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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Bauelementen, die aus einem Längsstabpaar und zwischengeschweissten Querverbindern bestehen
Für die Bewehrung von Stahlbetonbauten und für andere Bauzwecke sind bereits Bewehrungs- bzw.
Bauelemente bekannt, die aus einem Paar von parallelen Längsstäben mit sprossenartig zwischengeschweissten Querverbindern bestehen. Bei den unter der Marke"bi-Stahl"im Handel erhältlichen Bewehrungselementen bestehen die Längsstäbe aus einem Stahl mit hoher Streckgrenze, während die Querverbinder aus einem Stahl mit einem geringeren Gehalt an die Streckgrenze erhöhenden Legierungsbestandteilen, insbesondere einem geringeren C-und/oder Mn-Gehalt, hergestellt werden, u. zw. vorzugsweise aus einem weichen, nicht härtbaren Stahl, wodurch eine gute Verschweissung sichergestellt wird.
Die Erfindung befasst sich mit der Aufgabe, Bewehrungs- bzw. Bauelemente dieser Art auf ökonomische Weise herzustellen und die Schwierigkeiten zu überwinden, die sich bei der Herstellung der Schweissverbindung dadurch ergeben, dass die Querverbinder beim beidseitigen Anschweissen an die Längsstäbe verkürzt werden, so dass der lichte Längsstababstand geringer ist als die erforderliche Länge der Querverbinder und die Querverbinder daher nicht ohne weiteres zwischen die Längsstäbe zwecks Anschweissung eingeführt werden können.
Das erfindungsgemässe Verfahren, das diese Schwierigkeiten behebt, besteht im wesentlichen darin, dass die Längsstäbe dem Schweissort in konvergierenden Richtungen derart zugeführt werden, dass ihr gegenseitiger Abstand am Schweissort noch grösser als die lichte Weite des fertigen Stabpaares ist, dass der jeweils anzuschweissende Querverbinder am Schweissort mit beidseitigem Spiel in den Zwischenraum zwischen den konvergierenden Längsstäben eingeführt und dort festgehalten wird und dass die Längsstäbe sodann durch beiderseits von aussen her angerückte Schweisselektroden gegen die Enden der Querverbinder gedrückt und mit diesen, vorzugsweise durch Serien-Punktschweissung, verschweisst werden, worauf das Stabpaar um einen Teilungsschritt vorgeschoben wird.
Dieses Verfahren ermöglicht ein unbehindertes Zuführen der Querverbinder, ohne dass eine komplizierte Maschine zu seiner Durchführung erforderlich ist, weil den Schweisselektroden neben der eigentlichen Schweissfunktion zugleich auch die weitere Funktion auferlegt wird, die Längsstäbe in Vorbereitung der Schweissung durch beidseitigen Druck in die richtige Parallellage zu bringen.
Eine zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens geeignete Vorrichtung ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass im Vorschubweg einer Serien-Punktschweissmaschine zwei konvergierende Längsstabführungen und ein Zubringer für Querverbinder vorgesehen sind, dessen Zubringerweg im Zwischenraum zwischen den konvergierenden Zuführungswegen für die Längsstäbe endet, und dass die beiden Elektroden der Schweissmaschine an der Zubringungsstelle der Querverbinder mit einem zum Andrücken des Längsstabmaterials und für das Schweissen ausreichenden Druck von aussen her gegen die aus den konvergierenden Führungen heraustretenden Längsstäbe andrückbar sind.
Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
Fig. l zeigt schematisch eine Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach der Erfindung im Grundriss ; in Fig. 2 ist die gleiche Vorrichtung im Aufriss dargestellt.
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Fig. 1 erläutert den Ablauf des erfindungsgemässen Verfahrens an einer zur Ausführung dieses Verfahrens dienenden Vorrichtung. Bei dieser Vorrichtung werden die beiden Längsstäbe 1, 1' für das leiterartige Bewehrungselement, die in einer horizontalen Ebene liegen, von Richtrollen und Transportwalzen kommend, der Maschine und damit dem Schweissort durch Führungen 2, 2' in konvergierenden Richtungen im Arbeitstakt schrittweise zugeführt.
Senkrecht zur Bewegungsrichtung des Bewehrungselementes wird in einer Ebene unter den Längsstäben Stabmaterial 3 für Querverbinder 4 in horizontaler Richtung schrittweise im Arbeitstakt zugeführt.
Das Material 3 passiert zuerst Richtrollen 5 und anschliessend Transportwalzen 6. Nach Durchlaufen der Walzen wird das Material 3 in einer Schneidevorrichtung 7 zu Querverbindern 4 abgelängt, welche anschliessend in einer Führung 8 weitergeschoben werden. Der Schnitt des Stabmaterial erfolgt dabei zwischen einem festen Messer 9 und einem im Arbeitstakt bewegten Messer 10. Vor der Schnittstelle gleitet das Material durch eine schwenk- und einstellbare Führung 11, welche mit Hilfe einer Rückdruckfeder 12 das Stabmaterial nach jedem Schritt in die Transportrichtung zurückführt.
Am Schweissort wird pro Arbeitstakt ein Querverbinder 4 bei stillstehenden Längsstäben 1, l* von
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wobei zwischen diesen und dem Querverbinder noch ein Spiel vorhanden ist. Daraufhin pressen Schweisselektroden 14, 14', welche gleichachsig mit dem zu verschweissenden Querverbinder 4 liegen, in horizontaler Richtung die Längsstäbe 1, l'unter Durchfederung derselben gegen die Enden des Querverbinders 4. Während des Zusammenpressens wird der im Maschinengehäuse angeordnete Transformator 18 kurzzeitig eingeschaltet, so dass der Querverbinder 4 in Serienschweissung gleichzeitig mit beiden Längsstäben 1 und l'verschweisst wird, wobei sich der Querverbinder etwas verkürzt und die Längsstäbe den endgültigen lichten Abstand annehmen.
Die Elektroden 14,14' sind an schwenkbaren, mit dem Transformator über Strombänder 19, 19' verbundenen Elektrodentragarmen 15, 15'derart verschiebbar befestigt, dass sie nach einer Abnutzung nachgestellt werden können. Nach beendetem Schweissen schwenken die Elek- trodentragarme 15, 15' mit den Elektroden 14, 14' um ihre Schwenkachsen 16, 16'wieder nach aussen ; gleich- zeitig oder anschliessend wird das Bauelement durch am Maschinengestell befestigte Transportwalzen 17 um
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Teilungsschritt weiterbewegt. In der danach eingenommenen Stellung verlaufen die Längsstäbe 1, 1'Längsstäbe eingebracht werdenkann. Daraufhinbeginnt ein neues Arbeitsspiel mit Verschweissen der Längsstäbe und Querverbinder sowie anschliessendem Weiterschalten des fertigen Elementes um einen Teilungsschritt.
Fig. 2 zeigt schematisch die wesentlichen Antriebs-und Steuerorgane einer erfindungsgemässen Vorrichtung im Aufriss. Auf der Hauptantriebswelle 22 ist eine Steuerscheibe 23 aufgekeilt, welche Steuerkurven trägt, von denen aus die Bewegungen des Zubringerstössels 13 und der Elektrodentragarme 15, 15' gesteuert werden.
Die Bewegung des Stössels 13 wird vom Umfang der Steuerscheibe 23 abgenommen, an dem eine Rolle 24 eines einarmigen Abnahmehebels 25 abläuft, der an einer Verlängerung 26 das Ende des Stössels 13 führt. Nahe seinem andern Ende wird der Stössel 13 von einem Lenker 27 gelenkig geführt, der seinerseits am Hebelende 28 eines am Maschinengestell gelagerten dreiarmigen Hebels 29 angelenkt ist. Der Lenker 27 steht in der tiefsten Stellung des Stössels 13 ungefähr horizontal, so dass bei der Aufwärtsbewegung des Stössels durch die Schwenkung des Hebels 29 um das Hebelende 28 des dreiarmigen Hebels 29 der plattenförmige Kopf 30 des Stössels 13 gegen eine feste Führungsplatte 31 herangeführt wird.
Der Kopf 30 weist zur Aufnahme der Querverbinder 4 eine Ausnehmung 32 auf, deren Tiefe etwas geringer als die Dicke der Querverbinder ist, so dass beim Heranführen des Kopfes 30 durch den Lenker 27 an die Führungsplatte 31 schliesslich jeweils der Querverbinder und nicht der Kopf 30 an dieser festen Platte anliegt.
Da sich anschliessend daran bei einer weiteren Aufwärtsbewegung des Stössels 13 sein Kopf 30 nicht weiter gegen die Führungsplatte bewegen kann, verschwenkt sich der dreiarmige Hebel 29 gegen die Kraft einer einstellbaren Druckfeder 33. Der Querverbinder ist daher am oberen Totpunkt der Stösselbewegung zwischen dem Stösselkopf und der Führungsplatte 31 federnd eingespannt, wobei der Querverbinder durch einen Vorsprung 34 der Führungsplatte 31 auch an der Oberseite geführt ist.
Der Abstand zwischen der Führungsplatte 31 und dem Kopf 30 des Stössels am unteren Totpunkt seiner Bewegung kann durch eine Schraube 35 eingestellt werden, die an einem Hebelarm des dreiarmigen Hebels 29 angreift und damit die Lage des Hebelendes 28 bestimmt. Infolgedessen lässt sich der Bewegungsverlauf des Stössels 13 so einstellen, dass am unteren Totpunkt ein Querverbinder 4 mit Spiel zwischen Führungsplatte 31 und Stösselkopf 30 eingeschoben werden kann. Über den zylindrischen Stössel 13
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ist eine Feder 36 geschoben, die sich einerseits am Stössel und anderseits an einer Konsole 37 des Maschinengehäuses abstützt, so dass auf den Stössel 13 und auf die Rolle 24 am Abnahmehebel 25 eine nach oben gerichtete Federkraft einwirkt.
Dadurch wird erreicht, dass am oberen Totpunkt der Stosselbewe- gung der Querverbinder auch in vertikaler Richtung federnd eingespannt ist.
Die Zangenbewegung der Elektrodentragarme 15 und 15'wird von den Seitenflächen der Steuerscheibe 23 abgenommen, welche symmetrisch entsprechend geformte Steuerkurven 38 tragen. An jeder Steuerkurve 38 bzw. 38'läuft eine Rolle 39 bzw. 39'ab, welche an einem Ende eines einarmigen Abnahmehebels 40 bzw. 40'drehbar gelagert ist, dessen anderes Ende um einen Stummel eines Schaftes 41 bzw. 41'schwenkbar ist. Dieser Schaft 41,41' ist im Gehäuse um die Achse 16 bzw. 16' (Fig. 1) drehbar gelagert und trägt an seinem oberen Ende drehfest einen Elektrodentragarm 15 bzw. 15'. Mit dem Abnahmehebel 40 bzw. 40'ist ein Elektrodenhebel 42 bzw. 42'gekuppelt, der an einem Ende mit dem Schaft 41 bzw. 41'fix verbunden ist.
Das andere Ende des Elektrodenhebels 42, 42'ist als beweglicher Federteller 43,43' ausgebildet und unter horizontal in Richtung gegen die Maschinenmitte wirkendem Federdruck gelagert, wodurch der ständige Berührungsschluss zwischen Rolle 39, 39' und Steuerscheibe 38, 38'gewährleistet wird. Die Grösse dieses Federdruckes ist durch einen Schraubenspindeltrieb 46 mit Handrad auf verschiedene Stärke einstellbar. Diese Einrichtung dient zur Abfederung der Elektrodenbewegung und zur Anpassung des Elektrodendruckes bei Erzeugung von Bewehrungselementen verschiedener Abmessungen.
Bei Rotation der Hauptwelle 22 wird also je Umdrehung, welche einen Arbeitstakt darstellt, der Stössel 13 einmal angehoben ; während eines Arbeitstaktes werden auch die Elektrodentragarme 15, 15' einmal symmetrisch in Richtung gegen die Mittelebene der Maschine geschwenkt.
Gleichzeitig betreibt die Hauptwelle 22 zweckmässig eine Abdeckscheibe, welche photoelektrisch die Schweissung steuert. Von der Hauptwelle 22 wird daneben auch noch auf bekannte Weise der Antrieb des bewegten Messers 10 sowie auch der schrittweise Vorschub der Längsstäbe 1, l'bzw. des fertigen Bewehrungselementes bewirkt.
Die vorstehende Beschreibung des Verfahrens und der Vorrichtung betrifft eine bevorzugte Ausfüh- rungsform der Erfindung, die aber bezüglich Ausbildung und Anordnung der Einzelteile sowie auch hinsichtlich der Bewegungsrichtungen noch verschiedene Abwandlungen zulässt. So können beispielsweise die Querverbinder im konvergierenden Bereich der Längsstäbe dem Schweissort in der Ebene der beiden Längsstäbe anstatt senkrecht zu dieser Ebene zugeführt werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von Bauelementen, die aus einem Paar von parallelen Längsstäben mit sprossenartig zwischengeschweissten Querverbindern bestehen, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsstäbe dem Schweissort in konvergierenden Richtungen derart zugeführt werden, dass ihr gegenseitiger Abstand am Schweissort noch grösser als die gewünschte lichte Weite des fertigen Stabpaares ist, dass der jeweils anzuschweissende Querverbinder am Schweissort mit beidseitigem Spiel in den Zwischenraum zwischen den konvergierenden Längsstäben eingeführt und dort festgehalten wird, und dass die Längsstäbe sodannbeiderseits durch von aussenher wirkende Sehweisselektroden gegen die Enden der Querverbinder gedrückt und mit diesen, vorzugsweise durch Serienpunktschweissung, verschweisst werden,
worauf das Stabpaar um einen Teilungsschritt vorgeschoben wird.