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Selbsttätig arbeitende Abbrennstumpfschweißmaschine mit hydraulischem
Antrieb des Schweißschlittens Gegenstand der Erfindung ist eine Abbrennstumpfschweißmaschine,
bei der die Bewegungen des Stauchschlittens für den Vorwärm-, Abbrenn-und Stauchprozeß
hydraulisch mittels Zylinder und Kolben ausgeführt, die Steuerbewegungen aber mittels
einer Vorsteuerung vorgesteuert werden, deren Abtriebsglied die für den Schweißprozeß
am Stauchschlitten verlangten zeitweggerechten Bewegungen ausführt und auf einen
den Schlittenantrieb beeinflussenden Nachführschieber überträgt. Der Nachführschieber
steuert den mittels Druckflüssigkeit getriebenen, aus Druckzylinder und Kolben bestehenden
Stauchschlittenantrieb derart, daß er aus seiner Mittellage herausführende Bewegungen
ausführt, die durch die als Folge davon erzeugten Stauchschlittenbewegungen wieder
rückgängig gemacht werden. Die Vorsteuercinrichtung ist an dem beweglichen Stauchschlitten
selbst angeordnet und die Bewegungsrichtung des Abtriebsgliedes so gewählt, daß
sie der gewünschten Schlittenbewegung entgegen gerichtet ist.
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Bei einer derartigen Abbrennstumpfschweißmaschine steuert das Abtriebsglied
der Vorsteuerung in Verbindung mit dem Nachführschieber alle für den Schweißprozeß
erforderlichen Bewegungen, wie schon gesagt, vor, und zwar mit einer vorher einstellbaren
Geschwindigkeit das Reversieren für den Vorwärmprozeß, mit kontinuierlicher oder
langsam ansteigender Geschwindigkeit den Vorlauf für den Abbrennprozeß und mit plötzlich
steigender
hoher Geschwindigkeit, die ein Vielfaches der vorgenannten
Geschwindigkeit beträgt, den Vorlauf für den Stauchprozeß. Eine solche Vorsteuerung
ist verhältnismäßig teuer und kann daher nur bei großen Maschinen mit Vorteil angewendet
werden.
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Zur Vereinfachung der Steuerung wird daher erfindungsgemäß vorgeschlagen,
die Vorsteuerung der plötzlich einsetzenden Stauchbewegung von den übrigen Vorsteuerbewegungen
getrennt durchzuführen. Zweckmäßig erfolgt die Vorsteuerung der Stauchbewegung durch
ein stauchschlittenwegabhängig gesteuertes 1Iagnetventil, das nunmehr unabhängig
von den vorhergegangenen Vorsteuerbewegungen die ganze von der Pumpe gelieferte
Drucktnittelmenge im Druckzylinder zur Wirkung gelangen läßt, so daß die Stauchschlittengeschwindigkeit
jetzt von dieser Druckmittelmengebestimmt wird.
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Vorteilhafterweise ist das Ventil im Zusammenhang mit dem vorn Vor
Steuerglied der Vorsteuerung angetriebenen Nachführschieber als über diesem angeordnete
Hülse ausgebildet, -die relativ zu dem ersteren verschoben wird. Ganz besonders
vorteilhaft ist die getrennte Vorsteuerung bei kleinen Maschinen, bei denen die
mechanische Vorsteuerung für den Vorwärm- und Abbrennprozeß entfällt und vielfach
von Hand durchgeführt wird.
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In der Zeichnung ist die Steuerung einer solchen Maschine schematisch
dargestellt.
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Am Maschinengestell i bewegt sich in einer Führung der Stauchschlitten
2 mit der das Werkstück 5 eingespannt haltenden Spannvorrichtung 3. Die Spannvorrichtung
4. ist ortsfest angeordnet. Der Antrieb des Stauchschlittens erfolgt über Kolbenstange,
Kolben und. dem ebenfalls fest am Maschinengestell angeordneten Druckflüssigkeitszylinder
6. Mit dem Druckflüssigkeitszylinder fest verbunden ist das Nachsteuerventil7. Dieses
besteht aus dem Gehäuse mit der Nachführhülse io und dein Nachführschieber 9. Die
erstere ist mit einem Elektromagneten gekuppelt und verschiebt sich bei Erregen
des Elektromagneten entgegen einer Feder in Bewegungsrichtung des Stauchschlittens
nach links relativ zum Nachführschieber 9. Der Nacliführschieber 9 wird über ein
aus Schraubenspindel i9, Spindelmutter 20 und Kegelräderpaar ?i bAtehendes Getriebe
17 mittels Handrad 18 vor oder zurück bewegt. Das Getriebe 17 mit dem Handrad sitzt
an der Kolbenstange und macht die Bewegungen derselben und des Stauchschlittens
mit. Bei der Bewegung des Handrades 18, je nach der gewünschten Schlittenbewegung
nach rechts oder links, wird der Nachführschieber 9 entgegengesetzt der gewünschten
Schlittenbewegung aus seiner Mittellage gebracht und durch die Schlittenbewegung
in diese «nieder zurückgeführt.
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Zur Erzeugung der für den Antrieb erforderlichen Druckflüssigkeit
dient der Elektromotor 8 und die Pumpe 22, die die Druckflüssigkeit aus dem Behälter
16 ansaugt und in die Leitung 23 drückt. Von dort gelangt die Druckflüssigkeit in
das Steuerventil 7 und über den Kontaktdruckbegrenzer 15 bzw. den Stauchdruckbegrenzer
14. in den Behälter zurück. Weiterhin gelangt die Druckflüssigkeit über den geöffneten
Absperrschieber i2 in die Abflußleitung und über Druckbegrenzer i i in den Behälter
16 zurück. Der Druckbegrenzer ii ist auf einen konstanten geringen Gegendruck eingestellt.
Der Kontaktdruckbegrenzer 15 sowie der Stauchdruckeinsteller 1d. stellen Überdruckventile
dar. Das eine Ventil öffnet, sobald die Druckflüssigkeit den zur Begrenzung des
Kontaktdruckes eingestellten Flüssigkeitsdruck erreicht hat, das andere dann, wenn
der eingestellte Flüssigkeitsdruck für den Stauchvorgang erreicht ist. Das Ventil
14. spricht auf einen wesentlich höheren Flüssigkeitsdruck als das Ventil 15 an.
Damit es zur Wirkung kommen kann, ist in der Druckleitung vor dem Kontaktdruckbegrenzer
15 ein Absperrventil 13 angeordnet, das den Flüssigkeitsabfluß über den Kontaktdruckbegrenzer
15 in den Behälter 16 sperrt. Dieses Absperrventil sowie der Absperrschieber 12
werden durch je einen Elektromagneten betätigt, und zwar wird das erstere bei Erregung
des Elektromagneten geschlossen, der letztere geöffnet.
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Das Nachsteuerventil 7 ist in der Ruhelage dargestellt. Die Nachführhülse
io liegt mit ihrem Ansatz formschlüssig an dem Gehäuse des Nachsteuerventils 7 an.
Der Nachführschieber 9 deckt mit seinen Steuerkanten die Einlaßkanäle 2.a. und 25
für den Druckzylinder 6 ab. Wird der Nachführschieber aus seiner Mittellage gebracht,
so geben seine Steuerkanten die Kanäle 24 bzw. 25 frei. Die Druckflüssigkeit gelangt
alsdann je: nach Stellung des Nachführschiebers vor oder hinter den Kolben und bewegt
diesen vor oder zurück. Die hinter dem Kolben verdrängte Flüssigkeit fließt gegebenenfalls
über einen der Kanäle 24 bzw. 25 und das Überdruckventil ii in den Behälter 1ü zurück.
Die Arbeitsweise der Maschine ist folgende: Vor der Schweißung werden durch Einstellen
des Wegschalters 26 die Abbrennlänge und durch Einstellen der Überdruckventile 1.4.
und 15 der Kontakt- bzw. der Stauchdruck eingestellt. In der Ausgangslage ist das
Absperrventil 12 geschlossen, das Absperrventil 13 geöffnet, der Nachführschieber
liegt kraftschlüssig am Anschlag an, sämtliche Elektroniagnete sind unerregt. Nach
dem Einschalten des Schweißstromes wird das Steuerhandrad der gewünschten Stauchschlittenbewegun
g entsprechend nach links bewegt. Dabei bewegt sich der Nachführschieber 9 aus seiner
Mittelage heraus nach rechts, so daß Druckflüssigkeit über den Kanal 24 hinter den
Kolben gelangt und diesen mit dem Stauchschlitten nach links bewegt. Gleichzeitig
fließt die durch den Kolben verdrängte Flüssigkeit über Kanal 25 in den Behälter
zurück. Die Bewegung des Stauchschlittens erfolgt mit der am Steuerhandrad 18 vorgegebenen
Geschwindigkeit so lange, bis die zu verschweißenden Werkstücke sich berühren. Der
Druck, mit dem die Werkstücke gegeneinandergedrückt werden, ist durch das Kontaktdruckbegrenzungsventil
15 bestimmt. Durch die Berührung der beiden Werkstücke miteinander wird der Schweißstromkreis
geschlossen. Durch Bewegung des Steuerhandrades nach rechts bewegt
sich
der Nachführschieber nach links, die Druckflüssigkeit gelangt nunmehr über den Kanal
25 hinter den Kolben, und der Stauchschlitten wird nach rechts bewegt. Umgekehrt
fließt jetzt die durch den Kolben verdrängte Druckflüssigkeit über Kanal 24 in den
Behälter zurück.
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Durch die Bewegung des Stauchschlittens nach rechts werden die Werkstücke
wieder voneinander entfernt, so daß der Schweißstrom unterbrochen wird. Dieses Spiel
entspricht dein elektrischen Vorwärmen des Schweißprozesses und wiederholt sich
so oft, bis die `'Werkstückenden sich so weit erhitzt haben, daß nuninehr das Abbrennen
erfolgen kann. Zu diesem "Zweck wird das Steuerhandrad kontinuierlich entsprechend
der Abschmelzgeschwindigkeit nach links bewegt, wobei dieWerkstückenden langsam
abbrennen und schließlich Schweißtemperatur erreichen. Sobald die eingestellte Abbrennlänge
erreicht ist, wird der Elektromagnet 27 der Nachführhülse io und der des Absperrschiebers
13 erregt und dadurch die Nachführhülse nach links verschoben und der Absperrschieber
13 geschlossen.
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Durch Verschieben der Nachführhülse io gelangt die Druckflüssigkeit
plötzlich unabhängig von der Stellung des Nachführschiebers 9 in den Druckzylinder
hinter den Kolben. Dabei kommt die ganze von der Pumpe gelieferte Druckflüssigkeitsmenge
zur Wirkung und bestimmt damit die Geschwindigkeit des Stauchschlittens für den
Stauchprozeß. Gleichzeitig erhöht sich durch das Schließen des Ahsperrschiebers
13 der spezifische Druck des Druckmittels auf den ainDruckeinstellventil 14 eingestellten
Wert und be:#tinnnt damit die Stauch-, kraft. Ist diese erreicht, so wird ein Kontakt
28 betätigt und dadurch der Schweißstrom ausgeschaltet. Bevor das Ausspannen der
Werkstücke erfolgen kann, müssen diese von der Stauchkraft entlastet werden. Dies
erfolgt beispielsweise durch Betätigen eines Drueknopfes von Hand oder auch selbsttätig
nach Erreichen der Stauchkraft, wodurch der Elektromagnet des Absperrschiebers i2
erregt und der letztere geöffnet wird. Dadurch fließt das von der Pumpe geförderte
Druckmittel über das auf geringen Gegendruck eingestellte Überdruckventil ii ab,
so daß nunmehr auf beiden Kolbenseiten der gleiche Druck herrscht. Gleichzeitig
wird auch der Elektroniagnet des Absperrschiebers 13 und der der Nachführhülse io
stromlos gemacht, der erstere wieder geöffnet und die letztere in ihre Ausgangsstellung
gebracht.
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Nach dem Ausspannen der Werkstücke wird durch Betätigen eines Druckknopfes
der Elektromagnet des Absperrschiebers 12 stromlos und dieser wieder geschlossen.
Die Druckflüssigkeit fließt nunmehr über das Kontaktdruckventil 15 ab. Durch Drehen
des Steuerhandrades nach rechts kann der Stauchschlitten wieder in die gewünschte
Anfangslage gebracht werden.