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Beschreibung
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Preßstumpf- oder Abbrennstumpfschweißen
von kreisringförmigen Werkstücken, wobei ein eingespanntes Werkstückende zum Verschweißen
mit dem korrespondierenden eingespannten Werkstückende des Werkstückes beim Vorwärmen,
Abbrennen und Stauchen gegen das korrespondierende Werkstückende zugestellt wird.
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Beim Widerstandsstumpf- oder Abbrennstumpfschweißen mittels Gleich-
oder Wechselstrom wird jeweils ein Werkstückende in einem feststehenden Klemmbackenpaar
und in einem beweglichen Klemmbackenpaar eingespannt. Unter Anlegen einer elektrischen
Spannung an das feststehende und an das bewegliche Klemmbackenpaar wird das bewegliche
Klemmbackenpaar gegen das feststehende Klemmbackenpaar mit gesteuerten oder geregelten
Geschwindigkeiten und Kräften zugestellt, wobei durch Vorwärmen, Abbrennen und Stauchen
ein
Erwärmen und anschließende Verschweißen der beiden Werkstückenden
erfolgt. Um das Zustellen des beweglichen Klemmbackenpaares zu ermöglichen, wird
es einem Bestandteil der Schweißmaschine bildenden, geradlinig verfahrbaren Schlitten,
dem sogenannten Stauchschlitten, zugeordnet. Bei bekannten Vorrichtungen dieser
Art bedarf der geradlinig verfahrbare Stauchschlitten einer stabilen und genauen
Führung, um die hohen Stauchkräfte aufnehmen und die Werkstückenden ohne Höhen-
und Seitenversatz verschweißen zu können.
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Um aufwendige Führungen für den Stauchschlitten zu vermeiden, ist
dann auch schon vorgeschlagen worden, das bewegliche Klemmbackenpaar auf einem lageunveränderlichen
Gestell anzuordnen, dessen von sogenannten Standblechen gebildete Stützen in Richtung
auf das feststehende Klemmbackenpaar abbiegbar sind (CH-PS 489 515). Bei dieser
nach dem Prinzip eines Parallelogramms wirkenden Stauchschlittenführung weist die
Zustellbewegung des beweglichen Klemmbackenpaares einen bogenförmigen Verlauf auf,
wobei der Radius des Bogens sehr groß gewählt werden muß, um das Auftreten zu großer
vertikaler Komponenten zu vermeiden.
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Die bekannten, die Stauchschlittenzustellungen betreffenden Ausgestaltungen
solcher Vorrichtungen genügen für die Preßstumpf- oder Abbrennstumpfschweißung von
gestreckten Werkstücken, sogenannten offenen Längen. Beim Schweißen von kreisringförmigen
Werkstücken ergeben sich jedoch Unzulänglichkeiten durch die im wesentlichen geradlinige
Zustellbewegung des beweglichen Klemmbackenpaares, aus der eine zur Zustellrichtung
vertikale Bewegungs- und Kraftkomponente an der Schweißstelle resultiert, die sich
in einer Verminderung der Stauchkraft auswirkt. Außerdem kann es zum Ausknicken
der Schweißstelle kommen, was im Ergebnis unrunde Werkstücke zur Folge hat.
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Vielfach werden kreisringförmige Werkstücke, z.B.
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Vormaterial für Felgen, deshalb an ihren zu verschweißenden Enden
flachgeschlagen, damit beim Schweißen solcher Werkstücke auf Schweißmaschinen mit
geradliniger Zustellung des beweglichen Klemmbackenpaares eine senkrechte Einleitung
der Stauchkraft in die zu verschweißenden Werkstückenden sichergestellt bleibt.
Dies erfordert jedoch den Aufwand des Flachschlagens der Werkstückenden sowie ein
Nachrunden des Werkstückes nach dem Schweißen.
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Häufig ist nach beendeter Schweißung eines Werkstückes ein offenen,
Zurückführen und erneutes Spannen des beweglichen Klemmbackenpaares erforderlich,
um eine Nachbearbeitung der Schweißstelle, etwa ein Nachglühen des Schweißbereichs
oder aber die Entfernung der Schweißnaht1in der Vorrichtung selbst zu ermöglichen.
Dies ist bislang nur bei solchen Vorrichtungen möglich, auf denen gestreckte Werkstücke
geschweißt werden, nicht jedoch bei Vorrichtungen für die Schweißung von kreisringförmigen
Werkstücken.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung in erster
Linie die Aufgabe zugrunde, beim Schweißen kreisringförmiger Werkstücke sicher zu
stellen, daß die Stauchkraft senkrecht in die zu verschweißenden Enden des Werkstückes
eingeleitet werden.
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Die Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs umrissenen Art erfindungsgemäß
in der Weise gelöst, daß dem zustellbaren Werkstückende beim Zustellen ein der Bahn
eines Kreises, dessen Mittelpunkt im Innern des zu schweißenden kreisringförmigen
Werkstückes liegt, entsprechender Verlauf vermittelt wird, wobei anzustreben ist,
daß der Radius des Kreises dem des kreisringförmigen Werkstückes zumindest annähernd
entspricht.
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Bei dieser Zustellungsweise liegen die Stoßflächen der zu verschweißenden
Enden des zu schweißenden kreisringförmigen Werkstückes zu jedem Zeitpunkt des Schweißvorganges
senkrecht zur Umfangs linie des Werkstückes und verlaufen damit dann auch parallel
zueinander, wenn sie gegeneinander zur Anlage kommen, sodaß die Stauchkraft ausschließlich
senkrecht in die zu verschweißenden Werkstückenden eingeleitet wird.
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Mit der erfindungsgemäßen Zustellung ist der weitere Vorteil verbunden,
daß sich durch Zurückverschwenken des beweglichen Klemmbackenpaares ein größerer
Abstand zwischen den Klemmbackenpaaren schaffen läßt, der ohne weiteres im Anschluß
an die Schweißung erforderlich werdende Bearbeitungsvorgänge am noch eingespannten
Werkstück möglich macht.
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Eine Schweißmaschine, bei der das zustellbare Klemmbackenpaar an einem
gegenüber dem mit dem stationären Klemmbackenpaar versehenen Maschinenständer verschwenkbar
angelenkten Stauchkörper angeordnet ist, dessen Schwenkachse im Innern des kreisringförmi-gen
Werkstückes liegt, ermöglicht die Durchführung des Verfahrens. Zweckmäßigerweise
ist eine Verlagerbarkeit des Stauchkörpers senkrecht zur Schwenkachse sowie
in
Richtung der Schwenkachse vorgesehen, die es ermöglicht, die zu verschweißenden
Enden des zu schweißenden Werkstückes genau aufeinander auszurichten.
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Insbesondere bei Vorrichtung zum Schweißen von kreisringförmigen Werkstücken
kleineren Durchmessers können außerhalb des Werkstückes liegende Führungsmittel
für den Stauchkörper mit ideellem Mittelpunkt im Innern des Werkstückes vorgesehen
sein.
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In der Zeichnung ist eine erfindungsgemäß ausgestaltete Vorrichtung
zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in ganz schematischer Weise dargestellt.
Es zeigen: Figur 1 die Vorrichtung in Aussicht in Richtung des Pfeiles I in Figur
2 Figur 2 einen Schnitt nach Linie II-II in Figur 1.
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Die Vorrichtung besteht aus dem Maschinenständer 11 und dem an dem
Maschinenständer 11 im Sinne der Pfeile A, As verschwenkbar angelenkten (111, 211)
Stauchkörper 21 nach Art eines Kipphebels, an dessen freien Ende 212 die Kolbenstange
511 eines am Maschinenständer
11 verschwenkbar (Doppelpfeil B)
angelenkten (112) Zylinders 51 verschwenkbar (Doppelpfeil C) angelenkt ist (215).
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Am Maschinenständer 11 ist ein kombiniertes Elektroden-Klemmbackenpaar
41, 42 angeordnet, wobei die einem am Maschinenständer 11 angeordneten Hubzylinder
45 zugeordnete Klemmbacke 42 gegen die lageunveränderliche Klemmbacke 41 anstellbar
ist (Doppelpfeil D). In entsprechender Weise ist an dem Stauchkörper 21 ein Klemmbackenpaar
46, 47 vorgesehen, wobei die einem am Stauchkörper 21 angeordneten Hubzylinder 48
zugeordnete Klemmbacke 47 gegen die bezüglich des Stauchkörpers 21 lageunveränderliche
Klemmbacke 46 anstellbar ist (Doppelpfeil D').
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Der Abstand der Achse E, um die der Stauchkörper 21 schwenkt, von
der Auflagefläche der Klemmbacken 41 und 46 entspricht im wesentlichen dem Radius
R des zu schweißenden kreisringförmigen Werkstückes 61.
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Die Lagerung des Stauchkörpers 21 auf einer Excenterwelle 211 eröffnet
die Möglichkeit, die Schwenkachse E des Stauchkörpers 21 im Sinne des Doppelpfeiles
F zu verlagern und auf diese Weise die tq
verschweißenden Enden
611, 611t des zu schweißenden Werkstückes 61 vor dem Schweißen zum Fl-.chten zu
bringen. Damit sich die zu verschweißenden Enden 611, 611t des zu schweißenden Werkstückes
61 vollflächig stoßen, kann weitergehend eine Verlagerung des Stauchkörpers 21 im
Sinne des Doppelpfeiles G (Figur 2) vorgesehen sein, etwa mit Hilfe eines Spindeltriebes
214.
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Die unteren Klemmbacken 41 und 46 liegen über Leiter 52 bzw. 55 an
einer Schweißstromquelle 51. Mit 113 und 216 sind am Maschinenständer 11 bzw. am
Stauchkörper 21 angeschlagene Träger für die unteren Klemmbacken 41 und 46 bezeichnet.
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Die wirksamen, mit dem zu schweißenden ringförmigen Werkstück 61 in
Eingriff kommenden Flächen der Klemmbacken 41, 42, 46, 47 weisen eine dem kreisringförmigen
Verlauf des Werkstückes 61 entsprechende Wölbung auf.
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Unterschiedlichen Durchmessern zu schweißender Werkstücke mit abweichender
Krümmung kann durch Auswechseln der Klemmbacken Rechnung getragen werden.
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Das zu schweißende Werkstück 61 wird bei hochgefahrenen Klemmbacken
42 und 47 auf die unteren Klemmbacken 41 und 46 aufgelegt. Danach werden die oberen
Klemmbacken
42 und 47 gegen die unteren Klemmbacken 41 und 46 unter
Festlegung des zu schweißenden Werkstückes 61 angestellt.
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Sodann wird das Klemmbackenpaar 46, 47 gegen das Klemmbackenpaar 41,
42 bei zugeschaltetem Schweißstrom durch Verschwenken des Stauchkörpers 21 im Sinne
des Pfeiles A zugestellt, wobei es aufgrund der Zustellbewegung zu einer senkrechten
Einleitung der Stauchkräfte in die zu verschweißenden Enden 611, 611t des Werkstückes
61 kommt (Doppelpfeil H).
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Durch Verschwenken des Stauchkörpers 21 im Sinne des Pfeiles At bei
gelöster Klemmbacke 47 des Klemmbackenpaares 46, 47 im Anschluß an den Schweißvorgang
läßt sich zwischen den Klemmbackenpaaren 41, 42 und 46, 47 ein hinreichender Freiraum
für sich an die Schweißung anschließende Bearbeitungsvorgänge, wie Nachglühen des
Schweißbereichs bzw. Entfernung der Schweißnaht, schaffen.