergeschwenkt werden kann, ohne dabei gegen die beiden Stirnflächen 9 und 10 zu stossen. Der aus der Schv.-eisofuge über den Rand des V.'erkstückes 6 heraus ragende Teil des Halters ist drehbar unterstützt in einem Lager 26 an einem Schlitten 27, der in bezug auf einen nicht eingezeich-

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neten Wagen auf- und abverschieblich ist. Dieser Wagen ruht auf einem Gestell, das im Hinblick auf die Einstellung der Schweissstellung in Axialrichtung der Werkstücke auf einem Fundament verschieblich ist, welches den Spindelstock 14 und den in Richtung der gemeinsamen Mittellinie oder Rotationsachse 33 der Werkstücke verschieblichen Reitstock 7$ trägt.

Die Schwenkung des Halters 23 zwischen den genannten ^ndlacen I und II erfolgt um eine in Längsrichtung verlaufc-nde, in Fig. 3 waagerechte Achse 2P und wird von einem am Schlitten 27 montierten hydraulischen Motor 29 hervorgebracht, dessen Abtriebwelle ein Ritzel 30 trägt, welches mit einem am Halter 23 befestigten Zahnkranzsektor 31 kämirt, siehe auch Fig. 5·

Unter dem Halter 23 ist ein Rohr 32 für die Zuleitung von Schweisspulver oder Schutzgas derartig mit der-: Lager 26 gelenkig verbunden, dass es um eine mit der gemeinsamen Mittellinie 33 der beiden Werkstucke 6 und 7 parallele Achse schwenkbar ist. Das Schweisspulver kann aus einem nicht eingezeichneten, am Schlitten 27 angebrachten Behälter durch einen Trichter 34 in das Innere des Rohres 32 geleitet werden, wo es mit Hilfe einer durch einen Motor angetriebenen Schnecke nach vorn zur Schweissstelle gefördert wird. Das vordere Ende des Rohres 27 wird unter dem Einfluss einer auf das hintere Tnde des Rohres einwirkenden Feder 35 vor Beginn des Schveissvorgangs in Anlage gegen die Oberfläche des Zapfens 11 und danach gegen die Oberfläche der sukzessiv anwachsenden Schweissnaht gehalten. Das hintere Ende des Rohres 32 betätigt einen Schalter 36, der die Aufwärtsbewegung des Schlittens 27, aus der die Änderung der Drehzahl der Werkstücke im Gleichtakt mit dem Fortschreiten des Schwe?ssvorgangs abgeleitet wird, steuern kann.

Der Motor 29 wird von dem in Fig. 5 veranschaulichten System gesteuert, dessen Funktionen von einem an der

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Peripherie der Nockenscheibe 16 vorgesehenen Nocken 37 eingeleitet werden, der nacheinander zwei pneumatische Signalgeber 38 und 39 betätigt. Zwischen den beiden Signalgebern ist ein Anschlag 40 angeordnet, gegen den der Nocken 37 stösst, wenn sich der Anschlag in seiner in Fig. 5 dargestellten, wirksamen Stellung befindet, so dass die Rotation der Nockenscheibe angehalten wird. Der Anschlag 40 ist an einem Kolben in einem pneumatischen Zylinder /+1 befestigt, dessen zwei sich gegenüber-

.10 liegende ArteitsVan^ern durch ein Umschaltventil 42 und zwei Leitungen 43 und 44 mit Druckluft gespeist werden. Die Stellung des Umschaltventils 42 wird von einem pneumatischen Flip-Flop 45 bestimmt, der sein Eingangssignal zum Umschalten des Ventils über eine von einer pneumatischen ODER-Schaltung 47 ausgehende Signalleitung 46 erhält. Der eine Eingang 46 der Schaltung 47 ist mit dem Signalgeber 36 durch ein einstellbares Zeitrelais 49 verbunden. Vom Signalgeber 36 führt ausserdem eine Signal leitung 50 zu de**¹ nicht-invertierenden Eingang 51 einer NICHT-Schaltung 52, deren Ausgang 53 mit dem Eingang 4$ verbunden ist.

Der Signalgeber 39 ist durch eine Signalleitung 54 mit dem zweiten Eingang 55 der ODER-Schaltung 47 und ausserdem mit dem einen Eingang 56 einer UND-Schaltung 57 verbunden. Der zweite Eingang 5$ der Schaltung 57 ist rit dem invertierenden Eingang 59 der NICHT-Schaltung 52 und ferner mit dem Ausgang einer UND-Schaltung 60 verbunden.

Die Vorrichtung umfasst drei rein schematisch gezeigte Signalgeber 61, 62 und 63 deren Funktion auf die Durchführung des Schweissvorgangs bezogen ist, und die z.P. von Schaltern zum Schliessen bzw. Unterbrechen des Schi-.-eissstromes, zum Umschalten zwischen manuellem und automatischem Schwenken des Schweissdrahthalters 23 und zum Umschalten zwischen automatischem Schwenken und

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Festhalten des Halters in dessen Mittelstellung in der Schweissfuge gebildet werden können. Der Signalgeber 6l ist mit dem einen Eingang 64 der UND-Schaltung 60 verbunden, während die beiden anderen Signalgeber mit je einem Eingang einer UND-Schaltung 65 verbunden sind, de ren Ausgang mit dem zweiten Eingang 66 der Schaltung 60 verbunden ist.

Der Ausgang der UND-Schaltung 57 ist durch eine Signalleitung 6? mit dem einen Eingang einer ODER-Schaltung 79 verbunden, auf deren zv;eiten Eingang ein Signal von einem manuell betätigten Signalgeber δθ, z.B. einem drucktastenbedienten Impulsventil, gegeben werden kann. Der Signalgeber δθ wird zwecks Abgabe eines Ausgangssignals betätigt, wenn man nach dem Ausschalten der Automatik mit Hilfe der Schalter 62 und 63 eine maschinelle Schwenkung des Halters 23 in Gang setzen will. Beim normalen, automatisch gesteuerten Schweissvorgang tritt dagegen von Signalgeber δθ kein Ausgangssignal auf. Der Ausgang der ODER-Schaltung 79 ist durch eine Signalleitung Öl mit einem pneumatischen Flip-Flop 6δ verbunden, dessen zwei Ausgänge ein pneumati sches Umschaltventil 69 steuern, welches in Abhängigkeit von der Stellung des Flip-Flops Druckluft zum einen von zwei pneumatischhydraulischen Druckunsetzern 70 und 71 leitet und gleichzeitig die Luftkammer des anderen Druckur setzers mit der Atmosphäre verbindet.

Die Flüssigkeitskammern in den beiden Druckirrisetzern 70 und 71 sind durch ein doppeltes Absperrventil 72 mit je einer der beiden Arbeitskammern des hydraulischen T'otors 29 verbunden. Zwischen jeden Druckumsetzer und das Ventil 72 ist ein variables Drosselventil 73 geschaltet, das durch ein Rückschlagventil lh umgangen wird, welches eine Strömung vom betreffenden Bruckumsetzer zum Motor 29, aber nicht vom Motor zum Druckumsetzer durchlässt.

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In Verbindung rait der Abtriebwelle des Motors 29 ist ein Fühler 75 angeordnet, der ein Signal zum Absperrventil 72 senden kann, wenn sich der Sektor 31 und damit der Schweissdrahthalter 23 in seiner Mittelstellung befindet, und dieses Signal kann das Ventil 72 in Funktion setzen und dadurch die Verbindungen zwischen den Arbeitskammern des Motors 29 und den beiden Druckumsetzern 70 und 71 absperren, falls der vorher erwähnte, manuell zu betätigende Signalgeber 63 darauf eingestellt ist, IC den Halter 23 in der Iättelstellung; zu verriegeln.

Bei sich im normalen Betrieb befindlicher Vorrichtung, wenn die Signalgeber 6.I-63 auf normales Schweissen und automatisches Hin- und Herschwenken des Halters 23 eingestellt sind, verläuft die Steuerung der Schwenkung des Halters folg endermassen.

Bei der in Fig. 5 wiedergegebenen Stellung der Nockenscheibe l6 befindet sich der Halter 23 in einer von seinen beiden Endlagen I und II. Der Nocken 3 7 hat soeben den Signalgeber 3? betätigt, wodurch ein pneumatischer Irrpuls abgegeben worden ist teils an das Zeitrelais 49, das dadurch gestartet worden ist, teils an den Eingang 51 der NICHT-Schaltung 52. Da gleichzeitig ein Signal auf den invertierenden Eingang 59 dieser Schaltung gegeben wird, tritt kein Signal am Ausgang 53 auf.

Venn der Nocken 37 regen den vorgeschobenen Anschlag 40 stösst, wird die nockenscheibe 16 angehalten, während die beiden Werkstücke 6 und 7 ihre Rotation fortsetzen. In de-: Augenblick, in dem die Periode des Zeitrelais 49 abgelaufen ist, wird ein Signal auf den Eingang 46 der ODER-Schaltung 47 gegeben und gelangt weiter zum Flip-Flop 45, der das Ventil 42 umschaltet und dadurch Druckluft durch die Leitung 44 zur Unterseite des Kolbens des Anschlags 40 leitet, so dass der Anschlag zurückgezogen wird und dadurch die Nockenscheibe freigibt.

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Wenn der Nocken 37 danach den Signalgeber 39 betätigt, sendet dieser einen pneumatischen Signalimpuls durch die Leitung 54 zum Eingang 55 der ODER-Schaltung 47, wodurch wieder ein Signal zum Flip-Flop 55 gelangt, der das Ventil 42 umschaltet und dadurch Druckluft durch die Leitung 43 leitet, die den Anschlag in seine gezeigte, wirksame Stellung zurückbewegt.

Der Signalimpuls vom Signalgeber 39 gelangt ausserdem auf den Eingang 56 der UuTD-Scbaltung 57, und da auch am

IC Fi η can.5 56 ein Signal auftritt, empfängt der Flip-Flop 66 ein Signal durch die Steuerleitung 67, die ODER-Schaltung 79 und die Leitung 61, was bewirkt, dass er das Ventil 69 umschaltet, so dass der eine Druckumsetzer, z.B. der Umsetzer 70, mit Druckluft beaufschlagt wird. Die Flüssigkeit aus diesem Druckumsetzer strömt durch das zugehörige Rückschlagventil 74 zur einen Arbeitskammer im Motor 29, während die Hydraulikflüssigkeit aus der anderen Arbeitskammer des Motors durch das zugehörige Drosselventil 73 zum Druckumsetzer 71 zurückfliesst. Die Einstellung des Drosselventils bestimmt die Geschwindigkeit, mit der die Hydraulikflüssigkeit zurückströmen kann, und damit die Winkelgeschwindigkeit des Motors und des Halters 23.

V.'enn der Nocken 37 das nächste Mal den Signalgeber 3£ betätigt, wird das Zeitrelais 49 wieder gestartet, und räch Ablauf der Periode des Relais wird Anschlag zurückgezogen, so dass die vorübergehend angehaltene nockenscheibe 16 wieder zu rotieren beginnt. Wenn der l'ocken 37 danach den Signalgeber 39 betätigt, wird, wie vorher beschrieben, wieder ein Signal an den Flip-Flop 66 abgegeben, der das Ventil 69 umschaltet, und zwar diesmal so, dass der Motor 29 in entgegengesetzter Richtung rotiert.

Solange nicht von sämtlichen manuell betätigten Signalgebern 61-63 Signale abgegeben werden, wird auch kein

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Signal auf den Eingang 59 der NICHT-Schaltung 52 gegeben, und in diesem Fall erhält der Flip-Flop 45 ein Signal, welches sofort nach der Betätigung des Signalgebers 3&, d.h. noch bevor der Nocken 37 den Anschlag 40 erreicht hat, durch das Ventil 42 das Zurückziehen des Anschlags 40 veranlasst. Bei der darauffolgenden Betätigung des Signalgebers 39 durch den Nocken 37 wird genau wie vorher ein Signal an den Flip-Flop 45 abgegeben, das veranlasst, dass der Anschlag v.'ieder in seine wirksame IC Stellung vor^esch oben wird.

Es 3st einleuchtend, dass die Verzögerung der Nockenscheibe 16, die im Prinzip der= Zeitraum entsprechen muss, den der Motor 29 dazu benötigt, den Halter 23 aus seiner einen Endlage in die andere zu schwenken, nicht vollständig konstant der Periode des Zeitrelais 49 entspricht, v/eil das Relais vom Signalgeber 3& gestartet wird, kurz bevor die Nockenscheibe durch das Anstossen des Nockens 37 gegen den Anschlag 40 angehalten wird* Tn der Praxis ist es jedoch möglich, den Abstand zwischen dem Signalgeber 3& und dem Nocken so klein zu machen, dass die dadurch bedingte Variation der Stillstandsperiode der Nockenscheibe, die mit der während des Schweissens variierenden Winkelgeschwindigkeit der beiden Werkstücke und damit der Kockenscheibe zusammenhängt, keine praktische Bedeutung erhält.

Zum Festlegen der beiden Endlagen des Halters 23 kann der in Fig. 5 dargestellte Anschlag 76 am Zahnkranzsektcr 31 dienen, der in jeder der beiden Endlagen des Arres gegen einen von zwei keilförmigen Anschlagen 77 stösst. Diese Anschläge können zweckr.ässigerweise in lotrechter Richtung verschieblich sein, so wie es durch Pfeile angedeutet ist, wodurch sich die Grosse der Ujnkelauslenkung des Halters variieren lässt.

I^rit dem manuell zu betätigenden Signalgeber ß0, der einen Signalimpuls auf den einen Eingang der ODER-Scha1-

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tung 79 gibt, deren Ausgang an den Flip-Flop 6Ö angeschlossen ist, kann man nach Abschaltung der automatischen Steuerung den Motor 29 zwecks Schwenkung des Halters 23 in Gang setzen, wenn sich der Schweissdraht an einer beliebig gewählten Stelle des Umkreises der Werkstücke befindet.

Die beschriebene Vorrichtung ist ausser zum Zusamrenschweissen von Kurbelwellen und von Wellen mit grosser. Flanschen, so wie veranschaulicht, auch zum Beispiel ζυ~ Scrv.-e.issen von rrossen Pehälterr.änteln mit erheblichen I'aterialstärken, z.B. von ca. 50 mm ab, geeignet.

Obwohl der Antriebsmotor 29 für den Schweissdrahthalter auf der Zeichnung als ein Drehkolbenmotor dargestellt ist, Hesse sich selbstverständlich auch ein hydraulischer Hubkolbenmotor oder ein Elektromotor benutzen. Die Steuerung, die im Ausführungsbeispiel pneumatisch ist, könnte auch aus elektronischen Bausteinen aufgebaut sein.

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Claims

BURMEISTER & WAIN A/S, 1U9 Kopenhagen K, Dänemark ^/

Verfahren beim Mehrraupenverschweissen von zwei Werkstücken und Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens

Patentansprüche

Verfahren be: m I'ehrraupenverschweissen von zwei Werkstücken (6, 7), die um eine gemeinsame Mittellinie (33) rotieren, während ein Halter (23) für einen Schweissdraht periodisch hin- und hergeschwenkt wird zwischen der einen und der anderen Seite der von sich gegenüberliegenden, parallelen oder hauptsächlich parallelen Stirnflächen (9, IC) der beiden Werkstücke abgegrenzten Fuge (Ö), dadurch gekennzeichnet, dass der Halter (23) maschinell mit konstanter oder im wesentlichen kon-

]0 stanter Winkelgeschwindigkeit geschwenkt wird und dass jede Schwenkbewegung durch ein Startsignal in Gang gesetzt wird, das automatisch erzeugt wird, wenn sich die V.'erkstücke (6, 7) nach Abschluss der vorigen, entgegengesetzt gerichteten Schwenkbewegung um 360° oder im wesentlichen 3&C gedreht haben.

2. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch ] rrit Unterstützungen für die beiden Werkstücke (6, 7), "itteln (14) zum Drehen der Werkstücke um eine gemeinsame Mittellinie (33) und einem um eine querverlaufende Achse (2?) schwenkbaren Halter (23) für einen mechanisch vorgeschobenen Schweissdraht, dadurch gekennzeichnet, dass der Halter (23) mechanisch verbunden ist mit einem Antriebsmotor (29), der dazu eingerichtet ist, den Halter un? einen vorgegebenen Winkel und mit konstanter Winke]geschwindigkeit um die genannte Achse (2ß) hin- und herzuschwenken, dass ein Aktivator (37), der dazu eingerichtet ist, ein Startsignal für den Antriebsmotor (29) zu erzeugen, mit den rotierenden Werkstücken durch eine

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ORIGINAL INSPECTED

Reibungskupplung (17, 1δ) verbunden ist und dass die Vorrichtung ein Sperrglied (40) hat, das nach jeder Umdrehung des Aktivators die Rotation desselben für einen Zeitraum von vorgegebener Dauer anhält und sie danach wieder freigibt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktivator (37) an einer Nockenscheibe (16) anrpbraeht ist und dass das Sperrglied (40) aus einem niit eine" Hecken an der Scheibe zusammenwirkenden Anschlag

]f besteht, der zwischen zwei vor, Aktivator betätigten, stationären Signalgebern (3Ö, 39) angeordnet ist, von denen der in Rotationerichtung gesehen erste Signalgeber (3δ) ein Zeitrelais (49) startet, das nach Ablauf eines Zeitraumes Signal zum Bewegen des Anschlags in dessen unwirksame Stellung gibt, während der zweite Signalgeber (39) teils zum Starten des Antriebsmotors (29) fur den Halter, teils zum Eewegen des Anschlags in dessen aktive Stellung Signal gibt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine vom Zeitrelais (49) kommende Signalleitung und eine Signalleitung (54) vom zweiten Signalgeber (39) durch eine ODER-Schaltung (47) mit dem Eingang eines Flip-Flops (45) verbunden sind, dessen Ausgänge die Hin- und Herbewegung des Anschlags zwischen wirksamer und unwirksamer Stellung steuern.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Nocken (37) als Aktivator fur die Signalgeber (3Ö, 39) ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Signalleitung (50), die den Eingang des Zeitrelais (49) mit dem nichtinvertierenden Eingang (51) einer NICHT-Schaltung (52) verbindet, deren invertierender Eingang (59) mit einem oder mehreren manuell zu betätigenden Signalgebern (61, 62, 63) zur Steuerung des Schweissvorgangs und deren Ausgang (53) mit dem Ausgang des Zeitre-

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lais (49) verbunden ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die manuell zu betätigenden Signalgeber (61, 62, 63) mit dem einen Eingang (58) einer UND-Schal ^c t-nrtp- (^7) verbunden sind, deren zweiter Eingang (56) mit de::, zweiten Signalgeber (39) und deren Ausgang mit einer, zweiten Flip-Flop (68) verbunden ist, dessen Ausgänge die ^nerriezufuhr zum Antriebsmotor (?9) für je eine der Rotationsrichtungen des rotors steuern.

IC 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Ausgang der UND-Schaltung (57) und den zweiten Flip-Flop (68) eine ODER-Schaltung (79) geschaltet ist, deren Ausgang mit dem Flip-Flop (68) verbunden ist und deren Eingänge mit dem Ausgang der UND-Schaltung

(57) bzw. mit einem manuell zu betätigenden Impulssignalgeber (80) zum Starten des Antriebsmotors (29) bei abgeschalteter Automatik verbunden sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2-8, dadurch gekennzeichnet , dass ein Fühler (75), der vom Halter (23) in dessen Mittelstellung aktiviert wird, durch einen manuell zu betätigenden Schalter mit einem Steuerelement (72) zum Abschalten der Energiezufuhr zum Antriebsmotor (29) und Verriegeln des Halters (23) in der Mittelstellung verbunden ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor (29) ein Fluidmotor ist und dass das genannte Steuerelement (72) von zwei Absperrventilen gebildet wird, die jeweils in eine Fluid zuführleitung des Motors eingeschaltet sind.

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