DE630419C - Selbsttaetige Maschine zur Doppelwulstschweissung von metallischen Werkstuecken - Google Patents

Description

Doppelwulstschweißungen von Hand herzustellen, ist bekannt, jedoch bietet dies Vorgehen verschiedene Nachteile, die insbesondere darin bestehen, daß eine dauernde und besondere Überwachung der Ausführung der Schweißung erforderlich ist, dennoch aber die hergestellten Schweißungen mangelhaft sind. Trotz der dauernden besonderen Überwachung lassen sich also diese Mängel nicht beseitigen,

to die insbesondere in der mangelnden Festigkeit und Gleichmäßigkeit der fertigen Schweißung bestehen.

Die Erfindung will diese Nachteile durch die maschinelle Herstellung solcher Doppelwulstschweißungen beseitigen. Da die erfindungsgemäße Maschine vollkommen selbsttätig arbeitet, entfällt zunächst der Zwang, den Schweißvorgang dauernd überwachen zu müssen, vielmehr hat die praktische Erfahrung gelehrt, daß die mit einer Mehrzahl von erfindungsgemäßen Maschinen ausgeführten Schweißungen von einer einzigen Bedienungsperson überwacht werden können. Ferner zeigen die so hergestellten Schweißungen eine ungewöhnliche Gleichförmigkeit und Vollkommenheit. Die mit der erfindungsgemäßen Maschine verschweißten Werkstücke besitzen daher mit Sicherheit die meist verlangte größere Festigkeit an der Schweißstelle, als sie dem Werkstück selbst zu eigen ist.

Demnach betrifft die Erfindung eine selbsttätige Maschine zur Doppelwulstschweißung von metallischen Werkstücken längs ihrer an der Schweißstelle senkrecht gehaltenen Ränder und kennzeichnet sich durch die Kornbination eines den Schweißdraht haltenden und zuführenden, oberhalb des Brenners angeordneten Schweißdrahtträgers mit einer Vorrichtung, die dem Brenner eine Schwingbewegung erteilt und zweckmäßig eine Kurbei enthält, die durch eine Schubstange und einen Nocken mittels einer Welle angetrieben wird, die ihrerseits durch einen Antrieb zur Förderung des Schweißdrahtes durch den Schweißdrahtträger hindurch gedreht wird, wobei der Sehweißdrahtträger, der Brenner und der Antrieb auf einem gemeinsamen Träger angeordnet sind, der eine senkrechte Relativbewegung im Sinne der fortschreitenden Schweißung gegenüber den zu schweißenden Teilen ausführt.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht, und zwar zeigt:

Fig. ι eine Draufsicht auf eine den Brenner und den Schweißdrahtträger tragende Plattform,

Fig. 2 teilweise in Draufsicht, teilweise im Schnitt den mit einer Schwingvorrichtung versehenen Brenner in vergrößertem Maßstab, Fig. 3 die gleiche Schwingvorrichtung des

auf einem gemeinsamen Träger 6 gelagert,

Brenners teilweise in Seitenansicht, teilweise im senkrechten Schnitt im Maßstabe der Fig. 2,. .. ......

Fig. 4 die Fortbewegungsvorrichtung iwfc.

den Schweißdraht im senkrechten Schnitte;

nach Linie IV-IV der Fig. ι und 5, ^vs.\?

Fig. 5 einen senkrechten Schnitt nacfc

Linie V-V der Fig. 4,

Fig. 6 einen waagerechten Schnitt nach Linie VI-VI der Fig. 4,

Fig. 7 eine Gesamtdarstellung einer senkrechten Schweißmaschine mit einer Plattform nach Fig. 1,

Fig. 8 in senkrechtem Schnitt und vergrößertem Maßstabe die Vorrichtung zum selbsttätigen Ausschalten des Antriebs der Plattform an einem Ende des Arbeitshubes derselben und die Steuervorrichtung für die selbsttätige Rückbewegung dieser Plattform, Fig. 9 einen waagerechten Schnitt nach Linie IX-IX der Fig. 8,

Fig. 10 eine Einzelheit der Vorrichtung für die Regelung der Bewegungsgeschwindigkeit der Plattform im axialen Längsschnitt. In Fig. ι und 2 ist 1 der Schweißbrenner, dem durch den Rohrstutzen 2 Säuerstoff und durch den Rohrstutzen 3 Acetylen zugeführt wird. Der Brenner kann von beliebiger Bauart sein. 4 ist der Schweißdraht, der in einem Schweißdrahtträger 5 gehalten wird. Dieser Träger hält den Schweißdraht gegenüber dem Brenner und dem zu schweißenden Werkstück in der für die Schweißung erforderlichen Stellung.

Bei dem.dargestellten Ausführungsbeispiel werden die zu schweißenden Teile durch die beiden geradlinigen, senkrechten Kanten a und b. eines zylindrischen Bleches A gebildet. Die Mündung des Brenners 1 und das Ende4' des Schweißdrahtes 4 befinden sich in der richtigen gewünschten Lage gegenüber den Kanten α und b zur Durchführung der Schweißung dieser Kanten.

Bekanntlich wird zur Herstellung einer Doppelwulstschweißung von Hand dem Brenner durch die Bedienungsperson eine Schwingbewegung geringer Amplitude gegenüber den zu schweißenden Kanten erteilt, wobei gleichzeitig der Schweißdraht in den Zwischenraum zwischen den Kanten gehalten wird und der Brenner für die Weiterführung der Schweißung längs dieser Kanten weiterbewegt wird. Der Schweißdraht wird gleichfalls derart weiterbewegt, daß sein wirksames Ende stets in der Brennerflämme verbleibt.

Bei der Maschine nach der Erfindung werden diese Maßnahmen selbsttätig durchgeführt. Zu diesem Zweck wird . i. der Brenner 1 und der Drahtträger 5 der die Form einer kreisförmigen Plattform besitzt,

2. der Brenner und der Drahtträger in ge-.-.ejgneter Weise gelagert, und jeder von ihnen p%&, mit selbsttätigen Antriebsvorrichtungen Jis&sehen.

^;'-"Der Brenner ist mit einer Achse 7 auf einem Teil 8 gelagert, der um eine Achse 9 beweglich ist, die ihrerseits in einem durch die Plattform 6 getragenen Ansatz 10 gelagert ist.

Die Bewegungsvorrichtung des Brenners enthält bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel (Fig. 2 und 3) eine Kurbelstange 11, deren Kopf 12 auf der Achse 7 und deren Fuß 13 in einem Kolben 14 gelagert ist. Der Kolben 14 ist in einer Gleitführung 15 beweglich und unterliegt einerseits der Einwirkung einer auf einer Antriebswelle 17 befestigten Nockenscheibe 16 und andererseits der Einwirkung einer dem Nocken entgegenwirkenden Schraubenfeder 18, die zwischen die genannte Gleitführung 15 und einen Kopf 19 geschaltet ist, der am Ende des Kolbens 14 angeordnet ist. Der Kopf 19 wird durch die Feder 18 dauernd gegen den Nocken 16 angedrückt.

Bei dieser Anordnung ist durch Ersatz des Nockens 16 durch einen anderen die Möglichkeit gegeben, nach Belieben die Bewegung des Kolbens 14 und dementsprechend die des Brenners zu verändern.

Ein zweites Mittel zur Regelung der Brennerbewegung besteht darin, daß eine durch einen Schlitz gebildete Gleitführung 20 radial oder in anderer Richtung in dem Teil 8 vorgesehen ist. Die Achse 7 kann durch die Schraube 21 oder andere geeignete Mittel in jedem gewünschten Punkt dieses Schlitzes festgestellt werden.

Der Drähtträger 5 ist mit einer Vorrichtung zur Weiterbewegung des Schweißdrahtes versehen, der in die Maschine, sei es in Form von Bündeln oder Stangen, sei es in Form von Spulen, eingebracht wird. Im dargestellten Fall enthält diese Vorrichtung (Fig. 4, 5 und 6) einen Nocken 22, der auf einer in geeigneter Weise gedrehten Welle 23 befestigt ist. Der Nocken 22 ist im Innern eines waagerecht beweglichen Teiles 24 angeordnet, der mit Gleitstücken 25 in Führungen 26 des aus einem oder mehreren Teilen bestehenden Drahtträgers 5 gelagert ist. Weiterhin ist ein Gleitstück 27 vorgesehen, das in dem Teil 24 beweglich ist und mit seiner unteren Fläche 28 in ständiger Berührung mit dem Nocken 22 steht und an seiner entgegengesetzten Fläche 29 mit Aufrauhungen versehen ist, die mit dem Schweißdraht 4 immer dann in Berührung kommen, wenn das Gleitstück in seine obere Stellung ge-

langt. Oberhalb des Drahtes 4 ist eine Rolle 30 auf einer Achse 31 gelagert, die durch ein Gleitstück 32 getragen wird, das der Einwirkung einer Feder 33 unterliegt. Die Feder 33 stützt sich einerseits gegen eine Schulter 34 dieses Gleitstückes und andererseits gegen ein Verschluß stück 35. Die Rolle 30 ist quer zur Längsachse des Drahtes 4 angeordnet und wird in dieser Stellung durch einen in dem Träger 5 angeordneten Stift 36 gehalten, der in eine Nut 37 des Gleitstückes 32 eingreift. Die mit dem Träger 5 verbundenen Rohransätze 38 und 39 führen den Draht 4 bei seinem Eintritt und Austritt.

j 5 Wenn der Nocken 22 eine Drehbewegung im Sinne des Pfeiles in Fig. 4 ausführt, erhält der Teil 24 eine hin und her gehende Bewegung parallel zu dem Draht 4. Das Gleitstück 27 macht diese Bewegung mit und erhält gleich-

ao zeitig eine Bewegung in hierzu rechtwinkliger Richtung derart, daß es abwechselnd mit dem Draht in Berührung gelangt und diesen im Sinne des Pfeiles mitnimmt, um sich alsdann von dem Draht zu entfernen, der alsdann durch die Rolle 30 in den rohrartigen Führungen 38 und 39 angedrückt und festgehalten wird.

Durch einfache Änderung des Nockens 22, des Teiles 24 und des Gleitstückes 27 kann die Fortbewegungsgeschwindigkeit des Schweißdrahtes geändert werden. Zu dem gleichen Zwecke kann die Welle 23 mit einer Geschwindigkeitswechselvorrichtung versehen sein.

Die Welle 17 für den Antrieb des Brenners und die Welle 23 für den Antrieb der Schaltvorrichtung für den Schweißdraht können durch eine gemeinsame Antriebsquelle bewegt werden.

In Fig. ι ist angenommen, daß die beiden Wellen 17 und 23 durch eine gemeinsame Welle 38 angetrieben werden, die im dargestellten Fall fest mit der Welle 17 verbunden ist und ein Kegelrad 39 trägt, das mit einem zweiten Kegelrad 43 für den Antrieb der Welle 23 in Eingriff steht. Die Welle 23 kann als biegsame Welle ausgebildet sein oder, wie dargestellt, aus mehreren durch Kardan- oder sonstige Gelenke 41 miteinander verbundenen Teilen bestehen. Die Welle 38 wird durch ein Kegelrad 42 angetrieben, das in Eingriff mit einem gegenüber der Plattform 6 der Maschine drehbaren Kegelrad 43 in Eingriff steht.

Wie Fig. 7 erkennen laßt, wird das Kegelrad 43 durch eine senkrechte Schraubenspindel 44 gedreht, zu der die Plattform 6 eine Mutter bildet. Das Kegelrad 43 kann sich längs der Schraubenspindel 44 auf Grund einer Längsnut 45 dieser Spindel verschieben, in die ein in dem Kegelrad 43 angeordneter Federkeil 46 eingreift. Die Plattform 6, die in die Schraubenspindel 44 mit Gewindegängen 47 eingreift, ist auf parallel zu der Schraubenspindel 44 verlaufenden senkrechten Säulen 48 undrehbar-geführt. '

Die Bewegungsspindel 44 für die Plattform 6 kann in beliebiger Weise angetrieben werden. Im dargestellten Fall erfolgt der Antrieb durch eine Reibscheibe 49, die auf dem unteren Teil der Schraubenspindel befestigt ist und entweder auf ihrer Unterseite, beispielsweise durch eine Rolle 50, in dem einen Sinne oder an der Oberseite, beispielsweise durch eine Rolle 51, im anderen Sinne mitgenommen wird. Die beiden Rollen werden durch einen gemeinsamen Motor 52 unter Zwischenschaltung eines Zahnradgetriebes 53, 54. SS. 56. 57. 5& angetrieben. Das Zahnrad 58 treibt die Welle 59, auf der die Rolle 50 befestigt ist, und das Zahnrad 5 5 die Welle 60, auf der die Reibrolle 51 befestigt ist. Um die Bewegungsgeschwindigkeit der Plattform 6 ändern zu können, ist der Abstand der Rolle 50 von der Achse der Scheibe 49 regelbar. Zu diesem Zwecke kann die Rolle längs der Welle 59 in einer Nut 59' verschoben werden, und zwar beispielsweise mittels einer in eine feststehende Mutter eingreifenden Schraubenspindel 61, die durch ein Handrad go 62 gedreht werden kann. Die Verbindung zwischen der Rolle 50 und der Schraubenspindel 61 kann beispielsweise, wie Fig. 10 erkennnen läßt, durchgeführt werden mittels:

1. eines Bundes 50' an der genannten Rolle,

2. eines Flansches 6i', der mit der Spindel 61 fest verbunden ist und den Bund 50' übergreift,

3. Kugellagern 61", die zwischen den Bund und den Flansch geschaltet sind.

Bei der Herstellung einer Zickzackschweißung steht die Rolle 50 in Eingriff mit der Reibscheibe 49 und erteilt dieser eine Drehung. Dementsprechend dreht sich auch die Schraubenspindel 44, die die Plattform 6 anhebt und diese von einem Ende der Spindel 44 nach dem anderen Ende verschiebt. Der Brenner, der Drahtträger und die Schaltvorrichtung für den Schweißdraht erhalten die oben beschriebenen Bewegungen gegenüber den Kanten α und b des zu schweißenden Bleches A. Die Schweißung wird also selbsttätig von unten nach oben in einer Weise durchgeführt, die völlig mit der Handschweißung vergleichbar ist.

Wenn die Plattform 6 am oberen Ende ihres Arbeitshubes angelangt ist, wird die Drehung der Schraubenspindel 44 selbsttätig unterbrochen.

Zu diesem Zwecke kann das Kegelrad 43 mit einem elektrischen, in dem Stromkreise

des Antriebsmotors angeordneten Unterbrecher zusammenwirken, der die Unterbrechung des genannten Stromkreises am Ende der Bewegungsbahn der Plattform hervorruft. Das Kegelrad 43 kann aber auch mit einem Hals 63 versehen sein, dessen oberes Ende eine Verzahnung 64 trägt. Diese Verzahnung gelangt in Eingriff mit einer Verzahnung 65, einer Buchse 65', die normalerweise auf dem obersten Gewindegang der Schraubenspindel 44 aufruht. Die Verzahnung 65 der Buchse 65' kann in einer ähnlichen Verzahnung gleiten, die an dem benachbarten Ende einer Buchse 66 angeordnet ist, die in einer Aussparung 66' den ringförmigen mittleren Teil der Buchse 65' aufnimmt. Die Buchse 66 ist in eine Nabe 6j eingeschraubt und in dieser undrehbar gehalten. Im Innern dieser Nabe 67 sind ein Kugellager 68 und eine Schraubenfeder 69 angeordnet, die das obere glatte Ende der Schraubenspindel 44 umschließen und .zwischen die Buchse 66 und einen Kopf 70 dieser Schraubenspindel geschaltet sind. Die Nabe 67 ist mit Gewinde 71 versehen, das in den mit Gewinde versehenen mittleren Teil 72 des Kopfes 73 des Maschinengestelles eingreift.

Sobald die Zähne 64 des Halses 63 in Berührung mit den Zähnen 65 der Buchse 65' gelangen und diese Zähne 64 nicht genau in einer Linie mit den Zähnen 65 stehen, drükken sie die Buchse 65' zurück, wobei sie ihre Drehbewegung unter der Einwirkung der Schraubenspindel 44 fortsetzen. Sobald die Zähne 64 in einer Linie mit den Zähnen 65 stehen, greifen sie in diese ein. Alsdann wird die Buchse 66, die mit der Nabe 67 fest verbunden ist, um ihre Achse gedreht, wobei sie die Nabe 67 mitnimmt. Hierbei schraubt sich die Nabe 67 aus dem Teil 72 heraus derart, daß die Buchse 66 axial mit dieser Nabe mitge'nommen wird. Während dieser Zeit setzt die Spindel 44 ihre Drehbewegung fort, ohne sich axial zu verschieben. Die Feder 69, die zwischen den Kopf 70 der Schraubenspindel 44 und die Buchse 66 geschaltet ist, wird hierbei fortlaufend zusammengedrückt, bis die axial wirkende Federkraft die Kraft (d. h. das Gewicht bei einer senkrechten Schweißmaschine) überwindet, die das Reibrad 49 in Eingriff mit der Reibrolle 50 hält. Der Kopf 70 und mit ihm die Schraubenspindel 44 werden dann bei der axialen Verschiebung der Nabe 67 mitgenommen, je mehr sich die Schraubenspindel 44 und die Reibscheibe 49 drehen. Unter der Wirkung dieser axialen Verschiebung wird die Berührung zwischen der Reibscheibe 49 und der Rolle 50 aufgehoben und dementsprechend die Maschine selbsttätig stillgesetzt.

Durch Drehen des Handrades 74 mittels des Handgriffes 75 und durch das mit dem mittleren Teil 72 der Maschine in Eingriff stehende Gewinde 71 kann der Schraubenspindel 44 und der Reibscheibe 49 eine zusätzliche Bewegung derart erteilt werden, daß diese Reibscheibe in Eingriff mit der durch die Achse 60 gedrehten Reibrolle 51 gelangt. Hierdurch wird die Schraubenspindel 44 im umgekehrten Sinne und mit erhöhter Drehzahl gedreht derart, daß die Plattform 6 in ihren unteren Anfangspunkt mit erhöhter Geschwindigkeit zurückgeführt wird.

Während der Rückführung der Plattform 6 in ihre Anfangslage können die Antriebsvorrichtungen für den Brenner und die Weiterschaltung des Schweißdrahtes stillgesetzt werden. Die zu diesem Zwecke verwendete Anordnung enthält im dargestellten Fall eine Scheibe 76, die auf einen Ansatz Jj des Gehäuses 78 der Welle 17-38 aufgeschraubt ist und einen Bund 79, der an dieser Welle gegenüber der Scheibe 76 angeordnet ist. Durch Verschrauben der Scheibe 76 auf dem Ansatz JJ gelangt die Scheibe in Berührung mit dem Bund Jj und nimmt diesen axial im Sinne des Pfeiles (Fig. 2) mit derart, daß die Welle 17738 in axialer Richtung verschoben wird. Das Kegelrad 42 wird hierdurch außer Eingriff mit dem Kegelrad 43 gebracht und dementsprechend die Welle 38 stillgesetzt.

Am Anfang des folgenden Arbeitshubes der Plattform 6 wird die Scheibe 76 von neuem auf den Ansatz JJ heraufgeschraubt, und die Rückführfeder 80, die beispielsweise auf der Welle 17-38 zwischen einem Lager 81 und dem Kegelrad 39 angeordnet ist, bewirkt die Rückführung dieser Welle in ihre Anfangslage und bringt die Zahnräder 42 und 43 von neuem in Eingriff. Alle Vorrichtungen treten dann unter der Einwirkung der Schraubenspindel 44 von neuem in Tätigkeit.

Wie bereits dargelegt, stellen die beschriebenen Vorrichtungen lediglich ein Ausführungsbeispiel dar. Naturgemäß können auch zahlreiche andere Ausführungsformen zu den gleichen Zwecken verwendet werden.

Die miteinander zu verschweißenden Teile a und b, die im vorliegenden Fall feststehend auf einem Werkstückträger 82 dargestellt sind, der hier als Sockel ausgebildet ist, können in gleicher Weise beweglich sein, während die den Brenner und den Drahtträger haltende Plattform 6 feststeht.

Auch können sowohl die Plattform 6 als auch der Werkstückträger 82 beide beweglich sein und in entgegengesetzten oder verschiedenen Richtungen bewegt werden.

Wenn die herzustellende Schweißnaht nicht geradlinig verläuft, können der gemeinsame Träger für den Brenner und den Drahtträger

und die zu verschweißenden Teile Relativbewegungen zueinander erhalten, deren Art von dem Verlauf der Schweißnaht abhängt. Die Kombinationen der oben beschriebenen Mittel und die Vorrichtungen zur Erzeugung derartiger Relativbewegungen fallen naturgemäß mit in den Rahmen der vorliegenden Erfindung.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Selbsttätige Maschine zur Doppelwulstschweißung von metallischen Werkstücken längs ihrer an der Schweißstelle senkrecht gehaltenen Ränder, gekennzeichnet durch die Kombination eines den Schweißdraht (4) haltenden und zuführenden, oberhalb des Brenners (1) angeordneten Schweißdrahtträgers (5) mit einer Vorrichtung, die dem Brenner eine Schwingbewegung erteilt und zweckmäßig eine Kurbel (8) enthält, die durch eine Schubstange (11) und einen Nocken (16) mittels einer Welle (17) angetrieben wird, die ihrerseits durch einen Antrieb (39') zur Förderung des Schweißdrahtes (4) durch den Schweißdrahtträger (5) hindurch gedreht wird, wobei der Schweißdrahtträger (S), der Brenner (1) und der Antrieb (39') auf einem gemeinsamen Träger (6) angeordnet sind, der eine senkrechte Relativbewegung im Sinne der fortschreitenden Schweißung gegenüber den zu schweißenden Teilen ausführt.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Schweißdrahtförderung ein Gleitstück (27) enthält, das senkrecht zum Schweißdraht in einem Bügel (24) beweglich ist, der sich parallel zum Schweißdraht mittels Gleitstücken (25) in Führungen (26) des Trägers (5) verschieben kann, und daß die Bewegungen des Gleitstückes (27) senkrecht zum Schweißdraht und die Bewegung des Bügels (24) parallel zum Schweißdraht durch einen gemeinsamen Antrieb (22) erzeugt werden, der durch einen im Innern des genannten Bügels auf einer durch ein Zahnrad (24) angetriebenen Welle (23) angeordneten Nocken gebildet wird, und der Schweißdraht gegen das Gleitstück (27) selbsttätig durch eine Rolle (30) gedrückt wird, die in einem unter der Wirkung einer Feder (33) stehenden Gleitstück (32) gelagert ist.

3. Maschine nach einem der Ansprüche ι oder 2, gekennzeichnet durch eine Kupplungsvorrichtung (76 bis 79), die es ermöglicht, die Antriebsvorrichtung für den Brenner und für die Förderung des Schweißdrahtes bei der Rückführung der Plattform auszurücken.

4. Maschine nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zur selbsttätigen Einschaltung der Ausrückvorrichtung nach Stillsetzung der Vorrichtung zur Erzeugung der Relativbewegung zwischen der Plattform und den zu schweißenden Teilen.

5. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zur Regelung der Bewegungsamplitude des Brenners, die in einer radial in einem schwingenden Teil (8) angeordneten Nut (12) und einer den Brenner (1) tragenden Achse (7) bestehen kann, die in dieser Nut beweglich und in jedem gewünschten Punkt der Nut feststellbar ist.

6. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zur Regelung der Frequenz der Brennerschwingungen.

7. Maschine nach einem der Ansprüche ι bis 6, gekennzeichnet durch eine Regelvorrichtung für die Fördergeschwindigkeit des Schweißdrahtes.

8. Maschine nach einem der Ansprüche ι bis 7, gekennzeichnet durch eine Regelvorrichtung (61, 62) für die Relativgeschwindigkeit der den Brenner und den Schweißdrahtträger tragenden Plattform gegenüber den zu schweißenden Teilen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen