DE3744933C2 - Vorrichtung zum Induktionserhitzen und Druckverschweißen zweier Werkstücke - Google Patents
Vorrichtung zum Induktionserhitzen und Druckverschweißen zweier WerkstückeInfo
- Publication number
- DE3744933C2 DE3744933C2 DE3744933A DE3744933A DE3744933C2 DE 3744933 C2 DE3744933 C2 DE 3744933C2 DE 3744933 A DE3744933 A DE 3744933A DE 3744933 A DE3744933 A DE 3744933A DE 3744933 C2 DE3744933 C2 DE 3744933C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- induction
- welded
- movable
- induction heating
- clamping device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
- B23K20/24—Preliminary treatment
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
- B23K20/14—Preventing or minimising gas access, or using protective gases or vacuum during welding
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Induction Heating (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Induktionserhitzen und
Druckverschweißen zweier Werkstücke mit den im Oberbegriff des Pa
tentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.
Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (DE-PS 9 57 778) ist nichts
darüber ausgesagt, daß und auf welche Weise die zu verschweißenden
Werkstücke in die zum Verschweißen günstigste Position gebracht wer
den, was insbesondere dann von Wichtigkeit ist, wenn die Werkstücke
unterschiedliche Querschnitte aufweisen. Hierauf enthält die genannte
Druckschrift keine Hinweise, vielmehr ist offenbar daran gedacht, Werk
stücke mit gleichen Querschnitten miteinander zu verbinden. Dadurch
werden aber die Anwendungsmöglichkeiten der bekannten Vorrichtung
wesentlich eingeschränkt.
Bekannt ist ferner eine Vorrichtung zur metallurgischen Verbindung von
Werkstücken, wobei die erhitzten, einander gegenüberstehenden Teile
zusammengeschlagen werden, um eine geschmiedete Verbindungsstelle zu
erhalten (DE-OS 25 59 345). Auf das Zusammenschmieden zweier
Werkstücke mit unterschiedlichen Querschnittsflächen wird dabei dadurch
Rücksicht genommen, daß die Gestalt des Heizelements als Funktion
beträchtlicher Abweichungen in der Querschnittsfläche jedes Grenzflächen
teils variiert. Dabei besteht das Heizelement aus einer einzigen Schleife,
die entsprechend den zu verbindenden Querschnitten eine aus mehreren
zusammenhängenden Bögen gebildete Form aufweist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die Einsatzmöglichkeiten
der bekannten Vorrichtung im Hinblick auf das Verbinden
von Werkstücken mit unterschiedlichen Quer
schnitten zu erhöhen.
Die Lösung dieser Aufgabe wird mit den im Anspruch 1 angegebenen
Merkmalen erreicht.
Dadurch, daß eine der beiden Klemmvorrichtungen senkrecht zur Stauch
richtung beweglich ist, kann eine genaue gegenseitige Positionierung der
Werkstücke erreicht werden, was dann von Wichtigkeit ist,
wenn Werkstücke mit unterschiedlichen Querschnitten miteinander ver
schweißt werden sollen. Dies tritt vor allem dann auf, wenn die zu
verschweißenden Werkstücke Rohre sind. Nach dem Erreichen der
optimalen Position eines Werkstücks wird die in Querrichtung bewegliche
Klemmvorrichtung durch Druckvorrichtungen festgelegt. Die Querbeweg
lichkeit der Klemmvorrichtung erweitert die Anwendungsmöglichkeiten der
Vorrichtung, weil Werkstücke unterschiedlicher Abmessungen ohne Ände
rung der Vorrichtung bearbeitet werden können.
Vorteilhafte weitere Ausführungsformen der Vorrichtung nach Anspruch
1 sind Gegenstand der Ansprüche 2-7. Dabei befassen sich die Ansprü
che 2-4 mit der mechanischen Weiterbildung der Vorrichtung, während
in den Ansprüchen 5-7 die Ausbildung der Induktionsheizvorrichtung
insbesondere im Hinblick auf ihren Einsatz bei Werkstücken unterschied
lichen Querschnitts beschrieben ist. Dabei geht es darum, daß auch bei
unterschiedlichen Querschnitten eine gleichmäßige Erhitzung der Werk
stücke stattfindet.
Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen
anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.
In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 perspektivisch und auseinandergezogen
die wesentlichen Bestandteile der In
duktionsschweißvorrichtung, wobei be
stimmte Teile weggebrochen dargestellt
und andere Teile im Schnitt gezeigt
sind,
Fig. 1A eine vertikale Schnittansicht zweier
miteinander verschweißter Bauteile,
wobei in einem Bauteil ein mit Luft
aufblasbarer Pfropfen gezeigt ist,
Fig. 2 eine Vorderansicht der Schweißvorrich
tung, wobei bestimmte Teile wegge
schnitten sind,
Fig. 3 eine Draufsicht auf die Induktions
schweißvorrichtung, wobei gewisse Tei
le weggeschnitten sind,
Fig. 4 eine Ansicht der Vorrichtung nach
Fig. 1 von links gesehen, wobei gewis
se Teile weggeschnitten sind,
Fig. 5 perspektivisch und auseinandergezogen
eine Drehsammelschienenverbindung und
zwei Induktionsspulen, wobei bestimmte
Teile weggeschnitten sind, um Abschnit
te der Wasserkühldurchgänge innerhalb
der Drehverbindung zu zeigen,
Fig. 6 schematisch den Weg und die Richtung
der durch die linke Hälfte der Sammel
schiene, die Sammelschienenverbindung
und die linke Induktionsspule strömen
den Kühlflüssigkeit,
Fig. 7 eine Seitenansicht, wobei die Induk
tionsspulen in einer Heizposition
innerhalb einer inerten Atmosphäre
und in ihrer Ruhelage gestrichelt
dargestellt sind,
Fig. 8 die Induktionsspulen in ihrer Position
zum Erhitzen der Bauteile, wobei eine
Haube mit inerter Atmosphäre gestri
chelt dargestellt ist,
Fig. 9 die beiden miteinander innerhalb der
Haube mit inerter Atmosphäre ver
schweißten Bauteile, welche mit der
Kolbenstange eines Hydraulikzylinders
nach links bewegt sind,
Fig. 10 perspektivisch eine Schnittansicht
durch ein Paar Induktions
spulen, die unabhängig Bauteile un
terschiedlicher Größe auf eine Stauch
temperatur erhitzen und Lamellen auf
weisen, um das Erhitzen zu unter
stützen,
Fig. 11 perspektivisch eine Ansicht ähnlich
Fig. 10, wobei geschichtete Induktions
spulen zum Erhitzen zylindrischer Bau
teile auf Stauchtemperatur gezeigt
sind,
Fig. 12 eine der Fig. 10 ähnliche perspekti
vische Ansicht, wobei geschichtete
Induktionsspulen zum Erhitzen von
quadratischen oder rechteckigen Bau
teilen auf eine Verbindungstemperatur
gezeigt sind.
Die Induktionsschweißvorrichtung 20 (Fig. 1 bis 4) umfaßt
einen schweren Rahmen 22, welcher eine einstellbare Klemm
mechanik 24 trägt, die ein erstes Werkstück oder Bauteil
M1 festhält, welches als Rohr gezeigt ist, das in seiner
Größe zwischen 63,5 bis wenigstens 212,4 mm im Durchmesser
variieren kann. Das Bauteil M1 ist auf einer fixierten
Längsachse A mit einem herkömmlichen Futter 26 genau zen
triert, welches bewegbare Klauen 28 aufweist, die mittels
einer Schraubmechanik mit Schlüssel (nicht gezeigt) gleich
zeitig eingestellt werden. Der Rahmen 22 trägt ebenfalls
einen Hydraulikzylinder 30, dessen Längsachse konzentrisch
mit der Achse A ist. Der Zylinder schließt eine Kolben
stange 32 und einen Gewindeabschnitt 32′ ein, der sich
aus dem linksseitigen Ende (Fig. 2) eines Zylindergehäuses
34 erstreckt und mit einem Adapter verbunden ist, der einen
Hohlraum 35 (Fig. 8 und 9) aufweist, um mit Paßsitz ein
Ende eines zweiten Bauteiles M2 aufzunehmen, welches mit
tels Induktion mit dem ersten Bauteil M1 zu verschweißen
ist. Das zweite Bauteil M2 ist als kurzes Rohr mit Ausnahme
von Fig. 1A gezeigt, in welcher ein männlicher Ansatz M2′,
der mit dem ersten Bauteil M1 durch die Induktion ver
schweißt ist, und ein weiblicher Ansatz M2′′ gestrichelt
gezeigt sind, der mit dem männlichen Ansatz M2′ mit Hilfe
eines Stiftes 36 verbunden ist. In Fig. 1A ist eine Ver
wendung der Induktionsschweißvorrichtung gezeigt, mit wel
cher lange rohrförmige Bauteile (6 bis 12 m) mit männlichen
und weiblichen Ansätzen verschweißt werden, um schnell,
genau und zuverlässig Ausleger für die Verwendung bei Krä
nen o. dgl. herzustellen. Ein ausdehnbarer Pfropfen 37 ist
in das Bauteil M1 eingesetzt und in Dichtungseingriff in
dem Bauteil mittels komprimierter Luft aus einem Ventil
und einer Leitung 37′ expandiert, um zu verhindern, daß
Luft in dem Rohr M1 um die schweißbaren Oberflächen S1, S2
(Fig. 8) während des Erhitzungs- und Schweißvorganges strömt.
Der Rahmen 22 trägt indirekt eine Drehsammelschienenverbin
dung 38 (Fig. 1, 5 und 7), wobei zwei Induktionsspulen
40, 42 vorgesehen sind, die zwischen den Enden der Bauteile
M1, M2 (Fig. 8) bewegbar sind, wenn die verschweißbaren
Endflächen S1 und S2 der beiden Bauteile auf eine Stauch
temperatur zu erhitzen sind, und sie werden unmittelbar von
diesen Bauteilen M1 , M2, wie dies in Fig. 9 gezeigt ist,
weggedreht, um zu gestatten, daß der Zylinder 30 das Bauteil
M2 in Eingriff mit dem Bauteil M1 drückt. Das Erhitzen und
Stauchen erfolgt innerhalb einer Haube 44 mit inerter
Atmosphäre, die mit der Kolbenstange 32 des Zylinders 30
verbunden ist, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist. Zwei Trans
formatoren 46, 48 (Fig. 3 und 4) enthaltende Heizstationen
sind ebenfalls am Rahmen 32 zwecks horizontalen Einstellens
angeordnet. Der Transformator 46 versorgt die Induktions
spule 40 mit Strom, während der Transformator 48 die Spule
42 mit Strom versorgt.
Weiterhin umfaßt der Rahmen 22 eine Vielzahl von schweren
sich quer erstreckenden I-Trägern 50 und einen kurzen sich
longitudinal erstreckenden I-Träger 52 (Fig. 1 und 4), wel
che auf einem Betonboden gelagert sind, wobei die Träger
ein Paar sich längs erstreckender I-Träger 54 abstützen.
Eine horizontale Bodenplatte 56 ist mit einer Vielzahl von
sich quer erstreckender Ausnehmungen 58 versehen. Die I-
Träger und die Platte 56 sind miteinander verbolzt, um
einen starren Boden 60 zu schaffen.
Wie am besten in Fig. 2 gezeigt ist, passen drei dicke
Querwände 62, 64 und 66 in zugeordnete Ausnehmungen 58
und ebenfalls entsprechend in Ausnehmungen 68, 70 und 72,
die in einer kurzen Abdeckplatte 74 vorgesehen sind. Die
Bodenplatte 56 und die Abdeckplatte 74 sind mit den Wänden
62, 64 und 66 mit Hilfe einer Vielzahl von nicht gezeigten
Kappenschrauben verbunden. Es sei hervorgehoben, daß die
Wand 62 ein Loch 76 (Fig. 1 ) zur Aufnahme des Bauteils M1
aufweist und mit einer der vier Ausnehmungen 58 am linken
Abschnitt der Bodenplatte 56 befestigt werden kann, wenn
das Bauteil M1 übermäßig lang ist und es erforderlich ist,
die Klemmechanik 24 nach links zu bewegen. Wenn die Mecha
nik 24 nach links bewegt wird, ist eine längere obere
Platte vorgesehen und zweckmäßig mit Ausnehmungen zwecks
Verbindung mit den Wänden mittels Kappenschrauben versehen.
Die Klemmechanik 24 (Fig. 1 bis 4) umfaßt ein Paar vonein
ander in Abstand angeordneter Wände 80, 82, die mit einem
stabilen Boden 84 und einer oberen Wand 86 fest verbunden
sind, an welcher eine Vielzahl von hydraulischen Klemmzy
lindern 88 befestigt sind. Die Zylinder 88 umfassen je ein
Zylindergehäuse 90 (Fig. 1 und 4) sowie eine Kolbenstange
92. Ein oberer V-Block-Greifkopf 94 ist an jeder Kolben
stange 92 befestigt und weist zwei Greifklauen 96 auf, die
zueinander in einem Winkel von 90° angeordnet sind und mit
einem Paar unterer Greifklauen 92 zusammenwirken, die eben
falls zueinander um 90° versetzt und mit einem unteren
V-Block-Greifkopf 98 befestigt sind, der am Boden 94 starr
festgelegt ist. Es ist wesentlich, daß die Klauen 94, 96
ausreichend lang (ungefähr 25,4 cm) sind, wie dies gezeigt
ist und zueinander um 90° versetzt sind, um die Ovalität
des Bauteiles M1 zu bewahren, wenn das Bauteil ein Rohr
wie gezeigt ist und um das Bauteil M1 gegen eine Bewegung
festzuklemmen, wenn es einer Stauchkraft ausgesetzt wird,
die so hoch wie ungefähr 107000 kp (236,000 lbs) sein
kann, was von der Größe der miteinander zu verschweißenden
Bauteile M1, M2 abhängt. Die Klemmechanik 24 und die Festig
keit der Vorrichtung 20 lassen ein Stauchen von Metall zu,
das einen schweißbaren Oberflächenbereich von bis zu 19355 mm2
aufweist. Die gezeigte Klemmechanik kann Bauteile M1 mit
einem Durchmesser von bis zu 152,4 mm handhaben.
Die Klemmechanik 24 (Fig. 1 bis 4) kann horizontal bewegt
werden, wie dies oben erwähnt ist, indem die Wand 62 in
verschiedenen der Ausnehmungen 58 angeordnet wird und eine
Abdeckplatte 74 zweckmäßiger Länge vorgesehen wird. Die ge
samte Klemmechanik 24 ist ebenfalls mittels einer herkömm
lichen Stellschraube 100 einstellbar, die von Hand mittels
eines Handrades 102 betätigbar ist. Die Stellschraube ist
an einem Rahmen 104 (Fig. 4) angeordnet, welcher Stützschie
nen 106 aufweist, welche Flansche der I-Träger 54 ergreifen.
Eine Längsbewegung der Klemmechanik 24 in eine andere Position
längs der Bodenplatte 56 ist erst gestattet, nachdem das
Handrad 102 und dessen Welle 108 entfernt worden sind.
Um eine Vertikalbewegung der Klemmechanik 24 zu bewirken
und dort die Mechanik fest gegen die Wand 62 während des
Stauchvorganges zu halten, ist die Wand 62 mit einem Paar
von T-Schlitzen 110 (Fig. 2) versehen, welche T-Schienen
112 darin gleitbar aufnehmen. Jede T-Schiene 112 ist mit
einem Ende einer Kolbenstangenerstreckung 114 eines Hy
draulikzylinders 116 verbunden. Jede Kolbenstangener
streckung 114 erstreckt sich durch ein Rohr 118, welches an
den Endwänden 80, 82 anliegt. Jede Erstreckung 114 ist mit
einer zugeordneten Kolbenstange 119 (Fig. 1) gekoppelt, die
sich durch ein Zylindergehäuse 120 mit einer Mutter am
vorspringenden Ende erstreckt. Wenn es gewünscht ist, die
Klemmechanik vertikal einzustellen, wird Hydraulikdruck
dem linken Ende eines jeden Hydraulikzylindergehäuses 120
zugeführt, so daß die Kolbenstange 119 und die Erstreckung
114 nach rechts außer Klemmeingriff mit der Wand 62 bewegt
werden. Wenn es gewünscht ist, die Mechanik 24 fest an
der Wand 62 festzuklemmen, wird Hydraulikdruck auf die
rechte Seite eines jeden Zylinders 120 gegeben, um somit
den wesentlichen Stauchdruck zu überbrücken, der während
des Stauchvorganges gegen das Bauteil M1 ausgeübt wird.
Vertikale Keilführungen (nicht gezeigt) können in benach
barten Flächen der Wände 82, 62 vorgesehen sein, um zwecks
genauen Führens der Klemmechanik einen Keil bzw. Schlüssel
aufzunehmen, wenn letztere vertikal bewegt wird.
Das Zylindergehäuse 34 des Hydraulikzylinders 30 (Fig. 1-3)
ist in einer Bohrung in der Wand 66 angeordnet. Ein teil
weise mit Gewinde versehener Vorsprung 32′ der Kolbenstange
32 erstreckt sich durch ein Loch in der Wand 64, welches
gesenkt ist, um einen Haltering 130 aufzunehmen, der als
ein Anschlag für einen einstellbaren Halter 132 dient,
welcher den Hub der Kolbenstangenerstreckung 32′ begrenzt,
wenn sie sich in Stauchrichtung bewegt, die in Fig. 1-3 links
liegt. Der Ring 130 hat zwei Funktionen. Die erste Funk
tion besteht darin, ein unbeabsichtigtes Zerquetschen der
Finger einer Bedienungsperson zu verhindern, wenn der ka
librierte Ring 132 in Eingriff mit dem Ring 130 bewegt
wird, und die zweite Funktion besteht darin, ein leichtes
Austauschen des Ringes 130 zu gestatten, wenn er durch
wiederholtes Auftreffen auf den kalibrierten Ring 132
zerbrochen bzw. beschädigt ist. Der kalibrierte Ring 132
ist auf die Kolbenstange geschraubt und weist Kalibrierungs
marken auf, welche gestatten, daß der Stauchhub leicht und
genau in Stufen von einem Tausendstel eines Millimeters
einstellbar ist.
Das linke Ende (Fig. 2) der Kolbenstangenerstreckung ist
starr an einem Wandler 133 befestigt, der an einer Werk
zeugfixierplatte 134 befestigt ist, auf welcher ein Distanz
teil 136 aufgebolzt ist. Ein eine Haube mit inerter Atmosphä
re stützender Block 137 und ein Adapter sind lösbar mit
dem Distanzkasten 136 verbunden. Der Adapter 138 ist mit
dem obenerwähnten Stützraum 35 (Fig. 8 und 9) versehen.
Der Raum 35 ist eingearbeitet, um mit der Außenform des
Bauteiles M2 übereinzustimmen, das mit dem Bauteil M1 zu
sammenzuschweißen ist. Der Adapter 138 ist lösbar mit dem
Bauteil M2 mittels einer Einstellschraube 140 verbunden,
wie dies am besten in Fig. 8 gezeigt ist, und kann ent
fernt und durch andere Adapter ersetzt werden, wenn ein
anderes Werkstück, wie beispielsweise die Bauteile M2′
oder M2′′ (Fig. 1A) mit dem Bauteil M1 zu verschweißen
sind.
Der Werkstückhaltezylinder 136 (Fig. 1 bis 3) ist starr mit
vier Zugstäben 144 verbunden, von denen sich jeder durch
Buchsen 146 erstreckt, die in die Bohrungen in den Wänden
64 und 66 eingepaßt sind. Jeder Zugstab 144 weist eine
Staubkappe 147 auf, welche die Bohrungen in der Wand 66
verschließt und er weist einen mit Schultern versehenen
Abschnitt an dem anderen Ende auf, das in einer Bohrung
in dem Werkzeugzylinder 134 sitzt. Wie am besten in Fig. 2
gezeigt ist, sind Kopfschrauben 150 in Gewindebohrungen
152 in den Zugstäben 144 befestigt, um somit den Halte
zylinder 134 starr mit den Zugstäben 144 zu verbinden.
Wie oben erwähnt ist, kann der Druckhub der Kolbenstangen
erstreckung 32′ durch Anschlag zwischen dem Ring 130
(Fig. 2) und dem kalibrierten Ring 132 angehalten werden.
Wenn eine große Vielzahl identischer Bauteile miteinander
zu verschweißen sind, beispielsweise das Bauteil M1 und M2
(Fig. 8 und 9), kann der kalibrierte Ring 132 von dem Ring
130 geschraubt werden, so daß sich die Ringe während des
Druckstauchvorganges nicht berühren. Die erforderliche
Druckkraft kann bestimmt und in einem Steuerkreis (nicht
gezeigt) eingestellt werden, der mit dem Wandler 133 ver
bunden ist, um die gewünschte Stauchkraft auf die Enden
der Bauteile M1 und M2 ohne weitere Hilfe der Bedienungs
person oder der Notwendigkeit eines physikalischen Hub
begrenzungsanschlages aufzubringen. Somit sorgt der Kraft
wandler für ausreichenden Schweißdruck, um zu gewährlei
sten, daß die erhitzten Enden der Bauteile M1 und M2 zuver
lässig miteinander verschweißt werden.
Obwohl es nicht gezeigt ist, sei hervorgehoben, daß der
Zylinder 30 mit einer Quelle an Hydraulikfluid über her
kömmliche schnell wirkende Ventile und eine Vielzahl von
herkömmlichen Hydrauliksammelbehältern verbunden ist, welche
ein Gas oberhalb des Hydraulikfluids komprimieren, um eine
schnelle Betätigung des Stempels in Stauchrichtung zu
gewährleisten.
Wie in Fig. 1 bis 3 und 7 bis 9 schematisch gezeigt ist,
ist eine Steuerhaube 44 mit inerter Atmosphäre an dem Block
137 entfernbar angeordnet. Ein im wesentlichen inertes Gas,
wie beispielsweise Argon, Helium, Stickstoff oder ein Ge
misch von ungefähr 95% Argon und 5% Stickstoff, wird an den
schweißbaren Oberflächen S1, S2 der Bauteile M1 und M2 wäh
rend des Induktionserhitzens und des Druckstauch- oder
Schweißvorganges geführt, der innerhalb von Sekunden schnell
stattfindet. Das inerte Gas entfernt Sauerstoff von den zu
verschweißenden Oberflächen und verhindert somit schlechte
Schweißungen aufgrund von Oxidation oder Zunderbildung des
Materials, dessen Oberflächen miteinander zu verschweißen
sind.
Es sei hervorgehoben, daß die Vorrichtung 20
eher zum Schweißen in einer sauerstofffreien Atmosphäre wie
beispielsweise im Weltraum geeignet ist, weil das Schweiß
verfahren sauber und spritzfrei ist.
Die beiden Transformatoren 46, 48 (Fig. 3 und 4), die
Drehsammelschienenverbindung 38 und die Induktionsspulen
40, 42 sind an dem Rahmen 22 mit Hilfe einer herkömmlichen
Drehbank ähnlichen Führungsbahn 162 einstellbar getragen.
Die Führungsbahn 162 umfaßt einen Schlitten 164 (Fig. 4),
der fest am Rand 22 und mit einem Support 165 verbunden ist,
auf welchem die Transformatoren 46, 48 und die Sammel
schienen 166, 166′ (Fig. 5 und 7) der Dreh-Sammelschienen
verbindung 38 fest gelagert sind. Die Führungsbahn 162 um
faßt ein Handrad 170 (Fig. 3) und eine Spindelmechanik
(nicht gezeigt), die es dem Bedienungsmann gestatten, die
Transformatoren 46, 48 und die Induktionsspulen 40, 42
längs der Induktionsschweißvorrichtung 20 zu bewegen, um
die Induktionsspulen 40, 42 zwischen den schweißbaren Ober
flächen S1, S2 der Bauteile M1, M2 auszurichten, die mit
einander zu verschweißen sind. Die Transformatoren 46, 48
können mit 9600 Schwingungen pro Sekunde arbeiten, werden
indessen vorzugsweise mit ungefähr 6000 Schwingungen pro
Sekunde betrieben, wenn Stahlrohre miteinander verschweißt
werden, die einen Durchmesser von ungefähr 5182 mm aufwei
sen. Es sei hervorgehoben, daß unterschiedliche Materialien
unterschiedliche Frequenzen erforderlich machen.
Die Drehsammelschienenverbindung 38 ist am besten in Fig. 5
und 7 gezeigt, wobei die Strömung des Kühlmittels durch
die Sammelschienenverbindung in Fig. 6 gezeigt ist. Da
die rechte Hälfte der Sammelschienenverbindung spiegelbild
lich zur linken Hälfte ist, wird die linke Hälfte nachfol
gend im einzelnen beschrieben, während die rechte Hälfte
mit Bezugsziffern bezeichnet wird, welche einen (′) auf
weisen.
Die Sammelschienenverbindung 38 umfaßt eine linke Sammel
schiene 136, die ein Paar Kupferblöcke 182, 184 einschließt,
die starr mit Blöcken 185, 186 der Sammelschienen 187,
188 des Transformators verbunden sind, welche durch eine
Isolierung 190 voneinander getrennt sind. Die rechte Sam
melschiene 166′ ist selbstverständlich ähnlich mit dem
rechten Transformator 48 verbunden.
Die linke Sammelschiene 166 weist Kupferplatten 192, 194
auf, die entsprechend mit den zugeordneten Blöcken 182,
184 verlötet sind. Die Kupferplatten und Blöcke 182, 184
sind durch einen Isolierstreifen 196 voneinander getrennt
und weisen eine 90°-Biegung auf. Der Isolierstreifen 196
erstreckt sich zwischen den Kupferblöcken 182, 184, die
in Klemmeingriff mit dem Isolierstreifen 196 mittels iso
lierter Kopfschrauben (nicht gezeigt) gehalten sind, welche
mit der isolierten Wand 186 verbunden sind, die am Trans
formator 46 befestigt ist. Somit begrenzen die beiden
Kupferplatten 192 und 194 zwei getrennte elektrische Leiter,
die Starkstrom führen können.
Zwei rechtwinklige Kupferrohre 202, 204 sind mit den Außen
flächen der Platte 192 und mit dem Block 182 verlötet, wel
cher Wasserdurchgänge aufweist, um dadurch vorzugsweise
Wasser als Kühlmittel zu leiten. Ähnliche nicht gezeigte
Rohre, die ähnlich den Rohren 197′, 198′ an der rechten
Sammelschiene 166′ sind, sind mit der Außenfläche der Platte
194 und dem Block 184 verlötet, welcher zum Kühlen der Platte
194 Wasserdurchgänge aufweist.
Die anderen Enden der Kupferplatten 192, 194 und Kupfer
rohre sind mit zugeordneten Kupferblöcken 212, 214 verlötet,
die mit Kupferblöcken 216, 218 mit Hilfe von Messingschrau
ben (nicht gezeigt) verbunden sind. Die Kupferblöcke 216,
218 sind mit Kupferzungen 222, 224 verlötet, die alle mit
tels eines Isolierstreifens 225 voneinander getrennt sind.
Die Blöcke und die Zungen bilden Erstreckungen der Platten
192, 194 und unterliegen einer Reibungskraft, so daß ihre
Außenfläche vorzugsweise mit Silber plattiert ist, um Rei
bung herabzusetzen und die Leitfähigkeit zu verbessern.
Die Kupferblöcke 182, 184, 212, 214, 216, 218 und die vier
Kupferrohre 202, 204 (und die Äquivalente der rechten Rohre
197′, 198′) weisen Durchgänge für eine Fluidströmung auf,
wie dies am besten schematisch in dem Kühlkreissystem
26 nach Fig. 6 gezeigt ist. Wasser tritt in das Kühllei
tungssystem durch eine Leitung 228 ein, strömt durch den
Durchgang 230 in den Block 182, durch die Kupferrohre 202,
204 in die Blöcke 212 und 216 und einen Durchgang 232 in
den Blöcken 216, 212. Ein Querdurchgang 234 in den Blöcken
212, 214 verursacht, daß das Mittel aus dem Block 212 durch
einen Durchgang in den Isolierstreifen 196 und durch Durch
gänge in den Block 214, 218 und die Außenrohre 197, 198
zurückströmt, die mit der Kupferplatte 194 verbunden sind,
damit es zum Block 184 zurückströmt und durch eine Leitung
236 abgeführt wird. Das Kühlwasser setzt die in der
Sammelschiene 166 entwickelte Hitze auf eine Temperatur zurück,
die niedrig genug ist, um Verbrennungen zu verhindern, wenn
die Bedienungsperson sie berührt.
Um elektrisches Strom- und Kühlwasser zu der Induktions
spule 40 zu leiten und die Auslaßstromwege, die zur Spule
40 führen, von getrennten vertikalen Wegen zu separaten
horizontalen Wegen zu ändern, ist ein Dreharm 240 aus
zwei Kupferabschnitten 242 und 244 gebildet.
Der Armabschnitt 242 ist nicht-linear, um drehbar die Zunge
222, 224 zwischen Armabschnitte 242 und 244 zu schieben.
Der Armabschnitt 242 umfaßt ein rechtwinkliges Kupferkühl
rohr 246, wobei der Armabschnitt und das Rohr miteinander
und mit einem unteren Kupferblock 248 verlötet sind, welcher
Wasserdurchgänge 250, 262 (Fig. 5 und 6) aufweist, wobei
die Durchgänge 252 mit einem Einlaßwasserschlauch 254 in
Verbindung sind.
Der Armabschnitt 244 ist ein linearer Abschnitt, welcher
ein Kupferkühlrohr 256 und einen oberen Kupferblock 258
einschließt, die Kühlmitteldurchgänge 260, 262 aufweist,
die mit gegenüberliegenden Enden des Rohres 256 verbunden
sind. Der Armabschnitt 244, das Kupferrohr 256 und der
obere Block 258 sind miteinander verlötet. Ein vertikaler
elektrisch isolierender Streifen 266 ist zwischen den
Außenenden der Armabschnitte 242, 244 angeordnet; ein
horizontaler Isolierstreifen 268 ist zwischen dem unteren
Block 248 und dem oberen Block 258 angeordnet, um die
beiden Armabschnitte und Blöcke voneinander elektrisch zu
isolieren. Die Oberflächen der Armabschnitte 242, 244,
die unter Rotation die Oberflächen der Zungen 222, 224
berühren, sind vorzugsweise mit Silber plattiert, um Rei
bungsverschleiß auf ein Minimum herabzusetzen und die
Leitfähigkeit zu erhöhen und zu verbessern.
Um den linken Arm 240 mit den Zungen 222, 224 drehbar zu
verbinden und den entsprechenden rechten Arm 240′ mit den
Zungen 222′ und 224′ zu verbinden, sind ein die Induktions
spule haltendes Blatt 269 und eine Drehwelle 270 starr mit
einander verbunden und aus einem nicht-metallischen Material
hergestellt. Eine Seite der Welle 270 erstreckt sich drehbar
durch eine geflanschte und mit Gewinde versehene rohrförmige
Buchse 271. Die Buchse weist eine Einstellmutter 272 auf,
die darauf geschraubt ist und gegen den nachgiebigen O-Ring
273 aus nicht-leitendem Material anliegt, der um ein ausrei
chendes Maß komprimierbar ist, um einen guten elektrischen
Kontakt zwischen den Zungen 222, 224 und den zugeordneten
Armabschnitten 242, 244 zu schaffen. Die Enden der Dreh
welle 270 erstrecken sich durch Löcher 274, 274′ in Hebel
armen 276, 276′ und sind damit mittels Einstellschrauben
278, 278′ starr verbunden. Die Hebelarme 276, 276′ sind
mit den drehbaren Armen 240, 240′ und mit dem Spulenhalte
blatt 269 mittels nicht-leitender Bolzen 278 fest verbunden,
die sich durch die Löcher in den Hebelarmen 276, 276′ , durch
die Löcher in den unteren Blöcken 248, 248′ und oberen
Blöcken 258, 258′ und durch Löcher in dem Spulenhalteblatt
269 erstrecken.
Die linke Spule 40 ist aus Kupferrohr hergestellt, die so
geformt ist, daß sie in Form und Größe der auf eine Stauch
temperatur zu erhitzenden schweißbaren Oberfläche S1 (Fig. 8)
entspricht. Ein Ende der Spule ist an ein oberes Rohr 282
angelötet, dessen anderes Ende mit einem oberen Block 284
verschweißt ist, welcher einen Strömungsdurchgang 286 auf
weist, der mit dem Durchgang 262 in dem oberen Block 258
in Verbindung steht, wenn die Blöcke 258 und 284 mitein
ander verbolzt sind.
Ähnlich ist ein unteres Kupferrohr 288 an das andere Ende
der Spule 40 und an einen unteren Kupferblock 290 gelötet,
der mit dem unteren Kupferblock 248 verbolzt ist. Der
Kühlmittelströmungsdurchgang 250 im Block 248 steht mit
einem Strömungsdurchgang 292 im Block 290 in Verbindung.
Somit strömt Kühlmittel aus dem Einlaßschlauch 254 durch
Leitungen in die Richtung, die in Fig. 6 angezeigt ist.
Insbesondere strömt das Kühlmittel aus dem Schlauch 254
durch die untere Leitung 252, das Kupferrohr 246 in den
Durchgang 250 im unteren Block 248, durch einen Durchgang
292 im Block 290, durch das untere Kupferrohr 288, durch
die Spule 40, das obere Rohr 282, den Durchgang 286 in
dem oberen Block 284 und in einen Durchgang 262 in dem
oberen Block 258; danach strömt es durch das Kupferrohr 256
und den Durchgang 260 im oberen Block 258 und wird durch
einen Schlauch 293 abgelassen.
Es sei hervorgehoben, daß die Enden der Spulen 40, 42, das
obere Rohr 282 und das untere Kupferrohr 288, der obere
Block 284 und der untere Block 248 voneinander mittels
eines Isolierstreifens 294 elektrisch isoliert sind. Diese
Bauteile sind ebenfalls voneinander mit Hilfe eines oder
mehrerer vertikaler Isolierstreifen 296 isoliert. Um die
Spulen 240, 242 fest zu stützen, sind Winkelstäbe 298,
298′ mit den Hebelarmen 276, 276′ verschweißt und er
strecken sich unterhalb der Induktionsspulen. Eine nicht
metallische Isolierplatte 299 ist mit den Stäben 298,
298′ verbolzt und schafft eine Stütze für die unteren
Flächen der Kupferrohre 288, 288′ , die mit den Spulen 40,
42 verbunden sind.
Ein schnell wirkender Luftzylinder 300 (Fig. 4, 5 und 7)
weist eine Kolbenstange 302 auf, die an eine Stange 304
angelenkt ist, welche mit den Hebelarmen 276, 276′ be
festigt ist, wobei das Gehäuseende an einem Träger 308
(Fig. 4) angelenkt ist, der mit der oben beschriebenen
longitudinal bewegbaren Führung 165 verbunden ist, die ge
stattet, daß die Spulen 40, 42 in unterschiedlichen Lagen
längs der Induktionsschweißvorrichtung 20 bewegbar sind.
In Fig. 10 sind Bauteile M1a und M2a gezeigt, deren schweiß
baren Oberflächen S1a und S2a von unterschiedlichem Quer
schnittsbereich sind. Um gleichzeitig beide Oberflächen S1a
und S2a auf ihre Stauchtemperatur anzuheben, ist eine große
Spule 40a neben der großen Oberfläche S1a angeordnet, wäh
rend neben der Oberfläche S2a eine kleinere Spule 42a vor
gesehen ist. Um wirksamer die induzierte Hitze in den Ober
flächen S1a und S2a zu konzentrieren, weisen beide Spulen
40a und 42a U-förmige Lamellen 310, 312 auf, die vorzugs
weise aus Si Fe mit einer Dicke von ungefähr 1,8 mm her
gestellt sind und sehr hohe Magnetfelder steuern. Zwischen
den beiden Spulen 40a, 42a ist eine nicht-metallische Iso
lierscheibe 314 vorgesehen.
Ein Paar Sensoren, vorzugsweise optische Temperaturfühler
316, 318, wie beispielsweise Infrarotpyrometer, sind vor
gesehen, um die Temperatur der Oberflächen S1a und S2a an
zuzeigen. Die zu den Spulen 40a, 42a gerichtete Strommenge
oder die Zeitlänge der Stromzuführung oder beide können
variiert werden, so daß beide Oberflächen S1a und S2a auf
die Stauchtemperatur zur gleichen Zeit angehoben werden.
In Fig. 11 ist ein Paar Induktionsspulen 40b und 42b ge
zeigt, mit denen die Endflächen S1b und S2b zylindrischer
Bauteile M1b und M2b auf Stauchtemperaturen erhitzt wer
den können. Die Endflächen der Bauteile sind gebohrt, um
kurze Löcher 318, 320 zu schaffen, welche ein Teil des
gestauchten Materials während des Druckstauchens auf
nehmen.
In Fig. 12 sind zwei rechteckige Induktionsspulen 40c und
42c gezeigt, mit denen die Endflächen S1c und S2c qua
dratischer oder rechteckiger Bauteile M1c und M2c auf
Stauchtemperatur erhitzt werden können.
Im Betrieb der Induktionsschweißvorrichtung 20 (Fig. 1-4)
bestimmt die Bedienungsperson zunächst den Typus der Bau
teile M1 und M2, die induktionserhitzt und miteinander
druckgeschweißt werden sollen. Wenn die Bauteile rohrförmig
mit einem kleinen Durchmesser wie beispielsweise Rohre mit
einem Außendurchmesser von 63,5 mm und einer Wanddicke von
etwa 5,08 mm aus dem gleichen Material hergestellt sind
und schweißbare Oberflächen S1, S2 gleicher Größe aufweisen,
kann die Betriebsperson eine einzige Spule wie beispielsweise
die Spule 40 mit bestimmten Kühldurchgängen auswählen, um
beide Oberflächen S1 und S2 der Bauteile M1 und M2 zu er
hitzen, die miteinander verschweißt werden sollen.
Es wird indessen angenommen, daß die Betriebsperson die
beiden Spulen 40, 42 (Fig. 1-4 und 5) auswählt, um die Bau
teile M1 und M2 miteinander zu verschweißen. Die Betriebs
person stellt die Maschine ein, indem zunächst die beiden
Spulen an den Blöcken 248, 258 und 248′, 258′ angeordnet
werden, wie dies in Fig. 5 gezeigt ist. Dann positioniert
die Betriebsperson das Bauteil M2 in dem Hohlraum 35 (Fig. 8)
des Adapters 138, wobei die Kolbenstange 32 des Stempels
vollständig zurückgezogen ist. Dann betätigt die Betriebs
person das Handrad 170 (Fig. 3), um die beiden Transforma
toren 46, 48 und die Spulen 40, 42 längs der Vorrichtung
20 in eine Induktionsheizposition einzustellen, in welcher
ein kleiner Luftspalt zwischen der schweißbaren Oberfläche
S2 des Bauteiles M2 und der benachbarten Fläche der Spule
42 vorhanden ist. Die Betriebsperson ordnet dann das Bauteil
M1 in dem Futter 26 und in der Klemmechanik 24 an und klemmt
das Bauteil M1 zwischen die Klauen 48 des Futters von Hand.
Danach schließt sie hydraulisch die Klauen 96 durch Betäti
gung der hydraulischen Klemmzylinder 88, wobei die schweiß
bare Oberfläche S1 des Bauteiles M1 von der benachbarten
Fläche der Spule 40 durch einen kleinen Luftspalt beab
standet ist, wenn sich die Spulen 40, 42 in ihrer Aufheiz
position befinden, wie dies in Fig. 8 gezeigt ist. Mit
dem in der Klemmechanik 24 eingeklemmten Bauteil M1 be
stimmt die Betriebsperson, ob die Longitudinalachse des
Bauteiles M1 mit der Längsachse des Bauteils M2 zusammen
fällt. Wenn die Achsen der Bauteile nicht zusammenfallen,
betätigt die Betriebsperson Zylinder 116, um die Kolben
stangen 119 und ihre Erstreckungen 114 nach rechts (Fig. 1
und 2) zu bewegen, betätigt dann das Handrad 102, um das
Bauteil M1 anzuheben oder abzusenken, bis es in der Schweiß
position zweckmäßig mit dem Bauteil M2 ausgerichtet ist.
Dann betätigt die Betriebsperson ein herkömmliches Ventil,
um zu verursachen, daß die Zylinder 116 die Kolbenstangen
und die Erstreckungen 114 nach links (Fig. 1 und 2) bewe
gen, um somit die Klemmechanik 24 gegen die Wand 62 und das
Bauteil M1 zwischen den Klauen 94, 98 festzuklemmen.
Wenn das Bauteil M1 rohrförmig ist und die Endabschnitte
des Rohres neben der Oberfläche S1 nicht mit einer anderen
Einrichtung abgedichtet sind, wird ein ausdehnbarer Pfropfen
37 (Fig. 1A) mit Druckluft aus einer Luftleitung und einem
Ventil 37′ ausgedehnt, um zu verhindern, daß Luft um die
schweißbaren Oberflächen S1, S2 während des Induktions
erhitzens und des Druckstauchens strömen kann.
Nachdem die Bauteile M1 und M2 wie oben erläutert ange
ordnet sind, wird die Haube 44 (Fig. 1-3 und 7-9) mit
inerter Atmosphäre an dem Haubenstützblock 137 in der
Induktionsheizposition angeordnet, wie dies gestrichelt
in Fig. 8 gezeigt ist, auch in der Stauchposition, wie dies
in Fig. 9 gezeigt ist.
Die Haube 44 wird von Hand um die äußeren Flächen der
Bauteile M1 und M2 angeordnet und abgedichtet und umfaßt
einen oberen Abschnitt, der lösbar mit einem unteren Ab
schnitt verbunden ist, so daß beide Abschnitte von den
Bauteilen entfernt werden können, wenn sie miteinander
verschweißt sind. In der Betriebslage wird ein
Inertgas, wie beispielsweise Argon, Helium, Stick
stoff oder ein 95%iges Gemisch aus Argon und Wasserstoff
an den schweißbaren Oberflächen S1, S2 in einer laminaren
Strömung vorbeigerichtet, so daß Luft von den Oberflächen
S1, S2 entfernt wird, wobei das Gas durch Diffusoren oder
Polster, wie vorzugsweise aus Vinyl- oder Urethanschaum
bestehen, in dem unteren Ende der Haube abgeleitet wird.
Die Schaumpolster sind geschlitzt, um zu gestatten, daß
die Spulen 40, 42 in die und aus der Haube bewegt werden
können.
Wenn das Inertgas an den Oberflächen S1 und S2 vorbei
strömt und die beiden Spulen in die in Fig. 8 gezeigte
Betriebslage angehoben sind, fühlt ein Sauerstoffanzeiger
das Gas in der Haube 44 ab und erregt die Induktionsspulen,
wenn der Anzeiger eine Sauerstoffmenge anzeigt, die unzu
reichend ist, um das Schweißen nachteilig zu beeinflussen.
Der Steuerkreis hält die Induktionsspulen erregt, bis die
Temperaturfühleinrichtung in dem Steuerkreis anzeigt, daß
die schweißbaren Oberflächen S1, S2 auf die Stauchtempera
tur erhitzt sind, zu welcher Zeit der Schaltkreis zunächst
den Luftzylinder 300 betätigt, um die Induktionsspulen
40, 42 aus dem Raum zwischen den Bauteilen M1, M2 zu be
wegen, wonach er den Hydraulikzylinder 30 betätigt, um das
Bauteil M2 gegen das Bauteil M1 mit ausreichender Kraft
zu drücken, um das erhitzte Material im Bereich der schweiß
baren Oberflächen S1, S2 zu stauchen, wie dies in Fig. 9
gezeigt ist, um somit das Schweißen abzuschließen. Die
Schritte des Induktionserhitzens und Druckschweißens er
fordern ungefähr 5 Sekunden. Während dieser Zeit wird das
Kühlmittel, vorzugsweise Wasser, durch die Sammelschiene
und Induktionsspulenanordnung gerichtet, wie dies in Fig. 5
und 6 gezeigt ist, um die Anordnung zu kühlen. Es sei her
vorgehoben, daß die Kupferrohre 246, 256 und 246′, 256′
(Fig. 5) die Oberflächen der Drehverbindung kühlen.
Nach Vervollständigung des Schweißens wird die Einstell
schraube 140 (Fig. 8) von dem Bauteil M2 gelöst, der Zy
linder 30 zieht den Kasten 136 und den Block 137 (Fig. 9)
von dem Bauteil M2 in die in Fig. 8 gezeigte Position, wäh
rend die Gaszufuhr zu der Haube 44 abgeschaltet wird und
die Haube getrennt und von der Vorrichtung 20 entfernt
wird. Die geschweißten Bauteile M1, M2 werden dann aus dem
Futter 26 und der Klemmechanik 24 gelöst und von der Vor
richtung 20 entfernt, um somit einen Betriebszyklus abzu
schließen. Weitere Betriebszyklen mit der gleichen Art von
Bauteilen können durchgeführt werden, ohne wieder die Ma
schine einzustellen mit der Ausnahme, daß die Bauteile M1
und M2 in Schweißposition angeordnet werden und das Bauteil
M1 in der Induktionserhitzungsposition festgeklemmt wird.
Auch wird die Haube 44 um die Bauteile M1 und M2 wieder
angeordnet und mit dem Stützglied 137 verbunden.
Wenn die Bauteile M1a und M2a (Fig. 10) mit unterschiedlichen
schweißbaren Flächenabschnitten miteinander zu verschweißen
sind, werden die Induktionsspulen 40a, 42a anstelle der
Spulen 40, 42 angeordnet, und der Betrieb wird wiederholt.
Wenn beispielsweise unterschiedliche Arten wie Stahl mit
Gußeisen oder Messing mit Kupfer zu verschweißen sind, kön
nen lamellenförmige Induktionsspulen der gleichen Größe
oder unterschiedlicher Größen ähnlich den Spulen 40a und 42a
verwendet werden, wobei die Bauteile gleichzeitig auf die
erforderlichen Stauchtemperaturen erhitzt werden.
Ähnlich können die Induktionsköpfe 40b und 42b nach Fig. 11
anstelle der Köpfe 40 und 42 gesetzt werden, wenn kompakte
Metallstäbe 41b und 42b miteinander zu verschweißen sind.
Ähnlich können Induktionsspulen unterschiedlicher Formen
und Größen, wie beispielsweise die Induktionsspulen 40c
und 42c (Fig. 12) verwendet werden, um Bauteile unterschied
licher Größen, Formen und Metalle miteinander zu verschweißen,
wobei im wesentlichen die gleichen Stufen ausgeführt werden,
die in Bezug auf das Verschweißen der Bauteile M1 und M2
erläutert sind.
Aus dem Obigen ergibt sich, daß die Induktionserhitzungs-
und Druckschweißvorrichtung verwendet werden kann, um Me
talle unterschiedlicher Größen und Formen und unterschied
licher Arten miteinander zu verschweißen, während sie sich
in einer im wesentlichen inerten Atmosphäre befinden, indem
die schweißbaren Oberflächen von zwei Bauteilen durch
unabhängig voneinander gesteuerte Induktionsspulen getrennt
erhitzt werden. Unmittelbar danach werden die beiden Bau
teile mit ausreichender Kraft zusammengedrückt, um die
schweißbaren Oberflächen zu stauchen, um somit die beiden
Bauteile miteinander zu verschweißen. Die Vorrichtung kann
von Hand betätigt werden, ist jedoch vorzugsweise halbautoma
tisch betätigbar, um gute Schweißungen zu schaffen, wenn
eine Vielzahl von identischen Teilen zu verschweißen sind.
Claims (7)
1. Vorrichtung zum Induktionserhitzen und Druckverschweißen
zweier Werkstücke, wobei die miteinander zu verschweißenden Ober
flächen dieser Werkstücke in Axialrichtung im Abstand voneinander
gehalten werden, in diesen Abstand eine Induktionsheizvorrichtung einge
führt wird und nach dem Entfernen der Induktionsheizvorrichtung die
erhitzten Oberflächen mit einer ausreichenden Kraft zusammengedrückt
werden, um die Oberflächen zu stauchen und miteinander zu verschwei
ßen,
gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
- a) ein Werkstück ist in einer in Stauchrichtung beweglichen Klemmvorrichtung (138) festgelegt;
- b) das zweite Werkstück ist in einer in Stauchrichtung unbe weglichen Klemmvorrichtung (24) festgelegt;
- c) die in Stauchrichtung unbewegliche Klemmvorrichtung (24) ist quer zur Stauchrichtung dadurch beweglich, daß die Klemmvorrichtung (24) in T-Schlitzen (110) einer stationären Wand (62) gleitbar angeordnet ist und in der gewünschten Position durch Druckvorrichtungen (114) gegenüber der Wand (62) festgelegt werden kann.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
in Querrichtung bewegliche Klemmvorrichtung (24)
in vertikaler Richtung beweglich angeordnet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
in Querrichtung bewegliche Klemmvorrichtung (24) aus einem Rahmen
(80, 82, 84, 86) mit darin angeordneten Greifköpfen (94, 98) besteht, von
denen die oberen Greifköpfe (94) durch hydraulische Zylinder (88)
bewegbar sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
daß jede Druckvorrichtung (114, 116) aus einer Kolbenstange (114) und
einem Hydraulikzylinder (116) besteht, wobei das freie Ende der Kolben
stange (114) ein T-Stück (112) trägt, welches in einem entsprechend
ausgebildeten Schlitz (110) in der Wand (62) beweglich ist, und daß
durch Betätigung des Hydraulikzylinders (116) die Klemmvorrichtung (24)
gegen die Wand (62) gespannt wird.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß eine der einander gegenüberliegenden Heizflächen der
Induktionsheizvorrichtung (40, 42) bei unterschiedlicher Größe der zu
verschweißenden Querschnitte näher an dem größeren Querschnitt an
geordnet ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Induktionsheizvorrichtung (40, 42) aus zwei Induktions
spulen (40, 42) besteht, die getrennt voneinander beheizbar sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei
unterschiedlicher Größe der zu verschweißenden Querschnitte eine größe
re Induktionsspule (40a) zum Erhitzen der größeren Fläche und eine
kleinere Induktionsspule (42a) zum Erhitzen der kleineren Fläche vor
gesehen ist.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/895,399 US4728760A (en) | 1986-08-11 | 1986-08-11 | Induction heating pressure welding with rotary bus bar joint |
DE19873726587 DE3726587A1 (de) | 1986-08-11 | 1987-08-10 | Verfahren und vorrichtung zum induktionserhitzen und druckschweissen von zwei schweissbaren oberflaechen zweier bauteile |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3744933C2 true DE3744933C2 (de) | 1994-03-24 |
Family
ID=25858482
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE3744933A Expired - Fee Related DE3744933C2 (de) | 1986-08-11 | 1987-08-10 | Vorrichtung zum Induktionserhitzen und Druckverschweißen zweier Werkstücke |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3744933C2 (de) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE957778C (de) * | 1957-01-17 | Siemens-Schuckertwerke Aktiengesellschaft, Berlin Und Erlangen | Verfahren zum Verschweißen von insbesondere aus Stahl bestehenden Metallteilen | |
DE2559345A1 (de) * | 1975-01-02 | 1976-07-08 | Gen Electric | Verfahren zum verbinden von metall und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens |
DE3703485A1 (de) * | 1986-03-27 | 1987-10-08 | Fmc Corp | Verfahren und vorrichtung zum schweissen |
-
1987
- 1987-08-10 DE DE3744933A patent/DE3744933C2/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE957778C (de) * | 1957-01-17 | Siemens-Schuckertwerke Aktiengesellschaft, Berlin Und Erlangen | Verfahren zum Verschweißen von insbesondere aus Stahl bestehenden Metallteilen | |
DE2559345A1 (de) * | 1975-01-02 | 1976-07-08 | Gen Electric | Verfahren zum verbinden von metall und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens |
DE3703485A1 (de) * | 1986-03-27 | 1987-10-08 | Fmc Corp | Verfahren und vorrichtung zum schweissen |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3726587C2 (de) | ||
EP0597215B1 (de) | Abbrennstumpfschweissanlage | |
DE2918082C2 (de) | Innenrohrschweißmaschine zum Widerstandsstumpfschweißen von Rohren | |
DE69838760T2 (de) | Vorrichtung zum reibschweissen | |
DE1440380A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum automatischen Schweissen | |
DE102018130769B3 (de) | Vorrichtung und Verfahren zum Stumpfschweißen von Werkstücken | |
DE3703485C2 (de) | Vorrichtung zum Verschweißen von miteinander ausgerichteten Rohren | |
EP3710234A1 (de) | Vorrichtung zum thermischen verschweissen von kunststoffteilen sowie anordnung enthaltend eine solche vorrichtung | |
DE10223821A1 (de) | Schweisszange | |
DE19942390A1 (de) | Kniehebelschweisszange zur Verwendung im Karosseriebau | |
DE19617179C2 (de) | Vorrichtung zum elektromagnetischen Aufspannen und zum Verbinden, insbesondere Verschweißen, der Endbereiche von Blechen | |
DE3744933C2 (de) | Vorrichtung zum Induktionserhitzen und Druckverschweißen zweier Werkstücke | |
DE69006975T2 (de) | Kaltpressschweissmaschine und verfahren. | |
DE2512492A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum zusammenschweissen zweier metallabschnitte, von denen jeder eine randflaeche besitzt, an ihren raendern | |
DE2806185A1 (de) | Schweissmaschine | |
DE2830023C2 (de) | Vorrichtung zum elektrischen Widerstands-Stumpfschweißen | |
EP0364836A2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Biegen von stangenförmigen Werkstücken | |
DE2918537C2 (de) | Vorrichtung zum Entgraten von widerstandsstumpfgeschweißten Rohren | |
EP0439665B1 (de) | Platinenschweissmaschine | |
DE3129190C2 (de) | ||
DE2544112C2 (de) | Aus einer Schweißzange und einem Schweißtransformator bestehende Widerstandspunktschweißvorrichtung | |
DE1938739U (de) | Maschine zur durchfuehrung von elektrischen punktschweissungen oder projektionsschweissungen. | |
DE2243443C3 (de) | Vorrichtung zum Herauspressen und Abscheren der wärmebeeinflussten Zonen an einer Stumpfschweissverbindung von zwei länglichen Werkstücken | |
DE2645091C3 (de) | Vorrichtung zum Widerstandsschweißen von Blechteilen zu Eckverbindungen | |
DE1465042C3 (de) | Widerstandsstumpf schweißmaschine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
Q172 | Divided out of (supplement): |
Ref country code: DE Ref document number: 3726587 |
|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
AC | Divided out of |
Ref country code: DE Ref document number: 3726587 Format of ref document f/p: P |
|
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: BROLIN, CHARLES A., CEDAR RAPIDS, IA., US |
|
8128 | New person/name/address of the agent |
Representative=s name: BARDEHLE, H., DIPL.-ING., PAT.-ANW. PAGENBERG, J., |
|
AC | Divided out of |
Ref country code: DE Ref document number: 3726587 Format of ref document f/p: P |
|
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |