DE69006975T2

DE69006975T2 - Kaltpressschweissmaschine und verfahren.

Info

Publication number: DE69006975T2
Application number: DE69006975T
Authority: DE
Inventors: Douglas Anderson; Daniel Hawkes; Leslie Webb
Original assignee: BWE Ltd
Current assignee: BWE Ltd
Priority date: 1989-03-03
Filing date: 1990-03-02
Publication date: 1994-08-18
Anticipated expiration: 2010-03-03
Also published as: FI905452A0; NO175806B; DE69006975D1; GB8904859D0; ZA901530B; US5147085A; DK0413790T3; EP0413790A1; ES2049972T3; ATE102106T1; WO1990009862A1; IN177452B; NO904713L; CA2027540A1; AU5153790A; EP0413790B1; AU631617B2; RU2036062C1; NO904713D0; NO175806C

Description

Diese Erfindung betrifft ein Kaltpreßschweißverfahren und eine Maschine zur Ausführung eines solchen Verfahrens.
Die US-A- 3 340 596 beschreibt eine Kaltpreßschweißmaschine, die zwei Paare von Formhälften beinhaltet, die jeweils mit einer Nut versehen sind, welche Nuten in einer geschlossenen Postion der jeweiligen Paare von Formhälften eine Bohrung schaffen, um ein Greifen der Endabschnitte von ersten und zweiten Werkstücken zwischen einer geschlossenen Position, in welcher das zugeordnete Werkstück ergriffen wird und einer offenen Position, in welcher das zugeordnete Werkstück losgelassen wird und auch in Richtung parallel zur Längsachse der Werkstücke hin- und herbeweglich ist, zu bewirken, um einen Schweißdruck auf die aneinander grenzenden Flächen der Endabschnitte der Werkstücke aufzubringen und zu entspannen. Die Maschine kann verwendet werden, um ein Kaltpreßschweißverfahren zu schaffen, das das Anordnen eines ersten und zweiten Werkstückes in axial aneinandergrenzendenem Verhältnis in den jeweiligen hin- und herbewegbaren, lösbaren ersten und zweiten Klemmeinrichtungen und das wiederholte, alternierende Hin- und Herbewegen der Klemmeinrichtungen beinhaltet, um einen Schweißdruck auf die aneinander grenzenden Flächen aufzubrignen und zu entspannen, um eine Stauchschweißzone zu bilden.
Unter einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Kaltpreßschweißverfahren geschaffen, bei welchem das als Gratmaterial in der Stauchschweißzone abgelagerte Material zwischen aufeinanderfolgenden Hin- und Herbewegungen der Formhälften beim Aufbringen und Entspannen des Schweißdruckes entfernt wird, so daß die Querschnittsfläche der Werkstücke in der Stauchschweißzone im wesentlichen zwischen diesen aufeinanderfolgenden Hin- und Herbewegungen der Klemmeinrichtungen konstant bleibt.
Unter einem anderen Gesichtspunkt der Erfindung enthält die Kaltpreßschweißmaschine einen Hauptrahmen mit einem Paar Seitenplatten, die an einem Basisrahmen starr angeordnet und durch mehrere Führungsstäbe in Abstand gehalten sind, und die Paare der Formhälften sind einzeln in einem Paar von Klemmkörpern angeordnet, die hin- und herbewegbar auf den Führungsstäben angeordnet sind und jeweils eine hydraulisch betätigbare Kolben-Zylinder-Anordnung tragen, um eine hin- und hergehende Bewegung in einer Richtung senkrecht zu den Führungsstäben einer Formhälfte eines Formhälftenpaares zu bewirken, die in dem zugeordneten Klemmkörper angeordnet ist, und zwar in und außer Eingriff mit der anderen jeweiligen Formhälfte, die mit dem zugeordneten Klemmkörper verbunden ist, wobei sich mehrere Haltestangen durch Bohrungen in den Klemmkörpern in einer Richtung parallel zu den Führungsstangen erstrecken und jeweils mit einer Kolben-Zylinder-Anordnung verbunden sind, die hydraulisch betätigbar sind, um die Klemmkörper gegeneinander zu bewegen und Einrichtungen, um die Klemmkörper voneinander zu entfernen.
Die Erfindung wird nun anhand eines Beispiels und mit Bezugnahme auf die angeschlossenen, teilweise schematischen Zeichnungen beschrieben, in welchen
Fig. 1 eine Seitenansicht einer Kaltpreßschweißmaschine mit nicht dargestelltem hydraulischem Leitungssystem ist,
Fig. 2 eine Vorderansicht der in Fig. 1 gezeigten Maschine in Richtung des Pfeiles II ist,
Fig. 3 eine Schnittansicht eines Teiles der Maschine in größerem Maßstab und entlang der Linie III-III in Fig. ist,
Fig. 4 eine Schnittansicht eines Teiles der Maschine in größerem Maßstab und entlang der Linie IV-IV in Fig. 1 ist,
Fig. 5 eine Schnittansicht eines Teiles der Maschine in größerem Maßstab und entlang der Linie V-V in Fig. 1 ist,
Fig. 6 eine Seitenansicht im Schnitt entlang der Linie VI-VI in Fig. 2 ist, wobei ein Satz Formen weggelassen wurde,
Fig. 7 eine Vorderansicht eines Formensatzes und eines ersten und zweiten Werkstückes ist,
Fig. 8 eine Stirnansicht eines Paares von Formhälften entlang der Linie VIII-VIII in Fig. 7 ist und
Fig. 9 eine Seitenansicht im Schnitt und in größerem Maßstab entlang der Linie IX-IX in Fig. 2 ist.
Die Schweißpreßmaschine enthält einen Hauptrahmen 2, woran für horizontale Hin- und Herbewegung ein Paar Klemmkörper 4,6 montiert sind. Der Hauptrahmen enthält ein Paar Seitenplatten 8,10, die fest auf einem Basisrahmen 12 befestigt sind und mit drei Führungsstäben 14,16,18 in Abstand gehalten werden. Die Klemmkörper 4,6 sind hin- und herbewegbar auf den Führungsstangen 14,16,18 angeordnet, welche sich durch Bohrungen in den Klemmkörpern erstrecken. Wie in Fig. 3 gezeigt, sind die Führungsstangen 14,16 mit als Anschlag dienenden Abstandshaltern 20, die zwischen dem jeweiligen Klemmkörper 4,6 und der anschließenden Seitenplatte 8,10 angeordnet sind und Buchsen 22 zwischen den Führungsstangen und den Klemmkörpern vorgesehen. Die Bohrungen in den Klemmkörpern sind an den benachbarten Flächen gesenkt, um einen einzigen lokalisierenden Abstandshalter 24 aufzunehmen.
Wie in Fig. 4 gezeigt, ist, um die Verwendung der Maschine für einen Bereich von Werkstücksdurchmessern zu erleichtern, eine Schraubennockenanordnung in Verbindung mit der Führungsstange 18 vorgesehen, um den Schub der Klemmkörper 4,6 durch Einstellen der axialen Länge der Abstandshalter 2, die als Anschlag dienen, einzustellen. Muttern 120 auf den mit Gewinde versehenen Enden 122,124 der Führungsstange 18 sind gegen Federringeinsätze 126 angeordnet, die sich gegen die äußeren Flächen der Seitenplatten 8,10 stützen, wohingegen jeweils zwischen der inneren Fläche der Seitenplatten 8,10 und dem zugeordneten Klemmkörper 4,6 vorgesehene Abstandshalter in zwei Abschnitten 128,130 ausgebildet sind, die mit aneinander angrenzenden schraubenförmigen Flächen zusammenwirken, wobei der axial äußere Abschnitt 128 auf die Führungsstange 18 aufgestiftet ist und der axial innere Abschnitt 130 mittels Preßsitz in einer Senkbohrung im zugehörigen Klemmkörper 4,6 angebracht ist. Ein geränderter Einstellknopf 132 ist an einer Verlängerung 134 am Ende 124 der Führungsstange 18 fixiert, und er ist drehbar, um eine Rotation der Führungsstange über einen begrenzten Bogen zu bewirken. Mit der Rotation der Führungsstange 18 drehen sich die jeweiligen äußeren Abschnitte 128 der Abstandshalter relativ zu den inneren Abschnitten 130, um die effektive Länge des Abstandshalters zu variieren und damit die Auswärtsbewegung des benachbarten Klemmkörpers 4,6 während der Hin- und Herbewegung zu begrenzen. Eine abgestufte Skala (nicht dargestellt) zur Anzeige der Drehung des Rändelknopfes in relation zum Werkstücksdurchmesser ist ebenso wie eine Haltevorrichtung (ebenfalls nicht dargestellt) zur Vermeidung der Drehung der Führungsstangen während des Ablaufs des Schweißverfahrens vorgesehen.
Wie in Fig. 5 gezeigt, erstreckt sich ein Paar von Haltestangen 26, die jeweils eine hydraulisch betätigbare Schweiß-Kolben- Zylinder-Anordnung 28 tragen, ebenfalls durch Bohrungen in den Kelmmkörpern, und zwar auf achsen, die parallel zu den Führungsstangenachsen sind. Die Enden jeder Haltestange 26 sind mit Gewinden versehen und passen in Haltemuttern 30,32 und Unterlagsscheiben, die jeweils an der äußeren Fläche 34 des Klemmkörpers 6 und an der äußeren Fläche 36 der zugeordneten Schweiß-Kolben-Zylinder-Anordnung 28 anliegen, welche infolge von der äußeren Fläche 38 des anderen Klemmkörpers 4 durch einen Abstandshalter 40 beabstandet ist. An den benachbarten inneren Flächen 42,44 der Klemmkörper 4,6 sind die Haltestangenbohrungen gesenkt, um einen Rückstellfederzylinder 46 aufzunehmen, der einen zentralen inneren Flansch 48 hat, welcher die Haltestange umfaßt, wobei Schraubendruckfedern 52,54 sich von den jeweiligen Flächen des inneren Flansches 48 zur Grundfläche der jeweiligen Senkbohrungen erstrecken, um die Klemmkörper 4,6 in Abstand zu spannen. Die Achsen der Haltestangen 26 liegen in einer Ebene, die mit einem Winkel von 45º zur Basis geneigt ist, und wie in den fig. 6,7 und 8 gezeigt, ist jeder Klemmkörper 4,6 in Ausrichtung mit der Ebene geschlitzt, um ein Paar klemmbacken 56,58 aufzunehmen, die ein Formset tragen, welches jeweils obere und untere Formhälften 60,62 enthält. Die Klemmbacken sind in den jeweiligen Klemmkörpern mittels Kupplungsplatten 64,66 (Fig.2) in Übereinstimmung mit den Klemmbacken an den äußeren Flächen 38,34 der Klemmkörper 4,6 befestigt. Die Formhälften 60,62 sind in den jeweiligen Klemmbacken durch Paare von Formstiften 68 befestigt und es ist eine Vorkehrung zur Anordnung einer Ausziehnadel getroffen, um das Herausziehen der Formhälften, wenn nötig, zu erleichtern.
Jeder Klemmkörper 4,6 ist entlang einer Achse gebohrt, die in der die Achsen der Haltestangen enthaltenden Ebene gelegen ist und auch senkrecht zu diesen Achsen gebohrt, um jeweils die Kolbenstangen 70 aufzunehmen, die mit den doppelt wirkenden, hydraulisch betätigbaren Klemm-Kolben-Zylinder-Anordnungen 74,76 verbunden sind. Die jeweilige Kolbenstange 70 ist an der zugeordneten Klemmbacke 56 mit einem Paar Zylinderkopfschrauben befestigt und mit einem Schlitz versehen, um der Haltestange 26 zu ermöglichen, sich durch die Kolbenstange zu erstrecken, wobei der Kolbenstange ermöglicht wird, hin- und herbewegbar zu sein. Die Klemm-Kolben-Zylinder-Anordnungen 74,76 werden auf den zugeordneten Klemmkörpern durch obere Querstücke 84 in Position gehalten. Eine V-förmige Nut 86 ist in einer geneigten Vorderfläche jedes Klemmkörpers vorgesehen und erstreckt sich in einen Schlitz 88 mit einer vergrößerten Grundfläche 90 in Ausrichtung mit Nuten 92 in den Formen, 60,62 für Draht- oder Stangenwerkstücke. Die Klemmbacken 58 und die Formhälften 62 näher der Basis werden in den Klemmkörpern 4,6 durch Wirkung der Formstifte 68, die in Bohrungen 94 im Klemmkörper angeordnet sind, festgehalten, welche Bohrungen an einer der Flächen der V- förmigen Nut austreten. Die oberen Klemmbacken 56 und die Formhälften 60 sind in den Klemmkörpern 4,6 dadurch angeordnet, daß sie an den Kolbenstangen 70 befestigt sind, dabei die Hin- und Herbewegung erlauben, wobei die Klemmkörper mit Aussparungen 96 an der V-förmigen Nut gebildet sind, um die Hin- und Herbewegung der Formstifte 68, die die jeweiligen Formhälften 60 in den Klemmbacken 56 sichern, aufzunehmen.
Die oberen und unteren Formhälften 60,62 des Formsets sind jeweils an der Schweißendfläche mit einem vortretenden Nasenabschnitt 100 ausgebildet, der Widerlager vorsieht, um die Schweißgratentfernung zu bewirken. In jedem Formset ist eine Formhälfte etwas länger als die andere, wobei die länger dimensionierte Formhälfte in dem einen Set axial zu der kürzer dimensionierten Formhälfte des zusammenwirkenden Sets ausgerichtet ist, um die Wirkung des Verfahrens zu vergrößern. Die Nuten 92 in den Formhälften sind leicht durch Funkenerosion aufgerauht, um das Greifen der zylindrischen Draht- oder Stangenwerkstücke 102,104 zu verbessern. Die axialen Ränder 106 der Nuten in den Formhälften sind mit einer 5º-Abflachung versehen und die einander zugewandten Flächen 108 der Formhälften sind auf eine Tiefe von 0,1 mm abgearbeitet, um den Greifprozeß zu verbessern.
In einer alternativen Anordnung (nicht dargestellt) haben die Formhälften der Formsets alle eine identische Form, wobei alle die gleiche Längenabmessung haben und die Endfläche des hervortretenden Nasenabschnitts ist entweder bearbeitet, um eine schraubenförmige Oberfläche zu bilden. Als billigere Annäherung kann die Oberfläche einer Ebene senkrecht zur axialen Fläche, die die Nut enthält, liegen und um etwa 5º zur Radialebene geneigt sein. Bei der Zusammensetzung zu einem Set wird man erkennen, daß die einander zugewandten Endflächen der Nasenabschnitte der oberen Formhälften somit um ungefähr 10º zu den einander zugewandten Endflächen der Nasenabschnitte der unteren Formhälften geneigt sind. Daher sind die an axial benachbarten Nasenabschnitten gebildeten Widerlager zu den Achsen der Werkstücke geneigt und die Schweißgratentfernung wird durch eine Kraft mit einer Umfangskomponente bewirkt, wobei die Umfangskraft, die an den oberen Backen auftritt, jener entgegengerichtet ist, die an den unteren Backen auftritt, wodurch eine Gefahr, daß das Werkstück bei der Schweißgratentfernung verformt wird, reduziert wird.
Die Schweiß-Kolben-Zylinder-Anordnungen 28 und die Klemm-Kolben- Zylinder-Anordnungen 74,76 sind über hydraulische Leitungen und Ventile mit einer Hochdruckhydraulikflüßigkeitspumpe (nicht dargestellt) verbunden.
Die Ventile können bedient werden, um Hydraulikflüßigkeit zu den Schweiß- und den Klemm-Kolben-Zylinder-Anordnungen 28 und 74,76 wahlweise zuzuführen, um eine Hin- und Herbewegung der Backen sowohl in eine Richtung parallel zu den Formnuten 92, um eine Schweißkraft zu erzeugen, als auch in eine Richtung normal zu den Formnuten, um eine Klemmkraft zu erzeugen, zu bewirken.
Wie in Fig. 9 dargestellt, werden Hilfsklemmittel durch eine hydraulisch betätigbare Kolbeneinheit 110 geschaffen, die an der inneren Fläche jeder der Seitenplatten angeordnet ist und welche gegen die Spannung einer Feder 111 einen Hebel 112 betätigt, der an der entsprechenden Seitenplatte 8,10 angelenkt ist. Ein Nasenabschnitt des Hebels ist mit einer breiten flachen Vertiefung 113 ausgebildet, um den zugeführten Draht oder die zugeführte Stange 102 an ein Widerlager 114 zu klemmen, dessen Stellung in einem begrenzten Bereich verändert werden kann, um einen Bereich von Durchmessern für den zugeführten Draht oder die zugeführte Stange zuzulassen, wobei das Widerlager an der entsprechenden Seitenplatte durch einen Haltebolzen 115, der sich durch einen Schlitz 116 in der Seitenplatte erstreckt, gesichert ist und entlang einer Rampenplatte 117, die in der Seitenplatte befestigt ist, verschiebbar ist. Die Vertiefungen sind in Ausrichung mit den Nuten in den Formhälften angeordnet und dienen jeweils zum Tragen und in Eingriffsposition zur Verhinderung einer axialen Bewegung der ersten und zweiten zugeführten Drähte oder Stangen 102,104 relativ zu den entsprechenden Formen.
Im Betrieb werden, um die Enden zweier Draht- oder Stangenwerkstücke 102,104 durch ein Kaltpreßschweißverfahren stauchzuschweißen, die Formhälften 60,62 mit Nuten 92, die zum Querschnitt der Werkstücke passen, ausgewählt und in Klemmbacken 56,58 mit Hilfe von Formstiften 68 gesichert. Die Werkstücke werden dann in die Formnuten 92 durch Einbringen in axialer Richtung oder durch den Schlitz 88 an der Basis der V-förmigen Nut 86 geladen, wobei die Kolbenanordnung 110 der Hilfsklemmittel und die Formhälften 60,62 in einer außer Eingriff stehenden und vollständig geöffneten Position sind und die Formhälften zusätzlich in einer vollständig horizontal zurückgezogenen Position sind. Das Anordnen der Enden der Drähte oder Stangen in Relation zu den Schweißendflächen der Formen wird erzielt, indem die beiden Formhälftenpaare in eine teilweise geschlossene Position gebracht werden, der erste Draht oder die erste Stange axial in dem ersten Formhälftenpaar in eine Position bewegt wird, in der die Endfläche in der Mitte zwischen dem ersten undd zweiten Formhälftenpaar ist, das erste Formhälftenpaar in eine Klemmposition bewegt wird und der zweite Draht oder die zweite Stange in das zweite Formhälftenpaar eingebracht wird, um dessen Endfläche gegen die Endfläche des ersten Drahtes oder der ersten Stange in Anlage zu bringen und das Schweißverfahren zu beginnen, deren erste Handlung die Bewegung des zweiten Formhälftenpaares in eine Klemmposition ist.
Der Beginn des Schweißverfahrens wird durch Aufbringen von hydraulischer Flüßigkeit mit erhöhtem Druck durch magnetisch betätigte Ventile, die in vorbestimmten Folgen betätigt werden, auf die Schweiß-Kolben-Zylinder-Anordnungen 28 und die Klemm- Kolben-Zylinder-Anrodnungen 74,76 erzielt.
Nachdem das zweite Formhälftenpaar in eine Klemmposition gebracht wurde, bewirken die Schweiß-Kolben-Zylinder-Anordnungen 28 die Verschiebung des ersten Formhälftenpaares und der Endfläche des ersten Drahtes oder der ersten Stange 102 und des zweiten Formhälftenpaares und der Endfläche des zweiten Drahtes oder der zweiten Stange 104 gegeneinander (da die Schweiß Kolben-Zylinder-Anordnungen 28 frei sind, sich axial zu bewegen), wobei ein teilweises Stauchen und Schweißen der zusammengefügten Endflächen erzeugt wird. Beim Einwärtsschub, bei dem die Endflächen der Nasenabschnitte 100 in eine vorgegebene Minimaldistanz zueinander von etwa 2,5 mm kommen, wird der Druck an den Schweiß-Kolben-Zylinder-Anordnungen 28 für eine weitere Sekunde aufrechterhalten und dann wird der hydraulische Druck sowohl an den Schweiß- als auch den Klemm- Kolben-Zylinder-Anordnungen 28,74,76 auf etwa 1/5 des Maximaldruckes entspannt. Das zweite Formhälftenpaar wird dann betätigt, um ein Schliipfen des Werkstückes 104 zu erlauben, während das erste Formhälftenpaar in eine Klemmposition gebracht und voller hydraulischer Druck auf die Schweiß-Kolben-Zylinder- Anordnungen 28 aufgebracht ist. Das hat den Effekt, daß die Endflächen der Nasenabschnitte 100 zueinander in eine Position von etwa 0,5 mm Abstand gebracht werden und daß das teilweise verschweißte Werkstück axial im Verhältnis zu den Endflächen der Nasenabschnitte 100 des zweiten Formhälftenpaares bewegt wird, welches an Gratmaterial, das an der Schweißstelle erzeugt wurde, anstößt und das Gratmaterial von der Schweißzone durch Abscheren entfernt. Das erste Formhälftenpaar wird dann in eine teilweise geöffnete Position gebracht, die Schweiß-Kolben-Zylinder- Anordnungen 28 werden in einem Tank entlüftet und die Formhälftenpaare werden axial in eine zurückgezogene Position durch die Einwirkung der Federn 52,54 in den Rückstellfederzylindern 46 gebracht. Während die Formhälftenpaare in eine teilweise geöffnete Position bewegt werden, wird die Kolbeneinheit 110 der Hilfsklemmittel bewegt, um ein Greifen des teilweise verschweißten Werkstückes zu bewirken, welches somit während dem axialen Zurückziehen der Formhälften unbeweglich bleibt. An der äußeren Grenze der axialen Zurückziehung werden die Formhälftenpaare in Klemmposition gebracht und die Hilfsklemmittel geöffnet. Dann wird wieder Schweißdruck aufgebracht, um ein weiteres Stauchen an der Schweißzone zu bewirken, bis die Endflächen der Nase wieder in die vorbestimmte Minimaldistanz zueinanderkommen. Die Gratmaterialentfernungssequenz wird dann wiederholt, aber aufgrund alternierender Zyklen, in dem das zweite Formhälftenpaar in der Klemmposition gehalten wird und das Schlüpfen des Werkstückes durch das erste Formhälftenpaar stattfindet, so daß das Gratmaterial in der entgegengesetzten Richtung zu der vorigen Bewegung entfernt wird und die Schweißzone zwischen den Endflächen der Nasenabschnitte 100 gehalten wird.
Schließlich wird beim Erzielen eines vollständigen Zusammenschweißens der Werkstücke 102,104 Gratmaterial von den Werkstücken abgenommen, wobei der vorangegangene Zyklus verwendet wird, in welchem das Werkstück in einem Formhälftenpaar in einer geklemmten Position gehalten wird und durch das andere Formhälftenpaar schlüpfen kann, um das Gratmaterial von dem geschweißten Werkstück abzunehmen.
Die Zyklusfrequenz für die Hin- und Herbewegungen von fünf bis zehn Hin- und Herbewegungen pro Minute wurde als effektiv gefunden.
Normalerweise sind vier oder fünf Hin- und Herbewegungszyklen ausreichend, um eine vollständige Verschweißung zu erzielen, jedoch da das Gratmaterial von der Schweißzone als Teil jedes Zyklus entfernt wird, wobei jede Zunahme an Querschnittsfläche aufgrund eines Aufbaus von Material in der Schweißzone vermieden wird, können die Hin- und Herbewegungszyklen fortgesetzt werden, ohne daß es notwendig ist, die eingebrachte Kraft zu erhöhen, bis die Bedienungsperson zufrieden ist, daß eine vollständige Verschweißung erzielt wurde.
Schließlich wird die Hydraulikflüßigkeitsversorgung zur Schweiß- Kolben-Zylinder-Anordnung unterbrochen und die Hydraulikflüßigkeitsversorgungen zu den Klemm-Kolben-Zylinder- Anordnungen 72,74 werden angeordnet, um die ersten und zweiten Formhälftenpaare in eine vollständig geöffnete Position zu bringen, um die Entfernung des verschweißten Werkstückes zu erlauben.
Die Ventile des Hydrauliksysstems werden aufeinanderfolgend magnetbetätigt, wobei sie Signaleingänge von einem elektronischen Timer und von Positionssensorschaltern an den Klemmkörpern und den Kolbenstangen, die mit den Klemmbacken verbunden sind, verwenden.
Es wurde festgestellt, daß erfolgreiche Verschweißungen für Kupferdrähte oder -stangen von bis zu annähernd 10 mm Durchmesser und für Aluminiumdrähte oder -stangen bis zu annähernd 19 mm Durchmesser durchgeführt werden können. Legierungen aus Kupfer und Aluminium und anderen Nichteisen- Materialien können ebenfalls erfolgreich verschweißt werden. Wenn schwierigere Materialien im Spiel sind, erleichtert die Anordnung der Klemmkörper das Vorsehen vom elektrischen Aufheizen der Werkstücke unmittelbar vor Beginn des Schweißverfahrens.
Es ist erkennbar, daß das Verfahren nicht auf Werkstücke mit kreisförmigem Querschnitt oder von axial ausgedehnter Form begrenzt ist, vorausgesetzt, daß zumindest ein Werkstück eine Form hat, die von einer entsprechenden Klemmform umfaßt und befördert werden kann.
Ebenso ist es erkennbar, daß durch das Entfernen des Gratmaterials von der Schweißzone zwischen aufeinanderfolgenden Stauchschweißschüben die Querschnittsfläche in der Stauchzone im wesentlichen konstant gehalten wird und daß daher der erforderliche Stauchschweißdruck im wesentlichen für aufeinanderfolgende Schübe der gleiche ist.

Claims

1. Verfahren zur Bildung einer Kaltpreßschweißung, bei dem ein erstes und ein zweites Werkstück (102, 104) mit axial anliegenden Flächen in jeweils verschiebbaren, lösbaren ersten und zweiten Klemmeinrichtungen (4, 6) angeordnet werden und die Klemmeinrichtungen abwechselnd wiederholt hin- und herbewegt werden, um einen Schweißdruck auf den anliegenden Flächen aufzubringen und zu lösen um so eine Stauchschweißzone zu bilden,

dadurch gekennzeichnet, daß als Gratmaterial an der Stumpfschweißzone verdrängtes Material von der Schweißzone zwischen aufeinanderfolgenden Hin- und Herbewegungen der Klemmeinrichtungen (4, 6) beim Aufbringen und Lösen des Schweißdruckes entfernt wird, so daß die Querschnittsfläche der Werkstücke im wesentlichen zwischen diesen aufeinanderfolgenden Hin- und Herbewegungen der Klemmeinrichtungen konstant bleibt.

2. Verfahren zur Bildung einer Kaltpreßschweißung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß das Gratmaterial von der Stauchstumpfschweißzone durch Scherkräfte entfernt wird, die durch axiale Bewegung des ersten und zweiten Werkstückes (102, 104) relativ zu den Endflächen (100) der Formhälften (60, 62) gebildet werden, die Teil der Klemmeinrichtungen (4, 6) bilden und zwar in abwechselnden Folgen der axialen Bewegung des ersten und zweiten Werkstückes (102, 104) relativ zur ersten Klemmeinrichtung (4) und relativ zur zweiten Klemmeinrichtung (16) zwischen aufeinanderfolgenden Hin- und Herbewegungen der ersten und der zweiten Klemmeinrichtung, die den Schweißdruck aufbringt und löst.

3. Verfahren zur Bildung eineer Kaltpreßschweißung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Scherkräfte Komponenten in Umfangsrichtung haben.

4. Kaltpreßschweißmaschine mit zwei Paaren von Formhälften (60, 62), die jeweils mit einer Nut (92) versehen sind, welche in der geschlossenen Lage der Paare der Formhälften eine Bohrung bilden, um das Ergreifen der Endabschnitte des ersten und zweiten Werkstückes (102, 104) zu bewirken und zwar zwischen der geschlossenen Lage, in der das zugeordnete Werkstück ergriffen wird und der offenen Lage, in der das zugeordnete Werkstück gelöst ist und auch in einer Richtung parallel zur Längsachse der Werkstück (102, 104) hin- und herbewegbar ist, um einen Schweißdruck an den stumpf anliegenden Flächen der Endabschnitte der Werkstücke aufzubringen oder zu lösen,

dadurch gekennzeichnet, daß die Maschine einen Hauptrahmen (2) mit zwei Seitenplatten (8, 10) hat, die an einem Basisrahmen (12) starr angeordnet sind und durch mehrere Führungsstangen (14, 16, 18) in Abstand gehalten werden, daß die Paare der Formhälften (60, 62) einzeln in zwei Klemmkörpern (4, 6) angeordnet sind, die hin- und herbewegbar auf den Führungsstangen (14, 16, 18) angeordnet sind und jeweils eine hydraulisch betätigbare Kolbenzylinderanordnung (74, 76) tragen, um eine hin- und hergehende Bewegung in einer Richtung senkrecht zu den Führungsstangen (14, 16, 18) einer entspechenden Formhälft (60) zu bewirken, die in dem zugeordneten Klemmkörper (4, 6) angeordnet ist und zwar in und außer Eingriff mit der anderen jeweiligen Formhälfte (62), die mit dem zugeordneten Klemmkörper (4, 6) verbunden ist, sich mehrere Haltestangen (26) durch Bohrungen in den Klemmkörpern (4, 6) in einer Richtung parallel zu den Führungsstangen (14, 16, 18) erstrecken und jeweils mit einer hydraulisch betätigbaren Kolbenzylinderanordnung (28) verbunden sind, um die Klemmkörper (4, 6) gegeneinander zu bewegen, und daß Einrichtungen (52, 54) vorgesehen sind, um die Klemmkörper weg voneinander zu drängen.

5. Kaltpreßschweißmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß hydraulisch betätigte Hilfsklemmeinrichtungen mit einer Greiffläche (113) ausgebildet sind, die zur Zusammenarbeit mit einem Widerlager angeordnet sind, die auf jeder Seitenplatte (8, 10) zu den Formhälften (60, 62) fluchten.

6. Kaltpreßschweißmaschine nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zutrittsschlitz (86, 88, 90) in jedem Klemmkörper (4, 6) unter einer Winkelneigung von ungefähr 45º zur Basisplatte (12) vorgesehen ist und daß die Asche der zugeordneten Kolbenzylinderanordnung (74, 76) die mit der Formhälft (60) verbunden ist, sich senkrecht zum Schlitz erstreckt.

7. Kaltpreßschweißmaschine nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß axial benachbarte Flächen der jeweiligen Formhälften (60, 62) der Paare der Formhälften mit Nasenabschnitten (100) ausgebildet sind, die Widerlagerränder haben, die sich unter einer Neigung zur Radialebene erstrecken und eingerichtet sind, um durch eine Scherwirkung den Schweißgrat von einem Werkstück (102, 104) zu entfernen, das zwischen den Paaren der Formhälften (60, 62) angeordnet ist und zwar durch relative axiale Bewegung der Widerlagerränder und des Werkstückes.

8. Kaltpreßschweißmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerlagerränder sich schraubenförmig oder im wesentlichen schraubenförmig erstrecken.

9. Kaltpreßschweißmaschine nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Nasenabschnitte (100) der Formhälften jedes Paares der Formhälften (60, 62) identische Form haben.

10. Kaltpreßschweißmaschine nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß Abstandseinrichtungen (128, 130), die auf einem der Führungsstäbe (118) zwischen den Seitenplatten (8, 10) und den Klemmkörpern (4, 6) angeordnet und vorgesehen sind, um die Auswärtsbewegung der Klemmkörper gegen die benachbarte Seitenplatte zu begrenzen, einstellbar sind, um die Begrenzung der Auswärtsbewegung zu verändern.