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Selbsttätige Kettenschweißmaschine, bei welcher die Werkzeuge für
die einzelnen Arbeitsgänge durch Nockenscheiben in ihre wirksame Lage geführt werden
Bei den bekannten selbsttätigen Kettenschweißrnascbinen wurden die Werkzeuge für
die einzelnen Arbeitsgänge durch Nockenscheiben in ihre wirksameLage geführt. Diese
Nockenscheiben waren sämtlich auf einer einzigen Welle angeordnet, welche von einem
Motor angetrieben wurde. Daraus ergab sich der Nachteil, daß die Maschine nicht
empfindlich genug war und ungenau arbeitete.
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Gegenstand der Erfindung ist eine selbsttätige Kettenschweißmaschine,
bei welcher eine Welle mit einem sie antreibenden Gegengewicht die Steuerteile der
Elektroden sowie diejenigen zum Einrücken der Kupplung motorisch getriebener Wellen
trägt, während die motorisch getriebenen Wellen die Steuerteile für den Vorschub
der Kette und für die Werkzeuge zur Gratentfernung tragen. Dadurch werden zwei gesonderteAntriebsysteme
für die Werkzeuge geschaffen, von denen das eine, die gewichtsbelastete Welle,keineArbeitswiderstände
zu überwinden bat, während das andere die Nockenscheibe für diejenigen Werkzeuge
trägt, welche Arbeitswiderstände zu überwinden haben. Aus dieser Anordnung ergibt
sich der Vorteil, daß die Empfindlichkeit der Maschine erheblich gesteigert und
eine größere Genauigkeit beim Arbeiten erzielt wird.
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Im einzelnen arbeitet die Maschine wie folgt: Nach Aufhebung ihrer
Sperrung wird die gewichtsbelastete Welle unter der Wirkung des Gegengewichts verdreht.
Zwei auf ihr befestigte Nocken bringen dabei die schräg zueinander stehenden Elektroden
zum Aufliegen auf das zu verschweißende Kettenglied. In diesem Augenblick wird durch
eine ebenfalls auf dieser Welle angeordnete Kontakteinrichtung der Strom für die
Elektroden eingeschaltet. Die beiden Enden des Kettengliedes werden erwärmt und
schieben sich infolge des von den Elektroden fortgesetzt auf sie ausgeübten Druckes
ineinander. Beim weiteren Drehen der Welle wird der Heizstrom von der Kontakteinrichtung
ausgeschaltet, und gleichzeitig wird durch eine auf der Welle angeordnete weitere
Nockenscheibe die Kupplung
für die beiden motorgetriebenen Wellen
eingerückt. Beim Drehen der die Steuernocken tragenden Welle werden durch eine Nockenscheibe
zwei Matrizen bewegt, welche den noch warmen Schweißgrat abdrücken. Gleichzeitig
wird von einer weiteren Nockenscheibe ein Putzwerkzeug in Tätigkeit gesetzt, welches
den beim Drücken entstandenen Grat fortnimmt. Durch eine dritte Nockenscheibe wird
während dieser Zeit ein Druckstück zum Aufliegen auf die Kette gebracht, so daß
sich diese nicht verschieben kann. Eine an der anderen motorgetriebenen Welle befestigte
Kulisse öffnet inzwischen über einen Schieber die Klammern einer Froschklemme, schließt
sie bei einer weiteren J)rehung über dem nächsten Kettenglied und schiebt die Kette
weiter, so daß ein neues Kettenglied unter den Elektroden zu liegen kommt. Vor dem
Vorschub der Kette wird durch eine auf der motorgetriebenen Welle befestigte Daumenscheibe
die gewichtsbelastete Welle über ein Gestänge zurückgedreht und die Elektroden durch
die Nockenscheiben in die anfängliche unwirksame Stellung verschwenkt.
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In den Zeichnungen ist der Gegenstand der Erfindung in einem Ausführungsbeispiel
dargestellt.
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Abb. i ist eine Vorderansicht der gesamten Maschine; Abb. 2 ist eine
Seitenansicht; Abb. 3 ist eine Draufsicht; Abb.4 ist eine schematische Darstellung
der Elektroden bei der Schweißung einer Kette; Abb. 5 ist eine Einzeldarstellung
derKupplungseinrichtung; Abb. 6 ist eine Einzeldarstellung der Hubeinrichtung für
die Gegengewichte; Abb. 7 ist eineEinzeldarstellung derGegengewichte selbst nebst
ihrer Führung; Abb. 8 ist eineEinzeldarstellung derBremseinrichtung für den Niedergang
der Elektroden; Abb.9 ist eine Einzeldarstellung eines in der Primärwicklung des
Schweißtransformators liegenden Unterbrechers; Abb. io ist eine Einzeldarstellung
eines Teiles der Vorschubeinrichtung für die Kette; Abb. i i ist eine Einzeldarstellung
eines anderen Teiles der Vorschubeinrichtung für die Kette; Abb. 12 ist eine Einzeldarstellung
der Einrichtung zum Stauchen der Kettenglieder; Abb. 13 ist eine Einzeldarstellung
der Einrichtung zum Putzen der Kettenglieder.
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Die Maschine ruht auf einemSockel i, über dem sich ein durch die Füße
2 und 3 getragener Tisch 4 (Abb. 3) erhebt. Die Hauptwelle 5 (Abb. 3) trägt eine
Los- und eine Festscheibe 6 und versetzt über ein Kegelgetriebe 7 eine Steuerwelle
8 in Drehung. Auf dieser Steuerwelle sitzt eine Kulisse 9, eine Daumenscheibe io
zum Lüften des Gegengewichtes 46 (Abb. i) und eine Kupplungsinuffe i i. Die Steuerwelle
8 treibt über Schraubenräder i2 eine Stanzwelle 13 an. Diese Stanzwelle 13 trägt
ihrerseits zwei Nockenscheiben 14 (Abb. 2 und 3) , zum Steuern der Stanzbewegung,
eine Nockenscheibe 15-zumEin- undAusschalten desPutzvorganges und eine Nockenscheibe
16 zum Ein- und Ausschalten des Vorschubes der Kette.
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Die Elektroden 17 (Abb. i) werden von zwei Haltern 18 getragen, die
als Hebel ausgebildet sind. Ein Teil von jedem Hebel ist vom anderen isoliert und
dient zur Befestigung der Elektroden 17. Außerdem ist er mit einem Behälter mit
Kühlwasser versehen. Die Hebel schwingen um Achsen ig und tragen an ihrem den Elektroden
abgekehrten Enden Rollen 2o, die mit einer Exzenterscheibe 21 in Fühlung stehen.
Die beiden Rollen 2o werden über eine Feder in dauernder Berührung mit der Exzenterscheibe
ai gehalten, die die beiden Halter 18 berührt.
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Die zu verschweißende Kette liegt auf einem Gleittisch 22 (Abb. i
und 4) der mittels Stützen 23 und 24 auf der Rückseite der Maschine angebracht ist.
Das jeweils zu verschweißende Kettenglied wird durch einen mittels einer Mutter
26 regelbaren Anschlag 25 an Ort und Stelle gehalten (Abb. i und 4). Die Exzenterscheibe
21 sitzt auf einer waagerechten Welle 27, die in zwei Kugellagern 28 (Abb. 2) im
Maschinenrahmen ruht. Diese Welle trägt ein Ritze129 (Abb.6), das die Hubvorrichtung
für die Gegengewichte antreibt, eine Nockenscheibe 30 zur Steuerung der Kupplung,
eine Steuerscheibe 31, auf der sich die Kette für die Gegengewichte abwickeln kann,
einen Hebel 32 für eine Bremsklinke und schließlich an ihren Enden Unterbrecherscheiben
33 und 34.
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Die Hubvorrichtung für das Gegengewicht 46 (Abb. 6) besteht aus einer
Daumenscheibe io, die mittels einer Rolle einen an dem Segment 36 angelenkten Hebel
35 steuert. Das Segment 36 ist um die Achse 37 drehbar gelagert und steht mit dem
auf der Welle 27 sitzenden Ritze129 (Abb. 2) in Eingriff.
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Die Kupplungseinrichtung (Abb. 5) besteht aus der mit Klauen besetzten
Muffe i i, deren ebenfalls mit Klauen besetzte Gegenmuffe auf dem Kegelrad 7 befestigt
ist. Dieses Kegelrad 7 kann sich lose auf der Welle 8 drehen. DieMuffeii wird durch
eineFeder38(Abb.2) mit ihrer Gegenmuffe in Eingriff gehalten, jedoch entkuppelt,
sobald sich eine Rolle 39 in die Ausnehmung 4o (Abb. 5) einlegt. Die Rolle 39 sitzt
auf einem Hebel 44 der auf die
Achse 42 aufgekeilt ist; ein weitererHebel
43 (_4bb. 2), der ebenfalls auf der Achse 42 sitzt, wird durch einen Lenker q4 gesteuert,
der um die Welle 27 drehbar gelagert ist und eine Rolle 45 trägt. Diese Rolle 45
wird gegen die Nockenscheibe 3o durch eine auf dem Lenker 4..4 angebrachte Feder
angepreßt.
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Das Gegengewicht 46 (Abb. i und 7) hängt am Ende einer Kette 46',
die sich um die Steuerscheibe 31 (Abb. z) herumwickeln kann, indem sie dabei über
eine Rolle 47 läuft.
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Der Niedergang des Gegengewichtes 46 wird durch eine Ölbremse (Abb.
8) verlangsamt. Sie besteht aus einem Zylinder 48, in dein sich ein Kolben 49 auf
und ab bewegen kann. Dieser trägt auf seiner Oberseite ein durchlöchertes Ventil
50, um das Öl allmählich beim Niedergang des Kolbens 49 durchtreten zu lassen.
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Auf dem Kolben 49 ist eine senkrechte Stange 5 i von rechteckigem
Querschnitt befestigt, und auf dieser wiederum befindet sich eine Knagge 53, gegen
die eine Klinke 54 sich anlegen kann. Eine Rückzugfeder 55 führt den Kolben 49 in
seine unterste Stellung zurück, sobald die Knagge 53 von der Klinke 54 freigegeben
worden ist.
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Der Unterbrecher (Abb.9) besteht aus einem festen Kontakt 56 und einem
beweglichen Kontakt 57, der von zwei regelbaren Scheiben 33 (Abb. -,) gesteuert
wird. Die beiden letzteren tragen an ihrem Umfang eine Ausnehmung, welche in einem
vorgegebenen Zeitpunkt den beweglichen Kontakt v erschwenkt und dadurch den Stromkreis
öffnet. Der beweglicheKontaktwird gegen denfesten Kontakt durch eine Rückzugfeder
angepreßt.
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Die Vorschubeinrichtung für die Kette (Abb. io) besteht aus einerKulisse9
(Abb. i), die am Ende der Welle 8 sitzt und den Weg einzustellen gestattet. An der
Kulisse 9 sitzt ein Lenker 58, der einen Schieber 59 bewegt. Der Schieber 59 steht
über ein Gelenkpaar 6o mit der Froschklemme 61 für das Kettenglied in Verbindung.
Die Froschklemme 61 wird von zwei Achsen getragen, die auf einem weiteren Schieber
62 befestigt sind.
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Am unteren Ende des zweiten Schiebers 62 ist ein Bremshebel. 63 (Abb.
i) angelenkt, der bei Beginn jeder Bewegung des Schiebers 62, gleichviel ob sie
nach vorn oder nach hinten verläuft, den Schieber bremst und es zuläßt, daß die
Froschklemme 61 die einzelnen Kettenglieder vor ihrer Mitnahme freigibt oder erfaßt.
DieÖffnungsbewegungwirddurch einen Klotz geregelt. Die Spannung der Kette erfolgt
mittels einer Stange 64 (Abb. i und 3), die dieselbeBewegung ausführt wie derSchieber
59, mit dem sie sich durch zwei Klauen65 (_gbb. 3) verbunden ist. Am anderen Ende
der Stange ist eine Stütze 66 (Abb. i und 3) für eine Klinke 67 angebracht. Die
Klinke stützt sich gegen das Ende der Kette und hält diese gespannt.
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Die Halteeinrichtug für die Kette (Abb. i i) hat zur Aufgabe, diese
während des Rückganges der Froschklemme an Ort und Stelle zu halten. Sie besteht
aus einem Druckstück 68, das mittels zweier Federn gegen die Kette geführt wird,
und einer senkrechten Spindel 70, an die ein Hebel 71 angelenkt ist. Der Hebel 71
wird von einer auf der Welle 13 (Abb. 3) befestigten Nockenscheibe 16 gesteuert.
Die zur Beseitigung des beim Schweißen entstehenden Grates dienende Stanzeinrichtung
(Abb. 12) besteht aus zwei Matrizenhaltern 73, die um eine Achse 74 schwenkbar sind.
Sie werden von einer Scheibe 14 auf der Stanzwelle 13 hin und her bewegt.
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Die zur Beseitigung des beim Stanzen entstehenden Grates dienende
Putzvorrichtung (Abb. 1, 3 und 13) besteht aus einem Winkelhebel 75, der um eine
Achse 76 schwenkbar ist. Dieser Winkelhebel 75 wird durch eine auf der Stanzwelle
13 sitzende Nockenscheibe 15 gesteuert. Der Hebel 75 bewegt seinerseits einen
Schieber 77 hin und her, dessen vorderes Ende ein Gleitstück trägt. An diesem Gleitstück
sitzt das Putzwerkzeug 78. Das zu bearbeitende Kettenglied legt sich dabei gegen
einen Anschlag 79, der auf der Stütze 24 befestigt ist.
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Zur Abstellung des selbsttätigen Arbeitsganges der Maschine dient
eine Klinke 8o (Abb. i unten) und ein zu ihr gehöriges Daumenrad. Die Klinke wird
von einer Feder belastet und von einer an einem Handhebel 82 angelenkten Stange
81 bewegt.
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Der Schweißstrom wird der Sekundärwicklung eines Transformators 83
(Abb. i oben) entnommen, der an die Elektroden durch nachgiebige Kabel 84 angeschlossen
ist. Der Druck wird durch denUnterbrecher34 (Abb.2 und 9), der im Primärkreis des
Transformators liegt, ein- und ausgeschaltet.
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Die Maschine wirkt wie folgt: In der Ruhelage sind die Elektroden
17 (Abb. 4) voneinander entfernt und werden in dieser Lage durch die Klinke 8o (Abb.
i) gehalten. Durch Druck auf den Handhebel 82
(Abb. i) werden die Elektroden
17 freigegeben, und der selbsttätige Arbeitsgang der Maschine kann nunmehr seinen
Fortgang nehmen, indem man den Handhebel 82 in seiner Freigabelage durch einen Sperrstift
sichert.
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Die zu verschweißende Kette wird in ihrer Schweißstellung durch die
Froschklemme 61 (Abb. io) gehalten. Hierbei haben die Rollen 2o (Abb. i) der Elektrodenhalter
18 die kürzeste Entfernung von der Welle 27. Die Exzenterscheibe
ai
nimmt dabei eine Stellung ein, die um 9o° gegen die der Abb. i verdreht ist; das
gleiche gilt von der Steuerscheibe 31 (Abb. 7).
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Unter der Wirkung des Gegengewichtes 46 und seiner Kette 46' dreht
sich die Steuerscheibe 3 1 in der Pfeilrichtung und bewirkt dadurch eine
Drehung der Welle 27. Die Exzenterscheibe 21 führt die Elektrodenhalter 18 gegeneinander,
und die Elektroden 17 (Abb.4) gehen abwärts und nähern sich der zu verschweißenden
Kette.
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Um zu verhindern, daß die Elektroden 17 zu gewaltsam auf das Kettenglied
auftreffen und es zerquetschen, wird die Bewegung einmal durch die Form desUmfanges
der Steuerscheibe 31 gebremst, deren Halbmesser in Richtung der Drehbe-,vegung
zunimmt(Abb.7), und zum andernmal - durch die Ölbremse (Abb. 8).
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Denn während dieser Zeit ist die Klinke 54 (Abb. 8) mit der Knagge
53 in Eingriff und veranlaßt dadurch ein Hochgehen des Kolbens 49. Sein Ventil 5o
ist infolgedessen geschlossen, und das Öl fließt langsam durch die Öffnungen
im Ventil durch. Die Durchflußgeschwindigkeit kann durch die Öffnung des Hahnes
85 (Abb. 8) vergrößert werden. In dem Augenblick, in dem die Elektroden auf dem
Kettenglied aufliegen (Abb. 4), gibt die Klinke 54 (Abb. 8) die Knagge 53 frei,
und der Kolben 49 nimmt unter der Wirkung seiner Rückzugfeder 55 seine unterste
Stellung wieder ein. In diesem Augenblick gibt die Unterbrecherscheibe 33 (Abb.
9) mittels der auf ihrem Umfang vorgesehenen einstellbaren Ausnehmung 86 den beweglichen
Kontakt 57 frei, der sich nunmehr gegen den festen Kontakt 56 anlegen kann und so
einen Stromschluß für den Elektrodenstrom herstellt.
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Das Kettenglied, das von einem ziemlich hohen Strom mit ausreichender
Spannung durchflossen wird, erwärmt sich an der Stelle des größten Widerstandes,
d. h. an dem Berührungspunkt der beiden miteinander zu verschweißenden Enden des
Gliedes (Abb.4). Das Metall wird erweicht. Die Elektroden setzen unter der Wirkung
des Gegengewichtes ihre Abwärtsbewegung fort und schieben unter Druck die beiden
zu verschweißenden Enden des Kettengliedes ineinander. Sobald die Schmelztemperatur
erreicht ist, führt der selbsttätige Unterbrecher durch seinen Vorsprung 87 (Abb.
9) den beweglichen Kontakt 57 von dem festen Kontakt 56 fort und schaltet damit
den Heizstrom aus. Die Drehung der Welle 27 wird für einen kurzen Zeitraum unter
Wirkung des Gegengewichtes 46 fortgesetzt. Der Druck der Elektroden 17 auf das Kettenglied
wird noch verstärkt und bewirkt die Bildung eines Schweißgrates. Die Nockenscheibe
30 (Abb. 5) der Kupplung verschiebt den Lenker 44. Hierdurch wird die Rolle 39 aus
der Ausnehmung 4o der Klauenkupplung entfernt, und die Kupplug wird unter der Wirkung
einer Feder eingerückt. Die Steuerwelle 8 kann nunmehr ihre einen vollen Umlauf
umfassende Drehung beginnen.
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Das verschweißte Kettenglied wird durch die Froschklemme 61, die ihre
Lage nicht verändert hat, immer noch an Ort und Stelle gehalten, und die Kette bleibt
durch die Klinke 67 (Abb. i) gespannt.
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Die Welle 8 nimmt bei ihrer Drehung über die Schraubenräder i2 die
Welle 13 mit. Diese hebtüberdieNockenscheibei4 (Abb.i2) die beiden Hebel
73 an, deren Matrizen den noch warmen Schweißgrat abdrücken. Währenddessen
hat die Nockenscheibe 15 den Hebel 75 (Abb. i, 3 und 13) gesteuert, welcher den
Schieber 77 nach vorn mitnimmt. Das daran befestigtePutzwerkzeug 78 geht gleichfalls
mit nach vorn und nimmt dabei den beim Stanzen entstandenen Grat fort, der ihm gegenüberliegt
(Abb. z3). Die Nockenscheibe 16 dagegen läßt den Hebel 7i (Abb. i i) frei,
und das Druckstück 68 wird durch seine Federn kräftig auf die Kette aufgepreßt,
so daß sich diese nicht längsverschieben kann. Während dieser Zeit hat derLenker
58 (_4bb. i, :2, 3 und i o) seinen Rückgang begonnen. Der Schieber 59 bewegt über
die Gelenke 60 die Klammern der Froschklemme 61, wobei der zweite Schieber 62 (Abb.
i), an den die Klammern angelenkt sind, durch die Bremse 63 an Ort und Stelle gehalten
wird. Die Froschklemme 61 öffnet sich und gibt das Kettenglied frei, bis ihre Öffnungsbewegung
durch einen Anschlag begrenzt wird. Der Schieber 62 wird darauf bis zum Ende des
Rückganges mitgenommen. In diesem Totpunkt schließen sich die Klammern der Froschklemme
61 wieder über einem neuen Kettenglied; das von ihnen vorgeschoben werden soll.
Die Kettensperre wird nunmehr freigegeben, und das Kettenglied wird bis an die Schweißstelle
unterhalb der Elektroden 17 geführt. Nunmehr nimmt die Spannklinke 67 (Abb. i und
3)
ihre wirksame Lage auf einem neuen Glied wieder ein und hält die Kette
wiederum gestreckt: Vor dem Vorschub der Kette legt sich die Daumenscheibe io (Abb.
6) gegen die Rolle des Hebels 35 und lüftet dadurch die Elektroden 17 völlig; diese
nehmen infolgedessen ihre Hochlage wieder ein und geben das Kettenglied frei. In
diesem Augenblick führt die Klammer ein neues Glied auf die Schweißstelle.
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Sobald die Steuerwelle 8 eine Umdrehung zurückgelegt hat, legt sich
die Rolle 39 des
Hebels 41 (Abb. 5) in ihre Ausnehmung 40 und bewirkt
dadurch die Entkupplung und das Stillsetzen der Welle B. Damit ist der Kreislauf
der einzelnen Arbeitsbewegungen abgeschlossen, und die Verschweißung eines neuen
Kettengliedes kann nunmehr vonstatten gehen.
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Ein halbselbsttätiger Betrieb, wie er zur Ausbesserung der Kette erforderlich
ist, kann einfach dadurch eingestellt werden, daß man die Klinke 8o freigibt, welche
dadurch die Welle 27 stillsetzt und alle weiteren Arbeitsbewegungen verhindert.
Durch Druck auf den Handhebel 82 wird die Klinke 8o wieder ausgelöst, und der Kreislauf
der Arbeitsbewegungen kann von neuem beginnen.
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Da der zur Verschweißung erforderliche Druck unmittelbar von den Heizelektroden
ausgeübt wird, so trägt er in erhöhtem Maße zur Erweichung des Metalls bei. Die
eigentliche Gestalt des zur Schweißung vorbereiteten Kettengliedes und die Lage
der Elektroden auf diesem Grat ergeben eine gleichmäßigere Verteilung der Wärme
über die Schweißstellen und deshalb eine raschere und bessere Schweißunu.
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Sämtliche selbsttätig verlaufenden Bewegungen werden von einer einzigen
Welle abgeleitet, die auf Kugellagern ruht und die Maschine außerordentlich empfindlich
macht. Alle anderen Bewegungen, die Widerstände hervorrufen, sind von dieser Welle
unabhängig. Die Maschine kann sowohl zur Herstellung von Ketten mit Grat als ohne
Grat verwendet werden. Im ersten Falle brauchen lediglich die Matrizen oder die
Putzwerkzeuge entfernt zu werden. Die Maschine kann auch halbselbsttätig bedient
werden; in diesem Falle werden die Klemmen für den Vorschub abgenommen und der Handhebel
für dieSperrklinke bewegt.