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Selbsttätig arbeitende Abbrennstumpfschweißmaschine mit hydraulischem
Antrieb des Schweißschlittens Gegenstand der Erfindung ist eine selbsttätige Abbrennstumpfschweißmaschine,
bei der die Bewegungen des Stauchschlittens für den Vorwärm-, Abbrenn- und Stauchprozeß
einer Schweißung hydraulisch mittels Zylinder und Kolben ausgeführt, die Steuerbewegungen
aber von einer Vorsteuerung vorgesteuert werden, deren Abtriebsglied die für den
Schweißvorgang am Stauchschlitten verlangten zeitweggerechten Bewegungen ausführt
und auf diesen über eine Nachlaufregelung überträgt.
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Bei einer derartigen Abbrennstumpfschweißmaschine besteht die Vorsteuereinrichtung
aus einer an sich bekannten elektrischen Steuereinrichtung, die von zwei vom Schweißstrom
bzw. von der Stauchschlittenbewegung abhängig gesteuerten Maschinen angetrieben
wird, deren Drehbewegungen dem Abtriebsglied beispielsweise über eine Spindel übertragen
werden, wobei der eine Motor diese mit Abbrenngeschwindigkeit beim Vorwärmen und
Abbrennen und der andere mit Stauchgeschwindigkeit beim Stauchen bewegt. Die Abbrenngeschwindigkeit
ist hierbei durch Zwischenschaltung eines Regelgetriebes stufenlos einstellbar.
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Gemäß der Erfindung wird das Abtriebsglied der Steuerung über ein
Getriebe von einem Gleichstromregelmotor angetrieben, der von den den Schweißprozeß
regelnden Steuerimpulsen über eine elektronische oder gleichwertige Steuerung beeinflußt
wird. Die Abschmelzgeschwindigkeit kann so auf einfache und präzise Weise durch
Drehzahländerung des Motors stufenlos auf den jeweils günstigsten Wert eingestellt
als auch während des Abbrennprozesses verstellt werden. Ebenso kann auch die Drehzahl
für das Stauchen der Stauchgeschwindigkeit
entsprechend plötzlich
gesteigert werden.
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Die Zeichnung, die den Erfindungsgegenstand beispielsweise veranschaulicht,
stellt den Getriebeprinzipplan einer selbsttätigen Abbrennstumpfschweißmaschine
dar.
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Am Maschinengestell i bewegt sich in einer Führung der Stauchschlitten
2, der von dem fest am Maschinengestell gelagerten Druckflüssigkeitszylinder 3 mit
darin beweglichem Kolben q. über die: Kolbenstange 5 angetrieben wird. Am Gestell
i ist fest angeordnet die Steuerung des Kolbens 4 im Zylinder 3. Sie besteht ebenfalls
aus einem Druckflüssigkeitszylinder 6 mit darin verstellbarem Steuerschieber 7.
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Zum Erzeugen der erforderlichen Druckflüssigkeit für den Antrieb dient
ein Elektromotor 8 mit Pumpe 9, die die Druckflüssigkeit aus dem Sammelbehälter
io ansaugt und in die Leitung ii drückt. Von dort gelangt die Druckflüssigkeit über
einen Kontaktdruckbegrenzer12 oder über einen Stauchdruckeinsteller 13 in den Sammelbehälter
zurück.
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Der Kontaktdruckbegrenzer 12 sowie der Stauchdruckeinsteller 13 stellen
Überdrückventile 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 13 spricht auf einen wesentlich höheren Flüssigkeitsdruck als das
Ventil 12 an. Damit es zur Wirkung kommen kann, ist in der Druckleitung vor dem
Kontaktdruckbegrenzer 12 ein Absperrventil 14 angeordnet, das den Flüssigkeitsabfluß
über den Kontaktdruckhegrenzer 12 in den Sammelbehälter io sperrt. Dieses Absperrventil
wird beispielsweise durch einen Elektromagneten 15 betätigt. In der Ruhelage des
Stauchschlittens befindet sich der Steuerschieber 7 in der Mittellage. Seine Steuerkanten
verdecken dabei die Einlaßkanäle 16 und 17 für den Zylinder 3. Wenn der Steuerschieber
7 aus der Mittellage gebracht wird, geben die Steuerkanten des Schiebers 7 die Kanäle
16 und 17 frei. Die Druckflüssigkeit gelangt alsdann, je nach Stellung des Schiebers
7, vor oder hinter den Kolben d. und bewegt diesen vor oder zurück. Die auf der
anderen Kolbenseite verdrängte Flüssigkeit fließt abwechselnd über einen der Kanäle
16, 17 in den Sammelbehälter io zurück. Zum Einstellen eines Gegendruckes auf der
jeweils nicht druckbeaufschlagten Seite des Kolbens 3 dient ein Überlaufventil 24,
das in der Abflußleitung des den Schlittenantrieb bewirkenden Druckflüssigkeitszylinders
3 angeordnet ist.
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Der Steuerschieber 7 wird erfindungsgemäß von einer Vorsteuereinrichtung
27 bewegt, die von den den Schweißvorgang regelnden Steuerimpulsen beeinflußt wird.
Die Vorsteuereinrichtung 27 ist im Stauchschlitten 2 angeordnet und macht daher
alle Bewegungen desselben mit. Sie besteht aus dein Gleichstromregelmotor 26 mit
dem Getriebe 28, das beispielsweise auf eine Zahnstange 29 wirkt, und der Motorsteuerung
30 mit der Einstellvorrichtung. Die Zahnstange 29 ist mit dem Steuerschieber
7 verbunden. Die Drehrichtung des Motors wird vom Schweißstrom derart gesteuert,
daß die Zahnstange 29 nach rechts bewegt wird, wenn der Schweißstromkreis geöffnet
ist, d. h. die Schweißstücke sich nicht berühren, und umgekehrt die Zahnstange a9
nach links bewegt wird, wenn sich die Schweiß-' stücke berühren, d. h. der Schweißstromkreis
geschlossen ist. Die Drehzahl des Motors und damit die Abschmelzgeschwindigkeit
kann beispielsweise durch Ankerregelung stufenlos eingestellt und gegebenenfalls
auch während des Abbrennens den Erfordernissen für eine gute Schweißung entsprechend
verändert werden. Durch einen einstellbaren Anschlag 22 am Stauchschlitten 2, der
einen Kontakt 23 betätigt, wird die Drehzahl des Motors, sobald die eingestellte
Abbrennlänge erreicht ist, plötzlich erhöht und der Zahnstange 29 Stauchgeschwindigkeit
erteilt. Gleichzeitig spricht auch der Elektromagnet 15 an und schließt das Absperrventil
1q..
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Die Steuerbewegungen der Zahnstange 29 und des Schiebers 7 sind den
durch diese bewirkten Schlittenbewegungen entgegengerichtet, und demzufolge hat
der Stauchschlitten das Bestreben, den mit ihm verbundenen Steuerschieber 7 stets
wieder in die Mittellage zu bringen. Die Bewegungen des Stauchschlittens sind daher
Folgebewegungen der Zahnstange 29 und eilen dieser nach. Der Stauchschlitten wird
also die von der Vorsteuerung vorgegebenen Bewegungen zeit- und weggerecht ausführen.
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Da der Druckzylinder 3 mit dem Steuerventil 6 fest am Maschinengestell
angeordnet ist, entspricht somit der Mittellage des Steuerschiebers und jeder Stellung
der Zahnstange 29 auch immer eine bestimmte Stellung des Stauchschlittens 2.
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Zur Einstellung des Stauchschlittens kann der Motor 26 mit verschiedenen
Geschwindigkeiten auch von Hand gesteuert werden.
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Oberhalb des Stauchdruckeinstellventils 13 befindet sich ein Kontakt
25, durch den nach Erreichen des jeweils eingestellten Stauchdruckes der Motor 26
stillgesetzt wird.
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Die Arbeitsweise der Maschine nach der Erfindung ist kurz folgende:
Nach dem Einschalten des Pumpenmotors 8 wird zusammen mit dem Einschalten des Schweißstromes
auch der Vorsteuennotor 26 eingeschaltet. Berühren sich die beiden zu verschweißenden
Werkstücke anfangs nicht, so wird das Abtriebsglied der V orsteuereinrichtung mit
dem Schieber 7 nach rechts bewegt. Dadurch wird der Einlaßkanal 16 geöffnet. Druckflüssigkeit
strömt hinter den Kolben 4. und bewegt diesen nach links. Gleichzeitig wird auch
der Kanal 17 geöffnet, und die auf der Kolbengegenseite verdrängte Flüssigkeit fließt
in den Behälter io zurück. Die Bewegung des Steuerschiebers 7 und des Stauchschlittens
2 erfolgt so lange, bis sich die Werkstücke berühren. Die Bewegung des Kolbens d.
ist dann aufgehalten, und es wirkt nun auf ihn der an dein Kontaktdruckbegrenzventil
12 eingestellte Flüssigkeitsdruck. Durch Berühren
der beiden Werkstücke
miteinander wird der Schweißstromkreis geschlossen, demzufolge der Steuermotor 26
durch Beeinflussung seiner Steuerung 31 von dem Schweißstromrelais 32 aus in seiner
Drehrichtung umgekehrt und der Steuerschieber 7 nach links bewegt. Dadurch wird
der Kolben von der linken Seite her durch die Druckflüssigkeit beaufschlagt und
nach rechts bewegt. Die beiden Werkstücke trennen sich wieder, der Schweißstrom
wird unterbrochen. Der Steuermotor wird nunmehr wieder umgesteuert. Dieses Spiel
wiederholt sich so lange, bis die Erhitzung der Werkstücke so weit getrieben ist,
daß das Abbrennen beginnt. Ein Umsteuern des mit Abbrenngeschwindigkeit sich nach
rechts bewegenden Abtriebsgliedes 7 erfolgt dann nicht mehr. Der Stauchschlitten
wird mit der vorgesteuerten Abschmelzgeschwindigkeit nachgeführt, bis die am Anschlag
22 eingestellte Abschmelzlänge erreicht ist. Der Kontakt 23 beeinflußt nunmehr über
die Motorsteuerung 3o den Steuermotor 26, indem dieser plötzlich mit hoher Drehzahl
das Abtriebsglied 7 mit Stauchgeschwindigkeit nach rechts bewegt. Der Stauchschlitten
fährt dabei mit der vorgegebenen Geschwindigkeit nach links. Über den Kontakt 23
wird ferner der :Magnet i5 erregt und infolgedessen das Ventil 1d. geschlossen.
Nun bestimmt das Stauchdruckeinstellventil 12 den Flüssigkeitsdruck und damit die
Stauchkraft. Nach Erreichen des eingestellten Flüssigkeitsdruckes wird der Schweißstrom
abgeschaltet, und zwar durch Kontakt 25,
und der Steuermotor stillgesetzt.
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Nach dein Entspannen der Werkstücke kann der Steuermotor über die
Steuerung erneut eingeschaltet und der Stauchschlitten in Ausgangsstellung gesteuert
werden. Durch Betätigen der Druckknöpfe 31 kann der Stauchschlitten ferner über
die Motorsteuerung 30 auch in jede beliebige Stellung gefahren werden.