Widerstandsabbrennschweissmaschine Die Erfindung betrifft eine Widerstandsabbrenn- schweissmaschine mit wenigstens einem zum Werk stückvorschub dienenden hydraulischen Zylinder, des sen Rückschubraum mit einem gesteuerten Ventil in Verbindung steht, das zur Ausführung eines plötz lichen Stauchstosses den Rückschubraum des hydrau lischen Zylinders mit einer entlasteten Druckmit telableitung verbindet. Diese Maschine ist zum Widerstandsabbrennschweissen mit oder ohne Vor wärmen bestimmt.
Von einer solchen Maschine wird gefordert, dass die während des Verfahrensschrittes des Abbrennens kleine Vorschubgeschwindigkeit beim Übergang zum Verfahrensschritt des Stauchens plötzlich erheblich zunimmt. Um dieser Forderung zu entsprechen, ist es notwendig, dass im Bruchteil einer Sekunde eine relativ grosse Menge Druckflüssigkeit (Öl) aus dem Rückschubraum des hydraulischen Zylinders für den Werkstückvorschub abgeleitet wird. Das ist mit den üblichen Magnetventilen nur in ungenügendem Masse möglich.
Die Erfindung bezweckt, der genannten Forde rung in erhöhtem Masse zu genügen.
Zu diesem Zwecke ist bei der erfindungsgemässen Maschine das Ventil hydraulisch gesteuert und ist der zum Schliessen des Ventils unter Druck zu setzende Arbeitsraum des hydraulischen Steuerzylinders des Ventils wahlweise mit einer unter Druck stehendes Druckmittel führenden Leitung oder mit einer ent lasteten Druckmittelableitung verbindbar und ist der lichte Querschnitt des Ventilsitzes kleiner als die in Ventilschliessrichtung beaufschlagbare Fläche des Kolbens des hydraulischen Steuerzylinders des Ven tils.
Der Erfindungsgegenstand ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht. Die einzige Figur zeigt ein teilweises Schema einer Ausführungsform der Maschine.
Die Maschine, auf welche sich das Schema be zieht, hat für den Werkstückvorschub zwei hydrau lische Zylinder 1 und 2 mit Kolben 3 und 4 und Kolbenstangen 5 und 6. Die Kolbenstangen 5 und 6 sind mit dem nicht dargestellten Vorschubschlitten der Maschine verbunden.
Die Vorschubräume 7 und 8 der Zylinder 1 und 2 sind durch eine verzweigte Leitung 9 mit dem Hochdruckzylinder 10a eines Druckübersetzers 10 verbunden. An die Leitung 9 sind eine Drucköl leitung 11 mit einem Rückschlagventil 12 und einem steuerbaren Ventil 13 und eine Ölableitung 14 mit einem steuerbaren Ventil 15 angeschlossen. Die Mit tel zum Einfüllen des Öles und für den Ölwechsel sind in der Zeichnung nicht dargestellt. Eine Leitung 16 mit einem steuerbaren Ventil 17 verbindet den Arbeitsraum des Niederdruckzylinders 10b des Druckübersetzers 10 wahlweise mit einem Druck luftbehälter 18 oder mit einer Entlastungsleitung 19.
Die Maschine hat einen Doppelzylinder 20, wel cher einen hydraulischen Steuerzylinder 20a und einen pneumatischen Steuerzylinder 20b umfasst. Im Zylinder 20a ist ein Kolben 21 verschiebbar, der mit einem Ventilkegel 22 verbunden ist. Aus den Rückschubräumen 23 und 24 der Zylinder 1 und 2 führt eine verzweigte Leitung 25 koaxial in den Zylinder 20a. Die Mündung dieser Leitung 25 bil det einen Sitz 26 für den Ventilkegel 22.
Das dem Ventilsitz 26 abgewandte Ende des Zylinders 20a ist mittels eines Dreiweg-Steuerventils 27 entweder durch eine Leitung 28 mit der Leitung 25 oder durch eine Leitung 29 in einen dem Sitz 26 benachbarten Ring raum 31 des Zylinders 15a verbindbar. In der Lei tung 29 liegt eine steuerbare Drossel 30. An den Ringraum 31 ist eine entlastete Ölableitung 32 an- geschlossen. An die Leitung 25 sind eine Druck ölleitung 33 mit einem Ventil 34 und eine Ölab- leitung 35 mit einem Ventil 36 angeschlossen.
In dem Zylinder 20b ist ein Kolben 37 verschiebbar, welcher mit dem Kolben 21 verbunden ist. Das dem Sitz 26 abgewandte Ende des Zylinders 20b ist an ein Ventil 38 angeschlossen, welches es ermöglicht, den in der Zeichnung links des Kolbens 37 liegenden Zylinderraum wahlweise entweder mit dem Druck luftbehälter 18 oder mit der Aussenluft zu verbinden.
Der innere Durchmesser des Zylinders 20a und der Durchmesser der Kolbenstange, welche die Kol ben 21 und 37 miteinander verbindet, sind so ge wählt, dass die wirksame Fläche der in der Zeich nung linken Seite des Kolbens 21 grösser ist als der lichte Querschnitt des Sitzes 26.
Die Leitungen 25 und 32 haben einen verhält nismässig grossen Querschnitt, um beim Stauchvor gang einen raschen Abfluss einer grossen Ölmenge aus den Rückschubräumen 23 und 24 der Zylinder 1 und 2 zu ermöglichen. Die Leitungen 14, 32, 35 führen in einen (nicht dargestellten) Ölbehälter. Die Leitungen 11 und 33 erhalten Öl unter Druck aus diesem Behälter. (Die Mittel, mit welchem das Öl unter Druck in die Leitungen 11 und 33 gefördert wird, sind in der Zeichnung nicht dargestellt.) Die Ventile 13, 15, 17, 27, 34., 36 und 38 sind Magnetventile, deren Magnetwicklung von einem nicht dargestellten Steuergerät gemäss dem Schweiss programm erregt werden.
Bei der betriebsbereiten Maschine sind der Ar beitsraum des Hochdruckzylinders 10a, die Vor schubräume 7, 8 und Rückschubräume 23, 24 der Zylinder 1 und 2, der in der Zeichnung links des Kolbens 21 liegende Raum des Zylinders 20a und die mit diesen Räumen kommunizierenden Leitun gen mit Öl gefüllt.
Es dienen die Ventile 13 und 36 zur Einstellung der Vorschubgeschwindigkeit beim Abbrennen, die Drossel 30 zur Einstellung der Beschleunigung des Vorschubes beim Übergang vom Abbrennen zum Stauchen.
Die Wirkungsweise des beschriebenen Teiles der Maschine ist folgende: Am Anfang des Abbrennvorganges befinden sich die Kolben 3 und 4, die Kolben 21, 37 und der Ventilkegel 22 sowie der Doppelkolben des Druck übersetzers 10 in der in der Zeichnung dargestellten Lage. Das Ventil 38 verbindet den Arbeitsraum des Zylinders 20b mit der Aussenluft. Das Ventil 27 verbindet den in der Zeichnung links des Kolbens 21 liegenden Zylinderraum mit der Leitung 25. Das Ventil 17 verbindet den Arbeitsraum des Nieder druckzylinders lob mit der Aussenluft. Die Ventile 13, 15, 34 sind geschlossen, das Ventil 36 ist geöffnet.
Der Abbrennvorschub wird eingeleitet, indem das Ventil 13 geöffnet wird. Dann gelangt zusätz liches Drucköl durch die Leitungen 11 und 9 in die Zylinderräume 7 und B. Die Kolben 3 und 4 werden in der Zeichnung nach links gedrückt und üben einen Druck auf das Öl in den Zylinderräumen 23 und 24 und der Leitung 25 aus. Unter diesem Druck steht auch das Öl in dem in der Zeichnung linken Raum des Zylinders 20a, welcher durch das Ventil 27 und die Leitungen 28 und 25 mit den Zylinderräumen 23 und 24 verbunden ist.
Da die in der Zeichnung linke Seite des Kolbens 21 eine wirksame Fläche hat, die grösser ist als der lichte Querschnitt des Sitzes 26, wird der Ventil kegel 22 gegen seinen Sitz gepresst, und zwar mit einer Kraft, welche um so grösser ist, je grösser der auf den Ventilkegel 22 wirkende Öldruck ist. Da durch wird insbesondere auch bei grosser lichter Weite des Ventilsitzes 21 und hohen Öldruck ein Abfliessen des Drucköls in die Entlastungsleitung 32 zuverlässig verhindert. Das Drucköl kann nur durch das Ventil 36 abfliessen. Die Geschwindig keit des Abbrennvorschubes hängt demnach von der Einstellung der Ventile 13 und 36 ab und ist mit tels dieser Ventile regelbar.
Zur Einleitung des Stauchvorganges wird das Ventil 17 in die Stellung gebracht, in welcher der Arbeitsraum des Niederdruckzylinders 10b mit dem Druckluftbehälter 18 verbunden ist, so dass der Druckübersetzer 10 den Öldruck in den Zylinder räumen 7 und 8 erhöht, wobei das Rückschlag ventil 12 schliesst. Ausserdem wird das Ventil 27 in die Stellung gebracht, in welcher es den in der Zeichnung linken Raum des Zylinders 20a durch die Leitung 29 mit dem Ringraum 31 verbindet, welcher mit der Entlastungsleitung 32 kommuniziert. Dadurch wird der in der Zeichnung linke Raum des Zylinders 20a vom Öldruck entlastet. Der Öldruck wirkt nun nur noch in der Zeichnung von rechts auf den Ventilkegel 22.
Der Ventilkegel 22 wird folglich in der Zeichnung nach links gestossen, und dadurch wird im Ringraum 31 ein grosser Durchlass zwischen der Leitung 25 und der Entlastungslei tung 32 gebildet. Durch diesen Durchlass kann das<B>öl</B> aus den Zylinderräumen 23 und 24 plötzlich unter Überwindung eines nicht nennenswerten Widerstan des abfliessen. Dadurch wird die Bewegung der Kol ben 3 und 4 und damit der Werkstückvorschub plötzlich stark beschleunigt. Das Mass dieser Be schleunigung hängt von der Geschwindigkeit ab, mit welcher der in der Zeichnung linke Raum des Zy linders 20a vom Druck entlastet wird. Diese Ent lastungsgeschwindigkeit ist mittels der Drossel 30 einstellbar.
Es ist zu beachten, dass der Ventilkegel 22 durch den Öldruck während des Abbrennens in Schliess lage gehalten und bei Auslösung des Stauchvorgan- ges durch den Öldruck in Offenstellung gestossen wird. Dabei wird mit geringem technischem Auf wand ein auch bei hohem Öldruck zuverlässiger Verschluss sichergestellt und ein plötzliches, weites Öffnen dieses Verschlusses in einfacher Weise er möglicht. Die dichtende Kraft und die Kraft beim Öffnen ist selbsttätig dem Öldruck angepasst.
Nachdem die Schweissung durchgeführt wurde, werden die Ventile 17 und 27 wieder in ihre Aus gangsstellung gebracht, in welcher der Arbeitsraum des Niederdruckzylinders 10b des Druckübersetzers 10 mit der Aussenluft und der in der Zeichnung linke Raum des Zylinders 20a durch die Leitung 28 mit der Leitung 25 verbunden ist. Die Ventile 13 und 36 werden geschlossen, und das Ventil 34 wird geöffnet. Ausserdem wird der Kolben 37 durch Betätigung des Ventils 38 kurzzeitig mit Druckluft beaufschlagt, so dass der Ventilkegel 22 wieder in Schliesslage gebracht wird.
Das durch die Leitung 33 und das Ventil 34 in die Leitung 25 einströmende Öl drückt dann die Kolben 3 und 4 und den Doppel kolben des Druckübersetzers 10 in die in der Zeich nung dargestellten Ausgangslagen zurück, wobei noch das Ventil 15 geöffnet wird, wenn der Doppelkol ben des Druckübersetzers 10 die in der Zeichnung dargestellte Lage erreicht hat, woraufhin das für den Abbrennvorschub in die Zylinderräume 7 und 8 gedrückte Öl durch die Leitung 14 entweichen kann.