DE2048855C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von aus zwei parallelen Längsstäben und sprossenartig zwischengeschweiBten Querverbindern bestehenden Bauelementen aus Stahl - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von aus zwei parallelen Längsstäben mit sprossenartig zwischengeschweißten Querverbindern bestehenden Bauelementen aus Stahl. Derartige Bauelemente werden unter der Marke »bi-Stahl« vertrieben und dienen hauptsächlich als Bewehrungselemenle für Beton.

Das bisher übliche Herstellungsverfahren von Bauelementen der angegebenen Art besteht darin, daß die Langsstäbe dem Schweißort in konvergierenden Richtungen derart zugeführt werden, daß ihr gegenseitiger Abstand ,im 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 Langsstäbe sodann beiderseits durch von außen her wirkende Schweißelektroden gegen die Enden der Querverbinder gedrückt und mit diesen, vorzugsweise durch Serienpunktschweißung, verschweißt werden, worauf das Stabpaar um einen Teilschritt vorgeschoben wird. Die Langsstäbe werden dabei intermittierend vorgeschoben, und die Verschweißung der Längsstäbe mit den Querverbindern erfolgt während der Stillstandzeit der Längsstäbe.

Es ist bekannt, geschweißte Gitter aus einander kreuzenden Stahldrähten kontinuierlich herzustellen, indem die Längsdrähte und die mit ihnen zu verschweißenden Querdrähte zwischen als Kreissegmente ausgebildeten Elektroden hindurchgeführt werden, deren normal zur Ebene des herzustellenden Gitters verschieblich gelagerte Drehpunkte durch Federkräfte in Richtung zur Gitterbahn hin belastet werden, wobei die kreissegmentförmigen Elektroden um ihre Drehpunkte in dem einen Drehsinn motorisch verschwenkbar und mittels Federn in eine vorgegebene Ausgangslage rückstellbar sind.

Weiters ist eine Maschine zum Herstellen geschweißter Drahtgitter bekannt, die zwei drehbare, parallel zu den Querdrähten des Gitters angeordnete Trommeln aufweist, zwischen welchen die Längs- und die Querdrähte hindurchgeführt und beim Durchgang miteinander verschweißt werden, wobei die Schweiß- und Gegenelektroden am Umfang an der Trommel verteilt angeordnet sind und eine Trommel Halterungen für die Querdrähte aufweist.

Schließlich ist eine automatische, mehrstufige Ma-

schine zum Herstellen von Drahtrosten bekannt, in welcher eine Vielzahl von Drahtstangen an vorgeformten Drahtrahmen angeschweißt wird. Die Drahtrahmen werden dabei mittels eines angetriebenen Transportbandes an einem Elektroden tragenden Elektrodenrad vorbeigeführt, das mit einem glatten Metallrad als alien Elektroden gemeinsame Gegenelektrode zusammenwirkt.

Für Bauelemente der eingangs beschriebenen Art lassen sich Verfahren deswegen nicht vorteilhaft anwenden, weil die zum Schweißen erforderliche Zeit mit zunehmendem Drahtdurchmesser ebenfalls zunimmt, weswegen man gezwungen wäre, mit Rücksicht auf die relativ großen Stabdurchmesser, die bei den genannten Bauelementen in Frage kommen, mit sehr langsamen Vorschubgeschwindigkeiten zu arbeiten, um eine befriedigende Schweißung ohne Aufheizuitg weiter Bereiche der Längsstä'be beidseits der Stege /u erzielen. Der Ausstoß wäre daher geringer als bei den bisher benutzten intermittierend arbeitenden Maschinen.

Als Längsstabmaterial für solche Bauelemente werden vorzugsweise kaltbearbeitete Stähle hoher Festigkeit verwendet, deren Oberfläche entweder glatt sein oder jede bekannte Art von Rippung — beispielsweise nach Art der bekannten Queri- oder Kari-Stähle — aufweisen kann. Um sicherzustellen, daß das Bauelement überall die gewünschten Festigkeitseigenschaften hat, auch in den Bereichen, die der Einwirkung der zum Schweißen erforderlichen Wärme ausgesetzt sind, kann man in bekannter Weise die Stahlanalysen der Materialien, aus denen die Längsstäbe bzw die Querverbinder hergestellt sind, so aufeinander abstimmen, daß in dem der Schweißhitze ausgesetzten Bereich eine Wärmevergütung stattfindet. Solange der beim Schweißen erhitzte Bereich auf die unmittelbare Umgebung der Verbindungsstelle zwischen Längsstäben und Querverbindern beschränkt bleibt, kann die bei kaltbearbeileten Stählen auftretende Verschlechterung der Materialeigenschaften zufolge der Hitzeeinwirkung stets durch geeignete Wahl der Stahlanalysen kompensiert werden, etwa durch Kohlenstoffaustausch zwischen einem kohlenstoffarmen und einem kohlenstoffnichen Stahl.

Wenn jedoch größere, von der Verbindungsstelle mit den Querverbindern weiter entfernte Bereiche der Längsstäbe der Hitzeeinwirkung ausgesetzt sind, ist es nicht mehr möglich, durch Wärmevergütung eine völlige Gleichmäßigkeit der Materialeigenschaften, die vom Standpunkt der späteren Verwendung der Bauelemente eine absolute Notwendigkeit ist, zu garantieren.

Die Erfindungsaufgabe besteht nun darin, ein Verfahren anzugeben, mit dem Bauelemente der eingangs geschilderten Art mit bedeutend höherer Produktionsgeschwindigkeit als bisher hergestellt werden können, und zwar ohne erhöhten Elektrodenverschleiß und unter Beibehaltung der bisher mit anderen Verfahren erziehen Materialeigenschaften d<*s Fertigproduktes.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen von aus zwei parallelen Längsstäben und sprossenartig zwischengeschweißten Querverbindern bestehenden Bauelementen aus Stahl, bei dem die Längsstäbe der Schweißmaschine konvergierend zugeführt und die Querverbinder in den Zwischenraum zwischen den Längsstäben eingeführt werden, besteht darin, daß bei kontinuierlichem Vorschub der Längsstäbe zur Durchführung einer Schweißung nach der Serienpunktmethode Elektroden verwendet werden, die von je einem Steuermechanismus in jener Ebene auf geschlossenen Kurvenbahnen bewegt werden, welche von den beiden Längsstäben im Bereich ihrer Verschweißung mit den Querverbindern eingenommen wird, wobei die Elektroden in diesem Bereich von außen her derart gegen die Längsstäbe gedruckt werden, daß der jeweils zwischen den Längsstäben liegende Querverbinder in der für die Schweißung richtigen Relativlage zwischen diesen festgeklemmt wird, und wobei im Verlauf der Weiterbewegung der Längsstäbe und des zwischen ihnen festgeklemmten Querverbinders mittels der längs ihrer Bahnkurven mitbewegten Elektroden, die längs der Mitbewcgungsstrecke an den Längsstäben so abgewälzt werden, daß die Abwälzstrecke der Elektroden die durch die Querverbinder verlaufende Schweißstrecke überdeckt, die Schweißung durchgeführt wird, worauf die Elektroden im anschließenden Teil ihrer Bahnkurve wieder von den Längsstäben abgehoben werden.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren werden die einzelnen Bestandteile, aus denen die Bauelemente zusammengesetzt werden, kontinuierlich fortbewegt, wozu ein zweiter, vom Elektrodenantrieb unabhängiger Antriebsmechanismus erforderlich ist. da die Bewegung der Bauelemente bzw. ihrer Einzelteile auch dann fortgesetzt werden muß, wenn die Elektroden sich nicht mehr zur Durchfuhrung einer Schweißung in direkter Berührung mit den Längsstäben befinden.

Daraus resultiert ein weiteres Problem, dessen Lösung gleichfalls mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens erreicht wird Zwei Systeme, einerseits die Bauelemente bzw. ihre Bestandteile und andererseits die Elektroden, werden zeitweise in inniger Verbindung miteinander und zeitweise völlig unabhängig voneinander bewegt. Während die Elektroden von außen gegen die Längsstäbe gedrückt werden, wobei die erforderlichen Anpreßdrücke ziemlich groß sind, sind die beiden bewegten Systeme durch Reibungskräfte miteinander verbunden. Sobald jedoch die Elektroden sich von den Längsstäben entfernen, um den Rücklauf zu jenem Punkt, an welchem sie die Längsstäbe neuerlich erfassen sollen, anzutreten, ist die Verbindung zwischen beiden bewegten Systemen aufgehoben.

Soferne die Bewegungsvorgänge in beiden bewegten Systemen nicht völlig synchron abliefen, könnte es zu einem Gleiten der Elektroden an den Längsstäben kommen, welches zufolge der Hitzeentwicklung beim Schweißen zu raschem Verschleiß der Elektroden führte, wenn die beiden mit den Längsstäben mitbewegten Elektroden nicht befähigt wären, längs der Mitbewtgungsstrecke eine Abwälzbewegung an den Längsstäben auszuführen, wobei die Abwälzstrecke der Elektroden die von den Querverbindern durchsetzte Schweißstrecke überdeckt.

Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des geschilderten Verfahrens, die dadurch gekennzeichnet ist, daß an den Außenseiten der Vorschubwege der beiden Längsstäbe auf in sich geschlossenen, in der gleichen Ebene wie die Längsstäbe liegenden und streckenweise nahe den Vorschubwegen der Längsstäbe verlaufenden Bahnen bewegliche Elektroden sowie mit der Vorschubbewegung der Querverbinder synchronisierte, die Elektroden tragende Steuermechanismen zum Führen der Elektroden längs ihrer Bahnen und zum Andrücken derselben an die Längsstäbe unter Festklemmung der Querverbinder zwischen diesen vorgesehen sind, wobei die Elektroden an den sie tragenden Steuermeehanismen verdrehbar oder verschwenkbar angeordnet sind.

Die Erfindung ist an Hand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen in der nachfolgenden

Beschreibung näher erläutert.

F i g. 1 ist eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit kreisförmigen, rotierenden Elektrodenträgern, an deren Umfang eine Anzahl von Elektrodenrollen vorgesehen ist;

F i g. 2 ist eine Draufsicht auf ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung mit auf annähernd elliptischen Bahnen geführten Elektrodenrollen und deren Führungsmechanismus;

F i g. 3 ist eine Darstellung der Kinematik der Führung der Elektrodenrollen gemäß F i g. 2; und

F i g. 4 ist eine Draufsicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung mit ebenfalls auf annähernd elliptischen Bahnen geführten Elektroden, deren Führungsmechanismus und Kinematik jenen der Elektrodenrollen nach den F i g. 2 und 3 gleicht, wobei aber bei der Ausführung nach F i g. 4 an Stelle von Rollen pendelnd gelagerte Elektroden mit bombierten Kontaktflächen vorgesehen sind.

Bei der Ausführungsform der Erfindung nach F i g. 1 werden Längsstäbe 1, Γ und Querverbinder 2, 2', 2" kontinuierlich in Pfeilrichtung in der Schweißmaschine vorgeschoben. Der Vorschubmechanismus, der nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, ist in den Zeichnungen nicht dargestellt. Es ist aus den Zeichnungen deutlich zu ersehen, daß die Längsstäbe dem zwischen den Elektroden liegenden Schweißbereich konvergierend zugeführt werden, so daß die noch unverschweißten Querverbinder ohne Zwang zwischen die Längsstäbe eingeführt werden können.

Beiderseits des Schweißbereiches sind zwei kreisförmige Elektrodenträger 3,3' angeordnet, die in Richtung der Pfeile in Drehung versetzt werden können. Die Drehgeschwindigkeit der beiden Elektrodenträger wird dabei so mit der Vorschubgeschwindigkeit der Längsstäbe und Querverbinder synchronisiert, daß die Tangentialgeschwindigkeit jedes Umfangspunktes dem Betrag nach gleich der Vorschubgeschwindigkeit der Längsstäbe bzw. der Querverbinder ist.

Längs des Umfanges jedes Elektrodenträgers ist eine Anzahl radialer Schlitze 4 vorgesehen, in denen Elektrodenrollen 5 verschieblich geführt sind. Federn 6, die der Übersichtlichkeit halber nur beim Elektrodenträger 3' dargestellt sind, drücken die Elektrodenrollen in radialer Richtung nach außen.

Alle Elektroden eines Elektrodenträgers sind über nicht dargestellte Schleifkontakte mit einem Anschluß der Sekundärwicklung des Schweißtransformators verbunden, so daß alle Elektroden eines Elektrodenträgers gleiche, von den Elektroden des gegenüberliegenden Elektrodenträgers jedoch verschiedene Polarität haben. In einem gegebenen Zeitpunkt geht daher der Stromfluß beispielsweise von der Elektrodenrolle 5t des Elektrodenträgers 3 durch den Längsstab 1, den Querverbinder 2', den Längsstab Γ in die Elektrodenrolle 51' des Elektrodenträgers 3', so daß die beiden Längsstäbe mit dem Querverbinder durch eine Serienpunktschweißung verbunden werden.

Die Stromzuführung könnte auch so getroffen werden, daß ein Schleifring in einer Ebene parallel zur Ebene des Elektrodenträgers angeordnet und durch Federn gegen die in den Schlitzen 4 laufenden Achsstummel der Elektrodenrollen gedrückt wird.

Bei der Ausführung nach F i g. 2 sind zwei Elektrodenrollen 7, T auf als zweiarmige Hebel ausgebildeten Pleueln 10, 10' bei 14, 14' drehbar gelagert. Die Pleuel sind an einem Ende am Zapfen 8, 8' einer Kurbel 9, 9' angelenkt und am anderen Ende durch Gelenke 15, 15' mit Lenkern 11, 11' verbunden. Die Lenker 11, 11', die bei 12, 12' drehbar und unverschieblich gelagert sind,

ίο bestehen aus zwei teleskopartig gegeneinander verschieblichen Teilen und weisen in ihrem Inneren Federn 13 auf, die bestrebt sind, die Lenker auf ihre größtmögliche Länge zu strecken. Die nicht dargestellte Stromzuleitung zu den Elektroden erfolgt auch in diesem Falle durch Schleifkontakte.

Eine der vorstehend beschriebenen ähnliche Ausführungsform zeigt F i g. 4. In diesem Ausführungsbeispiel sind an Stelle der Elektrodenrollen im wesentlichen prismatische Elektroden 16, 16' mit kreiszylindrischen Abwälzflächen vorgesehen. Diese Elektroden werden durch zwei Federn 17,17' in einer Ruhelage normal auf die Achsen der Pleuel 10, 10' gehalten, aus der sie jedoch unter Verformung der Federn 17, 17' ausgelenkt werden können. Bei dieser Ausführungsform der Elektroden kann die Stromzuleitung durch flexible Bänder 18,18' erfolgen.

Die Bewegungsvorgänge bei den Ausführungsformen nach den F i g. 2 und 4 sind in F i g. 3 dargestellt. Bei Drehung der Kurbel von der Ausgangslage 0 in die Endlage 12 durchläuft der Anlenkpunkt der Elektrode eine ellipsenähnliche Bahn, deren mit 0" bis 12" bezeichnete Bahnpunkte den entsprechenden Punkten auf der Kurbelbahn zugeordnet sind. Werden die einzelnen Bauelemente bzw. die Bestandteile, aus denen die Bauelemente zusammengesetzt sind, in gleichen Zeiteinheiten um gleiche Wegstrecken vorgeschoben, so legen sie, während die Kurbel die Punkte 0 bis 6 durchläuft, die Wegstrecke 0' bis 6' zurück. Die Elektroden bleiben dabei zunächst auf dem Bahnast 0" bis 3" um die schraffiert angedeutete Wegstrecke hinter dem Schweißgut zurück, eilen dann bei 4" und 5" vor und haben schließlich bei 6" wieder die gleiche Wegstrecke wie das Schweißgut zurückgelegt

Da die Elektroden so konstruiert sind, daß sie sich gegenüber dem Elektrodenträger, also dem Pleuel 10, 10', verdrehen können, werden die erläuterten Wegunterschiede ohne Gleiten durch eine Abwälzbewegung der Elektroden an den Längsstäben ausgeglichen. Auch bei Verwendung von Elektrodenträgern nach F i g. 1 herrschen ähnliche Bewegungsverhältnisse, da der Geschwindigkeitsvektor an jener Stelle, an welcher die Tangente an die Kreisscheibe parallel zur Vorschubrichtung des Schweißgutes verläuft, gleichfalls parallel zum Vektor der Vorschubgeschwindigkeit der Bauelementeist

Es sei nur erwähnt, daß an Stelle der Lenker 11, 11' auch andere Führungen der Enden 15, 15' der Pleuel verwendet werden könnten, beispielsweise Geradführungen in Schlitzen, Geradführungen durch zwei gleich lange Hebel od. dgl.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

2 048 Paleniansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen von aus zwei parallelen Längsstäben und sprossenartig zwischengeschweißten Querverbindern bestehenden Bauelementen aus Stahl, bei dem die Langsstäbe der Schweißmaschine konvergierend zugeführt und die Querverbinder in den Zwischenraum zwischen den Längsstäben eingeführt werden, dadurch go- |_O kennzeichnet, daß bei kontinuierlichem Vorschub der Langsstäbe zur Durchführung einer Schweißung nach der Serienpunktmethode Elektroden verwendet werden, die von je einem Steuermechanismus in jener Ebene auf geschlossenen Kur- »enbahnen bewegt werden, welche von den beiden Längsstäben im Bereich ihrer Verschweißung mit den Querverbindern eingenommen wird, wobei die Elektroden in diesem Bereich von außen her derart gegen die Langsstäbe gedruckt werden, daß der jeweils zwischen den Längsstäben liegende Querverbinder in der für die Schweißung richtigen Relativlage zwischen diesen festgeklemmt wird, und wobei im Verlauf der Weiterbewegung der Längsstäbe und des zwischen ihnen festgeklemmten Querverbinders mittels der längs ihrer Bahnkurven mitbewegien Elektroden, die längs der Mitbewegungsstrecke an den Längsstäben so abgewälzt werden, daß die Abwälzstrecke der Elektroden die durch die Querverbinder verlaufende Schweißstrecke überdeckt, die Schweißung durchgeführt wird, worauf die Elektroden im anschließenden Teil ihrer Bahnkurve wieder von den Längsstäben abgehoben werden.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß an den Außenseiten der Vorschubwege der beiden Längsstäbe auf in sich geschlossenen, in der gleichen Ebene wie die Längsstäbe liegenden und strekkenweise nahe den Vorschubwegen der Längsstäbe verlaufenden Bahnen bewegliche Elektroden sowie mit der Vorschubbewegung der Querverbinder synchronisierte, die Elektroden tragende Steuermecha nisnien zum Führen der Elektroden längs ihrer Bahnen und zum Andrücken derselben an die Längsstäbe unter Festklemmung der Querverbinder zwischen diesen vorgesehen sind, wobei die Elektroden an den sie tragenden Steuermechanismen verdrehbar oder verschwenkbar angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuermechanismus der Elektroden aus einer in gleichförmige Rotation versetzbaren Kreisscheibe (3,3') besteht, die eine Anzahl radialer Schütze (4) aufweist, und daß in jedem der Schlitze eine relativ zur Kreisscheibe verdrehbare und in Richtung des Radialschlitzes verschiebliche Elektrodenrolle (5) vorgesehen ist, die durch eine gegen die Peripherie der Kreisscheibe wirkende Feder (6) belastet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn- ho zeichnet, daß zwei Elektrodenrollcn vorgesehen sind, deren Lagerteile mit einem der Rollenachse eine elliptische oder zumindest annähernd elliptische Bahn aufzwingenden Getriebe verbunden sind, wobei die Hauptachse der elliptischen Bahn annähemd parallel /.um zugeordneten Längsstabzut'ührungsweg verläuft.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe eine kreisende Bewe gungen ausführende Kurbel (9, Ψ) und einen hin und herschwingende Bewegungen ausföhrendei Lenker (Ii, W) umfaßt, deren freie Ende»: (8,8', 15 15') durch ein Pleuel (10, 10') verbunden sind, wöbe dieses Pleuel die Lagerung (14, 14') der Elektroden rolle (7, T) trägt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß das Getriebe eine kreisende Bewe gungen ausführende Kurbel (9, 9') und einen hin und herschwingende Bewegungen ausführender Lenker (11, W) umfaßt, deren freie Enden (8, 8', 15 15') durch ein Pleuel (10, 10') verbunden sind, wöbe dieses Pleuel die Lagerung für eine pendelnd gelagerte, durch Federn (17, 17') in ihrer Ruhelage gehaltene Elektrode (16, 16') trägt, deren Kontaktflächen bombiert sind.