DE3219279C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Entgraten widerstandsstumpfgeschweißter Profilstücke mit einem senkrecht zur Werkstückachse der Werkstücke klemmzangen­ artig trennbaren, in Richtung der Werkstückachse beweg­ baren Gestell mit zwei Schenkeln, die an ihrem oberen Teil verbunden sind und an dieser Verbindung ein Spann­ zylinder angreift mit mehrteiligen Entgratmessern, deren Schneiden das Querschnittsprofil des Werkstückes bilden, und wenigstens einige von ihnen von durch hydraulische Zylinder betätigten Hebeln gegen die Oberfläche des Werkstückes drückbar sind (EP-PS 00 38 242).

Es sind Vorrichtungen zum Entgraten von Schweißstößen an zusammengeschweißten Schienen, Rohren, Profilstahl­ teilen und dergleichen bekannt (siehe beispielsweise US-PS 30 81 673 und US-PS 33 36 839, FR-PS 14 17 444, JP-PS 46-8 568 und JP-PS 45-29 029). Diese bekannten Vor­ richtungen umfassen eine Entgratmesseranordnung zum Abschneiden des Schweißgrates, wobei die Messerschneiden das Querschnittsprofil des Schweißteiles bilden. Die Entgratmesser sind mit einer Einrichtung zum Andrücken an die Oberfläche des Schweißstückes sowie mit einem An­ trieb zur Verstellung entlang des Schweißstückes kinematisch verbunden. Diese Vorrichtung ist jedoch getrennt von der Schweißmaschine angeordnet und das Entgraten erfolgt an dem bereits abgekühlten Schweißgrat, wodurch die Lei­ stungsfähigkeit beträchtlich herabgesetzt wird. Dieser Nachteil wird in bedeutendem Maße bei Verwendung einer anderen bekannten Vorrichtung zum Entgraten widerstands­ stumpfgeschweißter Schienen behoben (UdSSR-Urheberschein 6 97 275). Diese Vorrichtung wird an einem der beweglichen Gestellteile der Zangenschweißmaschine angeordnet, der zugleich das Gestell der Vorrichtung bildet. Die Vor­ richtung umfaßt ein in Richtung von der Vertikalachse des Schweißstückes wegtrennbares Gestell, welches als Zangenklemme ausgebildet ist und zwei Schenkel aufweist, die in ihrem Oberteil durch einen Spannzylinder verbun­ den sind, an dessen Kolbenstange eine Traverse befestigt ist. Im unteren Teil der Schenkel sind ein oberes sowie zwei seitliche Entgratmesser angeordnet, deren Schneiden das Querschnittsprofil der Schiene bilden. Die beiden seitlichen Entgratmesser sind an an den Schenkeln starr befestigten Achsen angelenkt und zur Vertikalachse der Schiene symmetrisch angeordnet. Die bekannte Vorrichtung ist mit einer Einrichtung zum Andrücken der Entgratmes­ ser an die Schienenoberfläche versehen, und diese Ein­ richtung ist in Gestalt eines an der Traverse befestig­ ten Anschlags ausgebildet, der mit dem oberen Entgrat­ messer kinematisch verbunden ist, welches seinerseits mit den seitlichen Entgratmessern gelenkig gekoppelt ist. Mit dieser Vorrichtung ist ein Entgraten eines Schweißstoßes auf dem gesamten Schienenumfang unmittel­ bar nach Beendigung des Schweißvorganges möglich. Je­ doch wird hohe Qualität des Entgratens sowie hohe Lei­ stungsfähigkeit nur bei Behandlung von Schienen erzielt. Bei Verwendung dieser Vorrichtung zum Entgraten zusam­ mengeschweißter Rohre, kastenförmiger Schweißstücke oder von Profilstücken mit U-Profil kann eine hohe Ent­ gratungsqualität nicht gewährleistet werden. Dies ist auf die Verformung solcher Schweißstücke beim Einspannen im Gestell der Schweißmaschine zurückzuführen. Demgemäß wird das Schweißstück auf seinem Umfang von den Messer­ schneiden nicht umfangen, so daß das erforderliche Spiel zwischen den Messerschneiden und der Oberfläche des zu behandelnden Schweißstückes nicht gesichert ist. Die Herabsetzung der Entgratungsqualität führt zu einer Herabsetzung der Schweißproduktivität als Folge der Notwendigkeit, die Schweißnaht zusätzlich bearbeiten zu müssen. Darüber hinaus werden die bei der Verformung des Schweißteiles im Verlauf von dessen Zusammendrücken auftretenden Verformungsdrücke durch die Entgratmesser aufgenommen und auf die an den Schenkeln starr befestig­ ten Akten übertragen. Dies hat eine Herabsetzung der Betriebssicherheit der Vorrichtung wegen einer eventuellen Zerstörung der genannten Achsen zur Folge.

Es ist auch eine Vorrichtung der einleitend genannten Art bekannt (EP-PS 00 38 242), bei welcher die beiden Schenkel um eine gemeinsame Welle verschiebbar und auch entlang der Welle oder entlang von Stangen verschiebbar sind, welche die Kolbenstangen von Druckvorrichtungen sind. Die Entgratmesser sind bei dieser bekannten Vor­ richtung an von den Schenkeln getrennten Halbzangen angebracht, die von den Schenkeln unabhängig sind und die ebenfalls auf der gemeinsamen Welle verschwenkbar sowie entlang dieser Welle und entlang der Stangen ver­ schiebbar sind. Jede Halbzange, die als Messerhalter wirkt, hat die Gestalt eines Rahmens. Die Entgratmesser umfassen einen an der betreffenden Halbzange fest ange­ ordneten Messerteil und einen zweiten Messerteil, der mittels eines an der Halbzange angebrachten Hydraulik­ zylinders relativ zur Halbzange bewegbar ist. Auch diese bekannte Vorrichtung dient dazu, Schienen zu verschweißen und den Schweißgrat zu entfernen. Demgemäß ist der zwei­ te Messerteil gegen die Unterseite des Schienenfußes bewegbar. Die Halbzangen werden bei Verschwenkung der Hydraulikzylinder bei Verschwenkung der Schenkel eben­ falls verschwenkt. Sie können jedoch unabhängig von den Schenkeln entlang der Welle und der Stange verschoben werden. Dadurch soll erreicht werden, daß alle beim Ent­ graten auftretenden Kräfte praktisch auf die gemeinsame Welle übertragen werden, ohne daß die Gefahr besteht, daß die Stangen verformt oder beschädigt werden. Nach­ teilig ist es bei der bekannten Vorrichtung, daß, wenn sich an den mit dem Werkstück in Eingriff tretenden Flächen der Schenkel Abnutzung ergibt, die Entgratmesser in das Werkstückmaterial eintreten und dieses zusammen­ drücken und verformen, wobei sie dann außerdem während des Entgratungsvorganges den Querschnitt des Schienen­ werkstückes an der Schweißstelle verkleinern, wo sie auf heißes leicht verformbares oder verschiebbares Metall treffen. Hierdurch wird die Schiene geschwächt. Weiterhin ist es bei dieser bekannten Vorrichtung nach­ teilig, daß die Hydraulikzylinder, auf deren Kolben­ stangen die die Entgratmesser tragenden Halbzangen angebracht sind, an den Schenkeln befestigt sind. Hierdurch wird das Schienenwerkstück im Bereich der die Entgratmesser tragenden Halbzangen zumindest Dehnungs- bzw. Zugkräften unterworfen, die zu Fehlern in der Schweißung führen können. Schließlich gilt auch für diese bekannte Vorrichtung, daß sie für Werkstücke, die eine andere Gestalt als Schienenwerkstücke haben, nicht bequem verwendet werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrich­ tung zum Entgraten widerstandsstumpfgeschweißter Teile zu schaffen, in der die bauliche Gestaltung der Ein­ richtung zum Andrücken der Entgratmesser an die Schweißstückoberfläche es gestattet, die Einsatzmöglich­ keiten der Vorrichtung in bedeutendem Maße zu erweitern und dabei eine hohe Entgratungsqualität und Schweiß­ produktivität beizubehalten.

Gelöst wird diese Aufgabe, ausgehend von einer Vorrich­ tung der einleitend genannten Art gemäß der Erfindung dadurch, daß sämtliche Entgratmesserteile mit den ent­ sprechenden Hydraulikzylindern über Gelenkhebel ver­ bunden sind, und die jeweils an einem Schenkel ange­ ordneten Entgratmesser gelenkig miteinander verbunden sind.

Eine solche bauliche Gestaltung ermöglicht es, die Entgratmesser bequem an Werkstücke unterschiedlicher Oberflächengestalt anzupassen, und sie können in jedem Fall mit Hilfe der betreffenden Hydraulikzylinder der­ art in Berührung mit der Außenfläche des Werkstückes gebracht werden, daß Entgratung mit kleinstmöglicher Toleranz gewährleistet ist. Weiterhin ist es vorteil­ haft, daß auch bei Abnutzung der Schenkel, welche die Backen darstellen, mittels denen das Werkstück für das Ausführen der Schweißung gehalten und erwärmt wird, die Entgratmesser sämtlich in die für das Entgraten optimale Stellung gebracht werden, weil sie ihre Ent­ gratungsstellung unabhängig von den Schenkeln einneh­ men.

Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprü­ chen unter Schutz gestellt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung bei­ spielsweise erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Zangenschweißmaschine mit einer Entgra­ tungsvorrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine Modifikation der erfindungsgemäßen Vorrich­ tung mit zwei Hydraulikzylindern in der Stellung, wenn die Meißel das Schweißstück umspannen, im Schnitt II-II durch Fig. 1,

Fig. 3 die Modifikation der erfindungsgemäßen Vorrich­ tung, die in Fig. 2 in der Stellung dargestellt ist, in der die Schenkel gespreizt sind,

Fig. 4 eine Modifikation der erfindungsgemäßen Vor­ richtung mit vier Hydraulikzylindern in der Stellung, in der die Messer das Schweißstück umspannen, im Schnitt IV-IV durch Fig. 1,

Fig. 5 die Modifikation der erfindungsgemäßen Vor­ richtung, die in Fig. 4 dargestellt ist, in der Stellung, in der die Schenkel gespreizt sind.

Die Vorrichtung zum Entgraten widerstandsstumpfgeschweiß­ ter Profilierstücke ist am beweglichen Gestellteil 1 (siehe Fig. 1 der Zeichnungen) einer Zangenschweißmaschine angeord­ net, das seinerseits das Gestell der eigentlichen Vorrichtung bildet. Die Zangenschweißmaschine umfaßt zwei Gestellteile 1 und 2, die auf einer und derselben Achse 3 angeordnet sind. Dabei ist der Gestellteil 2 auf der Achse 3 in Axialrichtung unbeweglich angebracht, während der Gestellteil 1 auf einer Hülse (in der Zeichnung nicht gezeigt) angeordnet ist, welche ihrerseits auf dieselbe Achse 3 in Axialrichtung beweglich auf­ gesetzt ist. Die Längsverstellung des Gestellteils 1 kommt mittels Hydraulikzylinder 4 zustande, deren Kolbenstangen 5 beide Gestellteile 1 und 2 der Schweißmaschine verbinden.

Ein jeder Gestellteil 1 bzw. 2 der Schweißmaschine ist als eine Zangenklemme ausgeführt, die in Richtung von der Vertikalachse des Schweißstückes, beispielsweise des Rohres 6, hin trennbar ist und zwei Schenkel 7 und 8 (siehe Fig. 2 und 3 der Zeichnungen) aufweist, welche in ihrem Ober­ teil durch einen Spannzylinder 9 verbunden sind. Dabei ist an der Kolbenstange 10 des Spannzylinders 9 eine Traverse 11 be­ festigt, an welcher Laschen 12 und 13 gelenkig angeordnet sind, die ihrerseits mit dem betreffenden Schenkel 7 oder 8 gelenkig verbunden sind.

Der jeweilige Schenkel, entsprechend 7 und 8, ist mit einer Spannbacke 14 versehen, welche gegebenenfalls eine zylindrische Arbeitsfläche aufweist, deren Halbmesser dem Halbmesser des Schweißtückes (Rohr 6) gleich ist.

In die Schenkel 7 und 8 des Gestellteils 2 (siehe Fig. 1 der Zeichnungen) sind mit den Spannbacken 14 elektrisch gekoppelte Schweißtransformatoren 15 eingebaut.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung enthält weiterhin Entgratmesser 16, 17, 18 und 19 (Fig. 2) zum Abschneiden des Schweißgrats, die im unteren Teil der erwähnten Schenkel 7 und 8 des Gestellteils 1 angeordnet sind, sowie eine Ein­ richtung 20 zum Andrücken der Entgratmesser 16, 17, 18 und 19 an die Oberfläche des Schweißstücks (Rohr 6).

Die Messer 16, 17, 18 und 19 zum Abschneiden des Schweißgrats sind derart angeordnet, daß ihre Schneiden das Querschnittsprofil des Schweißstückes 6 bilden. Dabei sind die am Schenkel 7 angeordneten Messer 16 und 17 sowie die am Schenkel 8 befindlichen Messer 18 und 19 miteinander jeweils mittels Gelenken 21 verbunden.

Die Einrichtung 20 zum Andrücken der Messer 16, 17, 18 und 19 an die Oberfläche des Schweißstückes 6 ist als ein Satz Hydraulikzylinder ausgeführt, welche an den Schenkeln 7 und 8 in bezug auf die Vertikalachse des Ge­ häuseteils 1 symmetrisch angeordnet sind und mit den ent­ sprechenden Messern 16, 17, 18 und 19 kinematisch verbundene Kolbenstangen aufweisen.

In Fig. 2 und 3 ist eine Modifikation der Vorrichtung dargestellt, dergemäß die Einrichtung 20 zum Andrücken der Messer 16, 17, 18 und 19 an die Oberfläche des Schweißstückes 6 als zwei Hydraulikzylinder 22 und 23 aus­ geführt ist. Der Hydraulikzylinder 22 ist am Schenkel 7 be­ festigt und weist eine mit dem Mittelpunkt eines zweiarmigen Hebels 25 starr verbundene Kolbenstange 24 auf. Dabei sind die Arme 26 und 27 des Hebels 25 mittels Zugstangen, entsprechend 28 und 29, mit den Messern 16 und 17, gelenkig verbunden.

Der Hydraulikzylinder 23 ist am Schenkel 8 befestigt und weist eine mit dem Mittelpunkt eines zweiarmigen Hebels 31 starr verbundene Kolbenstange 30 auf. Dabei sind die Arme 32 und 33 des Hebels 21 mittels Zugstangen, entsprechend 34 und 35, mit den Messern 18 und 19, gelenkig verbunden.

In Fig. 2 der Zeichnungen ist die beschriebe­ ne Modifikation der Vorrichtung in der Stel­ lung dargestellt, wenn die Messer 16, 17, 18 und 19 das Schweißstück 6 umspannen, und in Fig. 3 der Zeichnungen in der Stellung, wenn die Schenkel 7 und 8 und dementsprechend die Messer 16, 17, 18 und 19 gespreizt sind.

In Fig. 4 und 5 der Zeichnungen ist eine Modifikation der Vorrichtung dargestellt, dergemäß die Einrichtung 20 zum Ausdrücken der Meißel 16, 17, 18 und 19 an die Oberfläche des Schweißstückes 6 als vier an den Schenkeln 7 und 8 je zwei angeordnete Hydraulikzylinder 36, 37, 38 und 39 ausgeführt ist. Dabei sind die Hydraulikzylin­ der 36 und 37 am Schenkel 7 angelenkt und weisen Kolbenstan­ gen 40 und 41 auf, die in bezug auf die Ver­ tikalachse des Gestellteils 1 senkrecht angeordnet und mit den Messern 16 und 17, gelenkig verbunden sind, welche ihrerseits miteinander mittels eines Gelenkes 21 verbunden sind.

Die Hydraulikzylinder 38 und 39 sind am Schenkel 8 gelenkig befestigt und weisen Kolbenstangen 42 und 43 auf, die in bezug auf die Kolbenstangen 40 und 41 gleichachsig verlaufen und mit den Messern 18 und 19 gelenkig verbunden sind, welche ihrer­ seits miteinander mittels eines Gelenkes 21 verbunden sind.

In Fig. 4 der Zeichnungen ist die beschriebe­ ne Modifikation der Vorrichtung in der Stellung gezeigt, wenn die Messer 16, 17, 18 und 19 das Schweißstück 6 umspannen, und in Fig. 5 der Zeichnungen in der Stellung, wenn die Schenkel 7 und 8 und die Messer 16, 17, 18 und 19, gespreizt sind.

Die Wirkungsweise der vorstehend beschriebenen Ent­ gratvorrichtung ist wie folgt:

In der Ausgangsstellung sind der Gestellteil 1 (Zangen­ klemme), wie auch der Gestellteil 2 unter Wirkung des Spann­ zylinders 9 gespreizt (siehe Fig. 1, 3 und 6).

Nach der Anordnung der Schweißmaschine auf dem Schweiß­ stück 6 vollzieht der Spannzylinder 9 das Zusammenführen der Schenkel 7 und 8 (siehe Fig. 2) des Gestellteils 1 (dasselbe gilt auch für den Gestellteil 2). Dabei führt die Kolben­ stange 10 des Spannzylinders 9 samt Traverse 11 einen Abwärts­ hub aus. Die Laschen 12 und 13 nähern sich ihrer Horizontal­ lage an und führen somit die oberen Enden der Schenkel 7 und 8 von der Vertikalachse des Gestellteils 1 ab, indem die letzteren um die Achse 3 geschwenkt werden. Dabei nähern sich die unteren Enden der Schenkel 7 und 8 einander an und spannen das Schweißstück 6 in den Spannbacken 14 ein. Zusammen mit den unteren Enden der Schenkel 7 und 8 nähern sich auch die Messer 16, 17, 18 und 19 einander an.

Gleichzeitig mit dem Spannen des Schweißstückes 6 durch die Spannbacken 14 kommen die Kolbenstangen 24 und 30 der Hydraulikzylinder 22 und 23, in Bewegung. Die erwähnten Kolbenstangen 24 und 30 wirken über die zweiarmigen Hebel 25 und 31 auf die Messer 16, 17, 18 und 19 ein, welche um die Gelenke 21 schwenken und das Schweißrohr 6 auf seinem Umfang umfassen.

Nach dem Zusammenschweißen der Schweißstücke 6 wird das im Gestellteil 1 eingespannte Ende des zusammengeschweißten Rohres 6 von den Spannbacken 14 freigegeben, indem man den Druck im Spannzylinder 9 abbaut. Dabei werden die Spannbacken 14 nicht vollständig gespreizt, sondern von der Oberfläche des Schweißrohres 6 auf den Abstand abgeführt, der das Gleiten der Spannbacken 14 über die Oberfläche des Schweißrohrs 6 ermöglicht.

Danach werden die Hydraulikzylinder 4 unter Druck ge­ setzt, so daß infolge eines zusätzlichen Hubwegs der Kolben­ stangen 5 der Zylinder 4 der Gestellteil 1 in Richtung auf den Gestellteil 2 der Schweißmaschine vorgescho­ ben wird. Dabei schneiden die Messer 16, 17, 18 und 19 den Schweißgrat von dem Schweißstoß auf dem gesamten Umfang des Schweißstückes 6 ab.

Nach dem Entgraten fangen die Kolbenstangen 24 und 30 der Hydraulikzylinder 22 und 23 an, sich in Richtung von dem Schweißrohr 6 weg zu bewegen und schwenken die Messer 16, 17, 18 und 19 um die Gelenke 21, so daß die ersteren von der Oberfläche des Schweißstückes 6 weggeführt werden (siehe Fig. 3 der Zeichnungen). Gleichzeitig wird mit dem Entspannen des Schweißstückes 6 mittels des Spannzylinders 9 bis zum vollständigen Spreizen der Schenkel 7 und 8 begonnen. Danach wird die Schweißmaschine von dem Schweißstück 6 abgebaut.

Die Wirkungsweise der in Fig. 4 und 5 der Zeichnungen dargestellten Modifikation der Entgratvorrichtung entspricht im wesentlichen derjenigen der vorstehend be­ schriebenen.

Gleichzeitig mit dem Einspannen des Schweißstückes 6 mit den Spannbacken 14 werden aber die Kolbenstangen 40, 41, 42 und 43 der Hydraulikzylinder 36, 37, 38 und 39 in Bewegung gesetzt. Die Stangen 40, 41, 42 und 43 wirken auf die Messer 16, 17, 18 und 19 ein, welche um die Gelenke 21 schwenken und das Schweißstück auf dem Umfang um­ fassen.

Nach dem Entgraten fangen die Kolbenstangen 40, 41, 42 und 43 der Hydraulikzylinder 36, 37, 38 und 39 an, sich in Richtung von dem Schweißstück 6 weg zu bewegen und schwenken die Messer 16, 17, 18 und 19 um die Gelenke 21, so daß die ersteren von der Oberfläche des Schweißstückes 6 abgeführt werden.

Claims (3)

1. Vorrichtung zum Entgraten widerstandsstumpfgeschweißter Profilwerkstücke mit einem senkrecht zur Werkstückachse der Werkstücke klemmzangenartig trennbaren, in Richtung der Werkstückachse bewegbaren Gestell (1) mit zwei Schenkeln (7, 8), die an ihrem oberen Teil verbunden sind und an dieser Verbindung ein Spannzylinder (9) angreift, mit mehrteiligen Entgratmessern (16 bis 19), deren Schneiden das Querschnittsprofil des Werkstückes bilden, und wenigstens einige von ihnen von durch hydraulische Zylinder betätigten Hebeln gegen die Oberfläche des Werkstückes (6) drückbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Entgratmesserteile mit den entsprechenden Hydraulikzylindern über Gelenkhebel verbunden sind, und die jeweils an einem Schenkel (7, 8) angeordneten Entgratmesser (16 bis 19) gelenkig miteinander verbunden sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (24 bzw. 30) jedes Hydraulikzylinders (22 bzw. 23) mit der Mitte eines zweiarmigen Hebels (25 bzw. 31) starr verbunden ist, dessen Arme (26 und 27 bzw. 32 und 33) mit den entsprechenden Entgratmessern (16 bzw. 17 und 18 bzw. 19) gelenkig verbunden sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (20) zum Andrücken der Entgratmesser (16 bis 19) gegen die Oberfläche des Werkstückes (6) vier gelenkig angeordnete Hydraulikzylinder (36, 37 und 38, 39) aufweist, von denen jeweils ein Paar in jedem Schenkel (7 bzw. 8) angeordnet ist, die Kolbenstangen (40, 41 bzw. 42, 43) der Hydraulikzylinder mit den entsprechenden Entgratmessern (16, 17 bzw. 18, 19) gelenkig verbunden sind, und daß die mit jedem Paar von Hydraulikzylindern (40, 41 bzw. 42, 43) verbundenen Entgratmesser ( 16, 17 bzw. 18, 19) gelenkig miteinander verbunden sind.