DE3513825C2

DE3513825C2 -

Info

Publication number: DE3513825C2
Application number: DE19853513825
Authority: DE
Inventors: Otmar Dipl.-Ing. 6251 Kaltenholzhausen De Kraemer
Original assignee: August Strecker & Co Kg Elektro-Schweissmaschinen-Fabrik 6250 Limburg De GmbH
Current assignee: August Strecker & Co Kg Elektro-Schweissmaschinen-Fabrik 6250 Limburg De GmbH
Priority date: 1985-04-17
Filing date: 1985-04-17
Publication date: 1993-09-23
Also published as: DE3513825A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Schweißspannbackenanordnung mit wenigstens zwei axial verschieblichen Schweißspannbacken für eine Schweißspannvorrichtung, insbesondere zur Widerstands- Preßstumpfschweißung, welche das zu schweißende Werkstück mit einer als Spalt verbleibenden Spannreserve umgreifen und welche je ein gegebenenfalls als gesondertes Teil ausgebildetes Ab schermesser aufweisen, das an seinem vorderen Ende eine Haupt schneide zur Schweißgratentfernung aufweist.

Bei den bekannten Widerstands-Preßstumpfschweißverfahren für Werkstücke aus Metallegierungen erfolgt das Verschweißen zweier Werkstücke, z. B. der Enden von Drähten oder dergleichen Pro filen, durch Zusammenfügen mit Hilfe zweier stromführender Schweißspannbackenpaare, die nach Beendigung des eigentlichen Schweißvorganges unter Bildung des Schweißgrates sich im Abstand voneinander bzw. im Abstand vom Schweißgrat befinden. Das Entgraten erfolgt mit separaten Entgratwerkzeugen inner halb der Schweißmaschine oder in einer gesonderten Entgratvor richtung. Diese Verfahren und Vorrichtungen sind aufwendig und benötigen verhältnismäßig lange Zeit für das zusätzliche Entgraten.

Man benutzt zwar auch ein Entgratungsverfahren, bei dem man ohne zusätzliche Vorrichtungen auskommt, indem während des Schweißvorganges zunächst beide Schweißspannbackenpaare bis zu dem Schweißgrat zusammengefahren werden. Hierauf wird das eine Schweißspannbackenpaar geöffnet, während das andere geschlos sen bleibt; das zuletzt genannte Schweißspannbackenpaar wird axial nach außen verschoben und nimmt das Werkstück mit, wonach der übliche Entgratungsvorgang erfolgt. Es sind bei diesen bekannten Verfahren von der Beendigung des Schweißvor ganges bis zum Entgratungsvorgang etwa fünf Arbeitsgänge der Schweißspannbacken erforderlich, die sich über eine verhält nismäßig große Zeitspanne erstrecken, was mit einer starken Abkühlung des Schweißgutes verbunden ist, so daß eine saubere Entgratung bei Werkstücken aus bestimmten Werkstoffen wie beispielsweise Stahl nicht mehr möglich ist. Es kommt noch hinzu, daß die Schneidkanten der Schweißspannbacken vor dem eigentlichen Entgratungsvorgang, der auf einem Abscheren be ruht, praktisch ständig mit dem Schweißgrat in Berührung stehen, wodurch die Schweißspannbacken nur geringe Standzeiten haben. Aus diesem Grund ist dieses Verfahren nicht für Werk stücke aus Stahllegierungen geeignet und für solche aus Nicht eisen-Metallegierungen müssen nicht nur die oben geschilderten Nachteile in Kauf genommen werden, sondern auch der mechanische Aufwand ist durch die benötigte Wasserkühlung der Backen hoch.

Eine Schweißspannbackenanordnung der eingangs genannten Art ist aus der DE 25 41 022 A1 bekannt. Mit ihr werden nach dem Einlegen der Schweißspannbacken in einen feststehenden und einen axial beweglichen Teil der Schweißspannvorrichtung die zu verschweißenden Werkstücke festgespannt, woraufhin der Schweißvorgang eingeleitet wird. Nach dem Schweißungs- und Nachstauchvorgang wird der feststehende Teil der Schweißspann vorrichtung drucklos und der bewegliche Teil der Schweißspann vorrichtuntung bewegt das Werkstück derart axial, daß der Schweißgrat im Abstand von dem Schweißspannbackenpaar des feststehenden Teils der Schweißspannvorrichtung zu liegen kommt. Dann wird der bewegliche Teil der Schweißspannvor richtung drucklos umd der feststehende Teil hält das ge schweißte Werkstück fest. Die je mit einem Abschermesser aus gestatteten Schweißspannbacken des drucklosen beweglichen Teils der Schweißspannvorrichtung werden daraufhin vom Ent gratdruck des Stauchschlittens gegen den noch glühenden Schweißgrat bewegt und scheren diesen ab. Nach dem Abscheren des Schweißgrates wird mit Hilfe des Stauchschlittens der bewegliche Teil der Schweißspannvorrichtung mit den darin gehaltenen Abschermessern gegen die Abschermesser des fest stehenden Teils der Schweißspannvorrichtung gedrückt, so daß der ringförmige. abgescherte Schweißgrat zwischen den Ab schermessern und Schweißspannbacken eingeklemmt ist. Durch gleichzeitiges Öffnen der linken und rechten Schweißspannvor richtung wird der Schweißgratring von konischen Vorderab schnitten der Abschermesser aufgerissen und fällt von dem ver schweißten Werkstück ohne Nacharbeit ab. Mit dieser bekannten Maschine lassen sich zwar für verschiedene Anwendungsfälle ausreichende Ergebnisse erzielen; es bleibt jedoch bei der Bearbeitung immer ein Schweißgratrest stehen, der beim Schweißen in den Spalt der Spannreserve gedrückt worden ist. Als Spannreserve wird dabei der Spalt zwischen den Ebenen der beiden Schweißspannbacken-Hälften bezeichnet, der notwendig ist, um noch Werkstücke, z. B. Drähte, deren Ist-Durchmesser an der unteren Toleranzgrenze liegt, sicher einspannen zu können. Der Schweißgratrest muß bisher vor der Werkstückwei terverarbeitung immer in aufwendiger Weise manuell durch Feilen oder Schleifen entfernt werden. Dadurch wird die Arbeit mit der bekannten Einrichtung in unerwünschtem Maße zeit- bzw. arbeitsaufwendig.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schweiß spannbackenanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen mit der sich ein Nacharbeiten vermeiden läßt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß beide Abschermesser jeweils zumindest eine Zusatzschneide aufweisen oder ein Abschermesser zwei Zusatzschneiden aufweist, welche Zusatzschneiden axial versetzt hinter der Hauptschneide - bei eingespanntem Werkstück - im Spalt der Spannreserve angeordnet und wirksam sind.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung wird in zwei Alternativen eine Spannbackenanordnung geschaffen, mit der auf einfache und schnelle Art eine Möglichkeit zur restlosen Entfernung des Schweißgrates geschaffen ist; mit ihr wird ein Nacharbeiten überflüssig, so daß mit der erfindungsgemäßen Schweißspann backenanordnung schneller und kostengünstiger als bisher ge arbeitet werden kann. Die erfindungsgemäße Schweißspannbacken anordnung kann in vorhandenen Widerstands-Preßstumpfschweiß maschinen mit integrierter Schweißgratentfernung eingesetzt also auch nachgerüstet werden und ermöglicht ohne Veränderung des Arbeitsablaufes und der Prozeßzeit eine restlose Entgra tung. Sie eignet sich insbesondere für Widerstands-Preßstumpf schweißmaschinen für Werkstücke aller Art aus schweißbaren Metallen. Aufgrund der Zurücksetzung der Zusatzschneiden gegenüber den Hauptschneiden wird gewährleistet, daß die Hauptschneiden, welche im wesentlichen mit dem heißen Schweiß grat in Berührung kommen und daher verschleißintensive Be reiche der Abschermesser darstellen, problemlos nachgeschlif fen werden können. Bei einer Ausgestaltung der Erfindung hat eines der Abschermesser auf beiden Seiten der Mittelachse der Abschermesser eine von einem Ansatz gebildete Zusatzschneide und das andere der Abschermesser hat auf beiden Seiten der Mittelachse eine Ausnehmung in der - beim Einspannen des Werkstückes - die Ansätze des ersten Abschermessers aufge nommen werden. Solche Abschermesser lassen sich einfach her stellen.

Eine alternative vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß das jeweilige Abschermesser nur auf einer Seite der Mittelachse des Abschermessers eine von einem Ansatz gebildete Zusatzschneide aufweist und auf der anderen Seite der Mittelachse eine Ausnehmung hat, in der - beim Einspannen des Werkstückes - ein eine weitere diametral gegenüberliegende Zusatzschneide bildender Ansatz des weiteren spiegelsymme trisch angeordneten Abschermessers aufgenommen wird. Dadurch wird eine gleichmäßige Belastung beider Abschermesser ermög licht, die untereinander gleich sein können.

Mit Vorteil weisen die Hauptschneide und ggf. die Zusatzschnei de einen Schneidflächenabschnitt auf, der im wesentlichen im rechten Winkel zur Mittelachse der Abschermesser verläuft. Die Höhe dieses Schneidflächenabschnittes ist jeweils relativ klein und stellt einen verhältnismäßig geringen Verschleiß sicher.

Ausgehend von diesem senkrechten Schneidflächenabschnitt und an ihn nach außen angrenzend verlaufen zweckmäßig jeweils weitere Schneidflächenabschnitte, die eine Kegelfläche bilden, wobei der Kegelwinkel dieser Fläche im Bereich von 50° bis 80°, insbesondere bei 65° zur Mittelachse der Abschermesser liegt. Die Abschrägung des vorderen Abschnittes der Abscher messer dient dem Zweck, den erforderlichen Freiraum für den Schweißgrat zu bieten und nach dem Abscheren den Schweißgrat ring zu untergreifen umd durch Aufweitung aufzureißen.

Weitere Ziele, Merkmale, Vorteile und Anwendungsbeispiele er geben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungs beispielen anhand der Zeichnung.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht zweier zu einer erfindungsgemäßen Spannvorrichtung gehörenden Abschermesser, wobei das obere Abschermesser strichpunktiert angedeutet ist,

Fig. 2 eine Frontansicht der in Fig. 1 dargestellten Ab schermesser,

Fig. 3 eine Draufsicht auf das untere der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Abschermesser,

Fig. 4 eine Vergrößerung der Einzelheit X in Fig. 3 und

Fig. 5a bis 5f eine schematische Darstellung des automatischen Schweiß- und Entgratvorganges bei einer Widerstands- Preßstumpfschweißmaschine mit erfindungsgemäßer Spannbackenanordnung.

Die Fig. 1 bis 4 zeigen zwei zu dem axial beweglichen Teil einer Schweißspannvorrichtung 1 gehörende Abschermesser 2, 3, welche als metallische Einsatzstücke für elektrisch leitende Schweißspannbacken 27 und 28 ausgebildet sind. Die Abscher messer 2, 3 sind untereinander gleich und spiegelsymmetrisch mit Abschermesserabschnitten angeordnet. Die Abschermesser 2, 3 haben jeweils einen im wesentlichen zylindrischen Grund körper 5, 6, der an seinem vorderen Ende jeweils einen halb konischen Abschnitt 7, 8 bildet. Die im wesentlichen ebenen Mittelflächen 9, 10 der Abschermesser 2, 3 sind einander zugewandt und weisen jeweils eine axial durchgehende halb zylindrische Ausnehmung 11, 12 auf die beim Einspannen das zu verschweißende Werkstück 15 aufnimmt. Der Durchmesser der von den beiden Ausnehmungen 11, 12 gebildeten Öffnung ist dabei so bemessen, daß eine als Spalt 4 verbleibende Spannreserve vorhanden ist, um auch noch Werkstücke z. B. Drähte oder der gleichen Profile, deren Ist-Durchmesser an der unteren Tole ranzgrenze liegt, sicher einspannen zu können.

Wie insbesondere aus den Fig. 3 und 4 für das untere Abscher messer 2 des einen Paares von Abschermessern 2, 3 ersichtlich ist, bilden die halbkonischen Abschnitte 7, 8 an ihrem vor dersten Ende jeweils eine Hauptschneide 13. Dahinter versetzt ist jeweils eine Zusatzschneide 14 ausgebildet, und zwar von an die Mittelflächen 9 bzw. 10 angrenzenden und diese in dem Spalt 4 überragenden Ansätzen 16 bzw. 18, die aufgrund der spiegelbildlichen Anordnung in eine zugehörige Ausnehmung 17 bzw. 19 des jeweils anderen Abschermessers 2, 3 eingreift, wenn die Schweißspannbacken 27, 28 gespannt werden. Wie aus den Fig. 1 bis 3 ersichtlich ist, beginnt die Zusatzschneide 14 etwa in dem Bereich, in dem der halbkonische Abschnitt 7, 8 in den zylindrischen Grundkörper 5 bzw. 6 übergeht, wobei sich die Ansätze 16, 18 jeweils nur über einen Teil der axialen Länge des halbzylindrischen Grundkörpers 5, 6 erstrecken. Entsprechend sind die zugehörigen Ausnehmungen 17, 19 am jeweils anderen Abschermesser 2, 3 ausgebildet. Wie deutlich in Fig. 4 zu sehen ist, wird die Hauptschneide 13 von einem schmalen, halbringförmigen Schneidflächenabschnitt 20 gebil det, der sich im wesentlichen in einem rechten Winkel zur Mittelachse A der Abschermesser 2, 3 erstreckt und dessen geringe Höhe beispielsweise etwa 0,5 mm beträgt. Anschließend beginnt der halbkonische Abschnitt 7, 8, dessen Kegelwinkel bezüglich der Mittelachse A etwa 65° beträgt. Entsprechend ist auch die Zusatzschneide 14 ausgebildet. Etwa in der Mitte seiner axialen Länge weist jeder der Grundkörper 5, 6 auf beiden Seiten halbmondförmige Ausnehmungen 21, 22 auf, in die Befestigungsmittel, wie beispielsweise der Kopf 23 einer Schraube 24 eingreifen, um die Abschermesser 2, 3 den Schweiß spannbachen 27, 28 zu befestigen.

In den Fig. 5a bis 5f ist ein automatischer Schweiß- und Ent gratablauf der Schweißspannvorrichtung 1 einer Widerstands- Preßstumpfschweißmaschine mit wenigstens einem (dem rechten, axial gegenüber dem anderen festliegenden und entweder in üblicher oder ebenfalls erfindungsgemäß ausgebildetem) Paar von erfindungsgemäßen spiegelbildlich in den Schweißspann backen 27, 28 angeordneten Abschermessern 2, 3 schematisch dargestellt. Zunächst erfolgt ein mittiges Einspannen des Werkstücks 15 mit Hilfe eines automatisch einschwenkenden Anschlagschwertes 25 in dem rechten Paar von Schweißspann backen 27, 28 (Fig. 5a). Fig. 5b zeigt das beidseitig einge spannten Werkstück 15 vor dem Schweißen. Die Position nach dem unter Stauchen vollzogenen Schweißvorgang ist in Fig. 5c dargestellt, wobei der entstandene Schweißgrat 26 deutlich zu sehen ist. Nach dem Öffnen des linken Paares von Schweißspann backen kann das andere erfindungsgemäße Paar von Schweißspann backen 27, 28 mit dem Werkstück 15 axial (nach rechts) im die in Fig. 5d dargestellte Position gefahren werden, bis der Schweißgrat 26 den erforderlichen Abstand von dem anderen (linken) Paar von Schweißspannbacken hat. Durch axiales Vor bewegen (nach links) des rechten Paares von Schweißspann backen 27, 28 relativ zu dem in dem anderen Paar von Schweiß spannbacken 27, 28 wieder eingespannten Werkstück 15 wird zunächst mit der Hauptschneide 13 der wesentliche Teil des Schweißgrates 26 von der Werkstückeoberfläche abgeschert, wobei jedoch der in der Spannreserve des Spaltes 4 entstandene Schweißgratrest 26′ stehen bleibt (Fig. 5e). Durch weiteres Vorfahren der Schweißspannbacken 27, 28 (nach links) kommen die in die Spannreserve des Spaltes 4 eingreifenden Zusatz schneiden 14 der Ansätze 16, 18 der Abschermesser 2, 3 zur Wirkung wodurch auch der Schweißgratrest 26′ entfernt wird. Beim nachfolgenden Öffnen beider Teile der Schweißspamnvor richtung 1 wird der Schweißgrat 26, 26′ insgesamt aufgerissen. Der die Abschermesser 2, 3 tragende Schlitten kann dann (nach rechts) in die Ausgangsstellung zurücklaufen.

Bezugszeichenliste:

1 Schweißspannvorrichtung
2 Abschermesser
3 Abschermesser
4 Spalt
5 Grundkörper
6 Grundkörper
7 halbkonischer Abschnitt
8 halbkonischer Abschnitt
9 Mittelfläche
10 Mittelfläche
11 Ausnehmung
12 Ausnehmung
13 Hauptschneide
14 Zusatzschneide
15 Werkstück, insbesondere Draht oder dergl. Profil
16 Ansatz
17 Ausnehmung
18 Ansatz
19 Ausnehmung
20 Schneidflächenabschnitt
21 Ausnehmung
22 Ausnehmung
23 Kopf
24 Schraube
25 Anschlagschwert
26 Schweißgrat
26′ Schweißgratrest
27 Schweißspannbacken
28 Schweißspannbacken

Claims

1. Schweißspannbackenanordnung mit wenigstens zwei axial verschieblichen Schweißspannbacken (27, 28) für eine Schweiß spannvorrichtung (1), insbesondere zur Widerstands-Preßstumpf schweißung, welche das zu schweißende Werkstück (15) mit einer als Spalt (4) verbleibenden Spannreserve umgreifen und welche je ein gegebenenfalls als gesondertes Teil ausgebildetes Abschermesser (2, 3) aufweisen, das an seinem vorderen Ende eine Hauptschneide (13) zur Schweißgratentfernung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß beide Abschermesser (2, 3) jeweils zumindest eine Zusatzschneide (14) aufweisen oder ein Ab schermesser (2, 3) zwei Zusatzschneiden (14) aufweist, welche Zusatzschneiden (14) versetzt hinter der Hauptschneide (13) im Spalt (4) der Spannreserve angeordnet und wirksam sind.

2. Schweißspannbackenanordnung nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß eines der Abschermesser (2, 3) auf beiden Seiten der Mittelachse (A) der Abschermesser (2, 3) eine von einem Ansatz (16, 18) gebildete Zusatzschneide (14) aufweist und das andere der Abschermesser (2, 3) auf beiden Seiten der Mittelachse (A) eine Ausnehmung (19, 17) hat, in der beim Einspannen des Werkstückes (15) die Ansätze (16, 18) aufge nommen werden.

3. Schweißspannbackenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das jeweilige Abschermesser (2, 3) nur auf einer Seite der Mittelachse (A) eine von einem Ansatz (16, 18) gebildete Zusatzschneide (14) aufweist und auf der anderen Seite der Mittelachse (A) eine Ausnehmung (19, 17) hat, in der - beim Einspannen des Werkstückes (15) - ein eine weitere diametral gegenüberliegende Zusatzschneide (14) bildender Ansatz (16, 18) des weiteren spiegelsymmetrisch ausgeordneten Abschermessers (3, 2) aufgenommen wird.

4. Schweißspannbackenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptschneide (13) einen Schneidflächenabschnitt (20) aufweist, der im wesentlichen im rechten Winkel zur Mittelachse (A) der Abschermesser (2, 3 verläuft.

5. Schweißspannbackenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzschneide (14) einen Schneidflächenabschnitt aufweist, der im wesentlichen im rechten Winkel zur Mittelachse (A) der Abschermesser (2, 3) verläuft.

6. Schweißspannbackenanordnung nach Anspruch 4 oder 5, da durch gekennzeichnet, daß nach außen angrenzend an die recht winklig zur Mittelachse (A) der Abschermesser (2, 3) verlau fenden Schneidflächenabschnitte von Hauptschneide (13) und Zusatzschneide (14) je eine Kegelfläche ausgebildet ist.

7. Schweißspannbackenanordnung nach Anspruch 6, dadurch ge kennzeichnet, daß die Kegelfläche unter einem Kegelwinkel (α) zwischen 50° und 80° vorzugsweise von etwa 65° zur Mittel achse (A) der Abschermesser (2, 3) verläuft.