DE597535C - Zum Aneinanderschweissen von Blechen dienende elektrische Stumpfschweissmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine zum Aneinanderschweißen von Blechen dienende elektrische Stumpfschweißmaschine mit zwei aus je einer unteren und einer oberen Spannbacke bestehenden _ Einspannvorrichtungen, welche zwecks Aneinanderpressung der miteinander zu verschweißenden Blechkanten bei der Schweißung aufeinander zu bewegt werden.

Das Neue der Erfindung besteht darin, daß die Einspannvorrichtungen aus je einem Elektromagneten und einer gegenüber dem Elektromagneten beweglichen Armatur bestehen. Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß an die Schweißbacken, welche vorzugsweise aus magnetisch nicht leitfähigem Material bestehen, seitlich Blöcke o. dgl. aus magnetisch leitfähigem Material angefügt sind, an bzw. in welchen Magnetiao sierungsspulen angeordnet sind, wobei die Eingriffsnächen der Backen und der Blöcke annähernd in derselben Ebene angeordnet sind. Schließlich erfassen gemäß der Erfindung die Armaturen und vorzugsweise auch die Blöcke die Werkstücke mit eingesetzten Streifen o. dgl. aus einem Material, welches einen größeren Reibungskoeffizienten gegenüber den Werkstücken aufweist als das ■ Material, aus dem die Hauptteile der Armatüren bzw. der Blöcke bestehen.

Bei Stumpfschweißmaschinen, bei welchen die miteinander zu verschweißenden Bleche mit ihren .!Kanten gegeneinandergepreßt werden, sind bisher mechanische oder hydraulische Einspannvorrichtungen verwendet worden. Damit nun die Bleche, welche mit außerordentlich hohen Drücken aneinandergepreßt werden, sich nicht unter der Wirkung dieser Drücke gegenüber den Einspannvorrichtungen verschieben oder mitsamt denselben durchbiegen, müssen bei den bekannten Einspannvorrichtungen eine ganze Reihe von Spannschrauben oder Druckzylindern längs der Blechkanten verteilt angeordnet werden. Außer den eigentlichen Spannbacken müssen oberhalb der oberen, zur Einspannung der Bleche senkrecht bewegbaren Spannbacken noch schwere Träger angeordnet werden, gegen' welche sich die einzelnen Spannschrauben oder Druckzylinder abstützen.

Durch die neue Anordnung werden die Mängel der bekannten Einspannvorrichtungen vermieden. Durch die neue, aus einem ,Elektromagneten und einer demselben gegenüber beweglichen Armatur bestehende Vorrichtung wird in denkbar einfacher Weise eine äußerst gleichmäßige und feste Einspannung jedes Bleches längs seiner ganzen Kante erzielt. Die durch die Armatur gebildete

obere Backe braucht nur gerade so kräftig ausgebildet zu werden, daß sie den gesamten magnetischen Fluß aufnehmen kann; die obere Backe bleibt also etwas nachgiebig, so daß sie unter der Wirkung der magnetischen Kräfte längs der gesamten Einspannränder mit gleicher Festigkeit gegen das einzuspannende Blech gezogen wird. Die neue Vorrichtung zeichnet sich ferner durch größte Einfachheit aus. Besondere, längs der einzuspannenden Kanten verteilte Druckzylinder o. dgl. sowie besondere schwere Träger zur Abstützung derselben kommen in Fortfall; auch können die lediglich zum Halten der oberen Spannbacke dienenden seitlichen Träger o. dgl. besonders leicht ausgebildet werden.

Es sind zwar schon elektromagnetische Aufspannvorrichtungen bekannt. Diese Aufspannvorrichtungen dienten lediglich dazu, die aufgespannten Teile in einer bestimmten Lage, in welcher sie verbunden werden sollen, zu halten. Seitliche Kräfte, welche die Teile gegenüber den Einspannvorrichtungen zu verschieben suchen, sollten durch die bekannten Aufspannvorrichtungen nicht aufgenommen werden. Auch durch diejenigen bekannten Einrichtungen, bei denen neben den Elektromagneten eine Armatur vorhanden ist, können seitliche Kräfte wegen der starren Verbindung der die Teile erfassenden Magneten bzw. Armaturen auf die Werkstücke nicht ausgeübt werden.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht.

Fig. ι zeigt eine Schweißmaschine in Vorderansicht.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt längs Linie 2-2 der Fig. 1 in vergrößertem Maßstabe. Zwei Blechtafeln 10 und 11, deren Ränder

12 miteinander verschweißt werden sollen, liegen auf einander gegenüber angeordneten Schweißbacken 13 auf. Die Schweißbacken

13 bestehen aus magnetisch nicht leitendem Stoff von hoher Stromleitfähigkeit, z. B. aus Bronze, und verlaufen entsprechend der Gestalt der Ränder 12 gerade. Die Backen 13 sind mit Absätzen 15 an aus stromleitendem, vorzugsweise magnetisch nicht leitfähigem Stoff bestehenden Rahmen 14, z. B. durch Schraubenbolzen, befestigt. An die Rahmen

14 bzw. die Backen 13 sind die FoIe des Sekundärstromkreises eines Transformators 16 angeschlossen, und zur Kühlung der Backen 13 sind von einem Kühlmittel durchströmte Leitungen 16' vorgesehen. Außerdem sind die Rahmen 14 und die Backen 13 mit Blöcken 17 aus magnetisch leitfähigem Stoff fest verbunden.

Die Oberflächen 18 der Blöcke bilden die Aufspannflächen und liegen vorzugsweise in derselben Ebene wie die Eingriffsflächen 20 der Backen 13. Die Flächen 20 können jedoch um einige tausendstel Millimeter über die Flächen 18 hervorragen. In nach den Flächen 18 zu offenen Taschen 21 der Blöcke 17 sind Magnetspulen 22 untergebracht. Vorzugsweise sind die Spulen langgestreckt und hintereinander parallel zu den Kanten 12 und den Backen 13 angeordnet. Die Taschen sind durch ringförmige Tafeln 23 aus stromleitendem Stoff ausgefüllt, welche geschlossene elektrische Stromleitungen bilden und bündig mit der Fläche 18 abschließen. Die ringförmigen Tafeln 23, welche vorzugsweise aus Kupfer bestehen, sollen die Entstehung einer gegenelektromotorischen Kraft ermöglichen, durch welche die Lichtbogenbildung an dem zum Ein- und Ausschalten der Spulen 22 dienenden Schalter vermindert werden soll.

Über den Blöcken 17 befinden sich ihrer Form entsprechend gestaltete, langgestreckte Armaturen 24 aus magnetisch leitfähigem Stoff. Jede Armatur erfaßt das entsprechende Werkstück einerseits in der Nähe der zu verschweißenden Ränder 12 mit einer schmalen Eingriffsfläche 25, die der Backe 13 gegenüberliegt, und andererseits mit einer schmalen Eingriffsfläche 26, die der Randfläche 27 des Blockes gegenüber angeordnet ist, Zwisehen den Eingriffsflächen 25 und 26 ist zwischen den Armaturen und den Werkstücken 10, ι r ein Zwischenraum 28 von einigen tausendstein Millimetern vorhanden, der in Fig. 2 übertrieben groß dargestellt ist.

Die Eingriffsflächen 25, 26 und 2¹J sind zweckmäßig nicht an den Armaturen 24 bzw. den Blöcken 17 selbst, sondern an mit den Armaturen bzw. Blöcken fest verbundenen Einsatzstreifen 29'bzw. 45 ausgebildet. Die ioo Einsatzstreifen bestehen aus einem Stoff, der gegenüber dem Stoff der Werkstücke 1.0 und 11 eine größere Reibungsziffer und gegebenenfalls günstigere Abnutzungseigenschaften besitzt als der zur Bildung der eigentliehen Armaturen dienende magnetisch leitfähige Stoff.

Zum Aufsetzen und Abheben der Armaturen dient eine an Schraubenösen 30 angreifende Hebevorrichtung. Die Hebevor- no richtung besteht aus einem z. B. mit Flüssigkeit betriebenen Druckzylinder 31, dessen Kolben an einer mittleren öse 30 angreift, und Gegengewichten 32, die über eine Welle 33 und Ketten o. dgl. 34 mit den beiden seitliehen Ösen 30 in Verbindung stehen/ Die Gegengewichte entlasten den Motor 31 und sind so gewählt, daß die Armaturen 24 sich herabsenken, wenn der Motor nicht unter Flüssigkeitsdruck steht.

Mit der Maschine wird in folgender Weise gearbeitet: Wenn die elektromagnetischen

Aufspannvorrichtungen stromlos sind und die Armatur 24 sich in angehobener Stellung befindet, werden die Tafeln 10 und 11 seitlich über die Tische 17 eingeführt und in die richtige Lage zueinander und zu den Backen

13 gebracht (s. Fig. 2). Vorzugsweise werden beide Tafeln von derselben Seite der Maschine her eingeführt, wobei die eine unter beiden Arma.turen 24 und die andere nur unter der einen hindurchgeschoben wird. Die Armaturen 24, welche mittels nicht dargestellter Vorrichtungen einstellbar sind, werden in die Arbeitslage gesenkt, indem der Flüssigkeitsmotor 31 vom Flüssigkeitsdruck entlastet wird. Die Armaturen erfassen die Werkstücke mit den Flächen 25 und 26, von denen die einen den Backen 13 und die zweiten den anderen Rändern der Hauptteile 17 gegenüber angeordnet sind. Die Erfassung der Werkstücke erfolgt innerhalb der begrenzten Flächen und durch einen Stoff, der gegenüber den Werkstücken, eine hohe Reibungsziffer besitzt, vorzugsweise aber durch einen magnetisch leitfähigen Stoff, wodurch eine starke Konzentration des magnetischen Flusses an diesen Stellen bewirkt wird.

Nach Schließung des Aufspannungsstromkreises spannt die elektromagnetische Aufspannvorrichtung mittels der Flächen 25 und 26 die Tafeln 10 und 11 fest und starr ein, ohne dieselben zu beschädigen oder ihre Gestalt in irgendeiner Weise zu verändern. Sodann werden die Backen 13 durch Bewegung der Rahmen 14 einander genähert, und der Schweiß Vorgang geht vor sich. Der Schweißstrom geht durch die stromleitenden Rahmen 14, durch die stromleitenden Backen 13, durch den Hauptteil 17 der elektromagnetischen Aufspannvorrichtung, teilweise durch die in den Flächen 25 und 26 konzentrierten Kontakte mit dem Werkstück und von dem einen Werkstück 10 zu dem anderen Werkstück 11. Die Schweißung erfolgt zwischen' den Rändern 12 der Werkstücke. Der Schweißstrom wird dann zu geeigneter Zeit ausgeschaltet.. Die Annäherung der Rahmen

14 aneinander dauert jedoch fort, und die Schweißung wird bewirkt.

Während dieser Zeit, in der durch die Bewegung der Rahmen die geschmolzenen Ränder 12 gegeneinandergepreßt werden, wird die · größte Aufspannkraft benötigt. Die neue Maschine genügt diesen Anforderungen vollkommen und läßt während des außerordentlich hohen Druckes bei der Endbewegung keinerlei Verschiebung der Werkstücke gegenüber der Aufspannvorrichtung zu. Dieses Ergebnis wird teilweise dadurch erreicht, daß der Eingriff in den voneinander getrennten Flächen 25 und 26 stattfindet.

Die Bewegung der Rahmen 14 wird sofort angehalten, wenn die geschmolzenen Teile richtig aneinandergedrückt sind. Sodann wird der Motor 31 in Tätigkeit gesetzt, und dadurch werden die Armaturen 24 gehoben, worauf dann das Werkstück 10, 11 zwischen dem Tisch 17 und den Armaturen 24 herausgeschoben und von der Maschine entfernt werden kann.

Falls dies wünschenswert erscheint, kann der Spalt 18 unterhalb des Werkstückes 10 oder 11 fortgelassen werden und nur ein Spalt über dem Werkstück, d. h. zwischen demselben und der entsprechenden Armatur 24, vorgesehen sein. In diesem Fall liegen die Oberflächen der Spulendeckel 23 und die Oberseite 18 des Tisches 17 zweckmäßig in einer gemeinsamen Ebene mit der Oberseite der Backe 13 und erfassen das Werkstück gemeinsam. Das Werkstück wird hierbei durch die magnetische Wirkung der Spulen auf dem Tisch gehalten, da die Tafeln für gewöhnlich aus Eisen oder Stahl bestehen. Ferner wird in diesem Falle der Schweißstrom nicht nur durch die Backe 13 und durch die den anderen Rand des Tisches bildende Fläche 24, sondern auch durch die ganze, das Werkstück erfassende Oberfläche des Tisches 17 und die das Werkstück erfassenden Oberflächen der Abdeckringe 23 zugeleitet. Durch die Beschränkung des Eingriffes zwischen den Werkstücken und den Armaturen auf die begrenzten Flächen 25 und 26 tritt jedoch eine sehr große Erhöhung der Haltewirkung ein.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Zum Aneinanderschweißen von Blechen dienende elektrische Stumpfschweißmaschine mit zwei aus je einer unteren und einer oberen Spannbacke' bestehenden Einspannvorrichtungen, welche zwecks Aneinanderpressung der miteinander zu verschweißenden Blechkanten bei der Schweißung aufeinander zu bewegt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspannvorrichtungen aus je einem Elektromagneten (17) und einer gegenüber dem Elektromagneten beweglichen Armatur bestehen.

2. Schweißmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an die Schweißbacken (13), welche vorzugsweise aus magnetisch nicht leitfähigem Material bestehen, seitlich Blöcke o. dgl. (17) aus magnetisch leitfähigem Material angefügt sind, an bzw. in welchen Magnetisierungsspulen (22) angeordnet sind, wobei die Eingriffsflächen (20 bzw. 18) der Backen (13) und der Blöcke (17) annähernd in derselben Ebene angeordnet sind.

3· Schweißmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Armaturen (24) und vorzugsweise auch die Blöcke (17) die Werkstücke mit eingesetzten Streifen o. dgl. (29 bzw. 45) aus einem Material erfassen, welches einen größeren Reibungskoeffizienten gegenüber den Werkstücken aufweist als das Material, aus dem die Hauptteile der Armaturen (24) bzw. der Blöcke (17) bestehen.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen