1. Bedienanleitung
für
Reibschweißmaschine
Typ: ARSM 40
Zum Verschweißen von rotationssymmetrischen
Teilen im Durchmesserbereich von 10 mm - 40 mm
Auftragsnummer : 851 00 223
Maschinennummer : …………….
Record-Maschinenbau GmbH Telefon 03 67 38 - 6 46 41
Werkstrasse 5 Fax 03 67 38 - 6 46 36
07426 Königsee e-Mail info@record-maschinenbau.de
2. 2
Inhaltsverzeichnis
0. Allgemeines...............................................................................................................................4
1. Einführung Maschine ARSM 40.............................................................................................5
2. Transport ..................................................................................................................................6
3. Aufstellung der Maschine........................................................................................................6
4. Schmierung...............................................................................................................................8
5. Technische Daten und Hauptabmessungen............................................................................9
6. Erstmalige Inbetriebnahme ...................................................................................................10
6.1 Hauptschalter ..............................................................................................................................10
6.2 Bedienpult an der Maschine.......................................................................................................11
6.2.1 Erläuterung der Tasten des Bedienpultes ............................................................................... 11
6.3 Funktionstest ...............................................................................................................................11
7. Einrichten...............................................................................................................................12
7.1 Rotierendes Spannsystem...........................................................................................................12
7.1.1 Wechsel der Schutzscheibe ........................................................................................................ 13
7.1.2 Auswahl und Wechsel der Steckbolzen (siehe Skizze 3)..................................................... 13
7.1.2.1 Wechsel der Steckbolzen ............................................................................................................ 13
7.1.3 Wechsel und Einrichten der Spannbolzen............................................................................... 15
7.1.3.1 Einrichten der Spannbolzen....................................................................................................... 15
7.1.3.2 Wechsel der Spannbolzen........................................................................................................... 16
7.1.4 Einrichten und Wechsel des Werkstückes .............................................................................. 17
7.2 Feststehendes Spannsystem.......................................................................................................18
7.2.1 Wechsel der Spannleisten ........................................................................................................... 18
7.2.2 Einrichten der Spannprismen ..................................................................................................... 18
7.2.3 Höhenanschlag (Einleghilfe) ....................................................................................................... 19
7.3 Selbstverschweißsicherung.........................................................................................................20
7.4 Einrichtung der Länge des feststehenden Werkstückes..........................................................21
7.4.1 Einrichten und Wechsel des Werkstückes ....................................................................................... 22
8. Einstellung der Schweißparameter........................................................................................23
8.1 Druckeinstellung (Bildschirmausdruck 2)................................................................................24
8.2 Parametereingabe (Bildschirmausdruck 3)..............................................................................25
9. Kontrollzyklus.........................................................................................................................26
10. Automatik START (Arbeitsablauf im Einrichtbetrieb) ......................................................26
11. Zweihandbedienung.............................................................................................................29
12. Weitere Untermenüs.............................................................................................................30
12.1 Stückzahlzähler (siehe Abb. 17)...............................................................................................30
12.2 Betriebsstundenzähler (siehe Abb. 17)....................................................................................30
13. Datenlogging:.......................................................................................................................31
13.1 Konvertierung der CF-Karten-Datei in eine druckbare EXCEL-Datei: ............................34
14. NOT-AUS..............................................................................................................................37
3. 3
15. Zubehör und Umbauteile.....................................................................................................37
15.1 Umbauteile.................................................................................................................................37
15.2 Zubehör......................................................................................................................................38
16. Verstellung des Festanschlages der 2. Seite am Betonstab ................................................38
17. Qualitätssicherung der Schweißnaht...................................................................................39
Anlage 1 Stromlaufplan.............................................................................................................40
Anlage 2 Betriebsdaten für Steuerung .....................................................................................41
Anlage 3 Fehlerprotokolle ........................................................................................................42
Anlage 4 vorhandene Prüfprotokolle .......................................................................................43
Anlage 5 Händlerliste für ORSTA – Hydraulik.......................................................................44
Anlage 6 Funktions- und Bauschaltplan.................................................................................45
Anlage 7 Stücklisten mit Gesamtzeichnungen für Ersatzteile ................................................46
4. 4
0. Allgemeines
Das Reibschweißen ist ein einfaches Fügeverfahren. Aufgrund der
Schweißtemperaturen unterhalb der Schmelztemperatur, der kurzen Schweißzeit
und dem Fügen unter Kraft, bietet das Reibschweißen die Möglichkeit,
verschiedene Werkstoffkombinationen zu verbinden. Beim Rotationsschweißen
werden die stumpf zu fügenden Teile in ein feststehendes und rotierendes Futter
gespannt, und unter Kraft ohne Zusatzwerkstoff zusammengefügt.
An den Berührungsflächen der zu verbindenden zylindrischenTeile (Edelstahl-
Betonstahl), kommt es zu einer Relativbewegung zwischen den Bauteilen und
folglich zu Reibungsvorgängen. Diese führen zur Erwärmung der Teile (Reiben).
Nach ausreichender Wärmeeinbringung wird die Relativbewegung aufgehoben
und die Teile unter erhöhter Kraft zusammengedrückt (Stauchen).
Vorteile des Reibschweißens:
- die Schweißtemperatur liegt unterhalb des Schmelzbereiches
- das Verbinden beider Teile unterschiedlicher Werkstoffe erfolgt durch
verpressen im warmen Zustand
- kein Schmelzfluss
- hohe Aushärtung ohne Rissbildung durch symmetrischen Wärmeeintrag
- geringe Materialkürzung
Im Prozess des Reibschweißens wirkt sich der Einfluss der leicht steuer- und
messbaren Werte, wie Drehzahl, Druck und Zeit sehr vorteilhaft aus.
Diese Parameter bestimmen beim Ablauf des Verfahrens die Qualität der
Reibschweißverbindung.
5. 5
1. Einführung Maschine ARSM 40
Abb.1
Die Reibschweißmaschine ARSM 40 verschweißt Werkstücken im Abmessungs-
bereich 15 mm bis 40 mm (Schweißdurchmesser).
Die Maximallänge des fertigen Werkstückes beträgt 1250mm.
Die zu verschweißenden Teile werden manuell eingelegt.
Der Schweißvorgang erfolgt automatisch und kann protokolliert werden.
Achtung
Die Betriebsanleitung ist ein wichtiges Dokument für das Bedienpersonal und
muß denjenigen zur Verfügung stehen.
Der Betrieb dieser Maschine darf nur nach Inkenntnisnahme dieser
Betriebsanleitung und nach Einweisung des Bedieners durch einen
Verantwortlichen erfolgen.
Schäden die durch fehlerhafte Bedienung entstanden sind, können nicht als
Garantieansprüche geltend gemacht werden.
Im übrigen gelten unsere allgemeinen Geschäfts- und Lieferbedingungen.
6. 6
2. Transport
Beim Transport darf die Maschine nur an den vorgesehenen Aufhängungen an das
Transportmittel angehängt werden. Im Maschinenbett sind Transportlöcher vorge-
sehen, in die Rundstäbe aus Stahl ∅ 35mm eingeführt werden.
Der Vorschubschlitten muß in seiner rechten Endlage gesichert sein.
Bei Umsetzung der Anlage sind der Ölbehälter und der Hydraulikölbehälter ungefüllt.
Der Transport des Schaltschrankes hat sorgsam zu erfolgen.
(Erschütterungen und Stöße vermeiden!)
Die Aggregate können mit herkömmlichen Transportmitteln an den dafür vorgesehe-
nen Aufhängungen umgesetzt werden.
Achtung!
Der Maschinenschwerpunkt liegt nicht in der Mitte der Maschine. Bei
Kranverladung geeignete Anschlagmittel benutzen, bei Verladung mittels
Gabelstapler Gewicht und Schwerpunkt beachten!
3. Aufstellung der Maschine
Die Maschine wird vom Betreiber entsprechend vorgegebenem Maschinenaufstellplan
(Bild 1 "Prinzipskizze") aufgebaut. Die Maschine läßt sich auf jedem festen Werkstatt-
boden (Beton) ohne gesondertes Fundament aufstellen. Zum Ausrichten wird eine
Wasserwaage benutzt.
Skizze 1
Ist der Untergrund nicht geeignet, ist als Fundament eine armierte Betonplatte zu
gießen (30cm). Diese sollte ca. 1m über die Maschinengrundfläche überstehen.
Die Aufstellung der Maschine erfolgt durch Ausrichten mit Keilen. Die Wasserwaage
ist auf die Rundführung des Vorschubschlittens aufzusetzen.
Die Hydraulikverbindungen werden spannungsfrei nach vorgegebenem Hydraulikplan
überflur angeschlossen. Vor Inbetriebnahme sind 400 Liter Hydrauliköl HPL 46
einzufüllen. Nach dem Einschalten der Hydraulikmotoren (bei erstmaliger Inbetrieb-
nahme Kontrolle auf Leckstellen) sind die notwendigen Drücke anhand der Hydraulik-
pläne 820:22-825:00.01 und 820:22-826:00.01 zu überprüfen.
Der Elektroanschluß am Schaltschrank erfolgt nach beigelegten Elektro-Plänen.
Die elektrischen Leitungen werden knickfrei außerhalb des Arbeitsbereiches verlegt.
Bei erstmaliger Inbetriebnahme ist die Drehrichtung der Hydraulikpumpen (Kontrolle
am Hydraulikmotor) im Handbetrieb zu testen (Richtungspfeil beachten).
7. 7
Abb.2
Nach erfolgtem elektrischen und hydraulischen Anschluß ist die Anlage startbereit.
Skizze 2
Wartung:
Nach ca. 200 Betriebsstunden sind die Ausgangsfilter zu reinigen und die Anlage auf
Leckstellen zu überprüfen.
Die Hydraulikanlage arbeitet mit einem gasgefüllten Speicher A1 (siehe
Funktionsschaltplan Anlage 6), in welchen ein Gasfülldruck von 45 at gewährleistet
sein muss. Dieser Druck ist am Manometer der Fülleinrichtung zu kontrollieren. Das
Füllgas ist Stickstoff. Der Stickstoffanteil muss mind. 98% betragen.
8. 8
4. Schmierung
Die Maschine verfügt über eine Umlaufschmierung für die Reibspindel. Bei jedem
Reibvorgang wir Öl in den Arbeitsbereich der Spindel (Lagerschmierung) gepumpt,
und fließt über die Rücklaufleitung in den Behälter.
Abb.3
bestehend aus:
- Pumpe
- Filter
- Manometer
- Druckminderventil
- Drosselrückschlagventil
- Füllstandsüberwacher
- Verrohrung + Behälter
Schmierölempfehlung: HLP 46
Die Rundführungen des Reibschlittens sind selbstschmierend. Das
Reibschlittengehäuse ist mit Hydrauliköl HLP 46 gefüllt und wird durch die
Vorschubbewegungen der Zylinder geschmiert.
Kontrolle des Ölstandes durch Sichtprüfung am Ölstandsauge.
9. 9
Am Schlittengehäuse befindet sich eine Ölablassschraube. Bei kompletten Ölwechsel,
Schraube lösen. Vorher Auffangbehälter für Altöl unterstellen. Nachgefüllt wird wieder
über Hydraulikleitungen vom Aggregat.
Achtung !
Durch den eingebauten Speicher ist auch nach dem Abschalten der
Hydraulikmotoren noch Hydraulikdruck vorhanden.
Bei nötigen Reparaturen muss immer erst am Absperrventil VA 1, welches sich
im Hydraulikschrank befindet, der Speicher entleert werden.
Nach 5000 Betriebsstunden muss das Hydrauliköl durch neues ersetzt werden.
Schmieraggregat:
Behältergröße L x B x H
500 x 300 x 200 mm
Motordaten n = 1360 min
-1
P = 0,37 kW
Motortyp KMR 63 G4
220/380 V
1,9/1,1 A
Der Ölstand ist monatlich zu prüfen. Bei Bedarf muss nachgeschmiert oder Öl
aufgefüllt werden, um Schäden zu vermeiden.
5. Technische Daten und Hauptabmessungen
Kleinster Schweißdurchmesser 10 mm
Größter Schweißdurchmesser 40 mm
Spannbereich des rot. Spannfutters 15-40 mm
Spannbereich des feststehenden
Spannfutters 10-36 mm
Spannlänge im rot. Spannfutter 50-90 mm
Spannlänge im feststehenden Spannfutter 170-1200 mm
Maximallänge des geschweißten
Rohlings 1250 mm
Hub des Vorschubschlittens 125 mm
Drehzahl der Arbeitsspindel 0-2500min
-1
Leistung des Antriebsmotors 30 kW
Bremssystem 2-fach hydr. Trocken-Reibbremse
an Antriebsscheibe Motor
und Antriebscheibe Reibspindel
Axialkraft beim Reiben 500 kp - 6000 kp
Axialkraft beim Stauchen 1000 kp -12000 kp
10. 10
Steuerung elektrohydraulisch mittels SPS
Steuerung des Schweißvorganges Zeitsteuerung
Anschlusswert der Hydr.- Anlage 7kW
Umlaufschmierung 0,37 kW
Gesamtanschlussleistung 37,5 kW
Aufstellungsfläche der Maschine
mit Elektro- und Hydraulikschrank 2,8 x 3m = 8,4 m
2
Länge der Maschine 2650 mm
Breite der Maschine 650 mm
Höhe der Maschine 1420 mm
Spindelhöhe 1220 mm
Abmessungen des Hydraulikschrankes
(Länge - Breite - Höhe) 630 x 1600 x 1800 mm
Abmessung des Elektroschrankes
(Länge - Breite - Höhe) 600 x 430 x 1750 mm
Masse der Maschine ca. 2500 kg
6. Erstmalige Inbetriebnahme
6.1 Hauptschalter
Der Hauptschalter der Anlage befindet sich an der linken Seite des Elektro-Schalt-
schrankes.
11. 11
6.2 Bedienpult an der Maschine
6.2.1 Erläuterung der Tasten des Bedienpultes
Abb.4
1 Tuch Panel
2 Schlitten vorwärts (gelb)
3 Schlitten rückwärts (gelb)
4 Kontrollzyklus (grün)
5 Fehler beenden (schwarz)
6 Spindel spannen (grün)
7 Spindel öffnen (rot)
8 Spannstock spannen (grün)
9 Spannstock öffnen (rot)
10 Kartenleser
11 Spindel „Ein“ (grün)
12 Spindel „Aus“ (rot)
13 Hydraulik „Ein“ (grün)
14 Hydraulik „Aus“ (rot)
15 Automatik 2-Hand (schwarz)
16 Automatik „Start“ (grün)
17 NOT – AUS (rot-gelb)
6.3 Funktionstest
Bei der erstmaligen Inbetriebnahme und jeder erneuten Einschaltung der Maschine
muß ein Funktionstest durchgeführt werden. Er dient zur Überprüfung der einzelnen
Funktionen im Schrittbetrieb.
12. 12
Durch Betätigung der entsprechenden Taster auf dem Steuerpult werden die Funk-
tionen überprüft. Dazu wird die Hydraulik in Betrieb genommen ("Hydraulik ein" (13)).
Der Reibschlitten muß dazu in die rechte Endlage (Taster „Schlitten rückwärts“(3))
gefahren werden.
Anschließend können über die zur Verfügung stehenden Taster die einzelnen
Funktionen getestet werden. Die Funktion "Spindel ein" (11) wird nur steuerseitig
geprüft.
Achtung!
Beim Funktionstest werden nur Bewegungen im Schrittmodus geprüft.
Die Befehle „Automatik START“ (16) und „Kontrollzyklus“ (4) können nur nach
Einrichtung der Schweißparameter ausgeführt werden.
7. Einrichten
Im Anschluss an den Funktionstest erfolgt die Auswahl der Spannsätze und
Längenanschläge (Steckbolzen und Schutzscheiben).
7.1 Rotierendes Spannsystem
Skizze 3
Abb.5
13. 13
Die Auswahl der Spannbolzen, der Steckbolzen und der Schutzscheiben richtet sich
nach der zu bearbeitenden Gewindehülse.
7.1.1 Wechsel der Schutzscheibe
Die Schutzscheibe wird entsprechend dem zu bearbeitenden Werkstück ausgesucht.
Es stehen Scheiben für die Gewindehülsen 18 mm, 24 mm, 28 mm, 32 mm, 36 mm,
38 und 40 mm mit entsprechenden Innendurchmesser zur Verfügung.
- 3 Schrauben lösen
- Scheibe wechseln
- Scheibe anschrauben
7.1.2 Auswahl und Wechsel der Steckbolzen (siehe Skizze 3)
!! Achtung !!
Falsch gewählte Steckbolzen führen zur Zerstörung des Spannkopfes!
Tabelle unbedingt beachten!
Auswahl Steckbolzen mit Abstandsring für Gewindehülsen aus Edelstahl
Die Steckbolzen dienen als Längenanschlag für unterschiedliche Werkstücklängen.
Steckbolzen nach Tabelle.
7.1.2.1 Wechsel der Steckbolzen
1. Schutzscheibe entfernen (3 Schrauben)
2. Taster "Spindel spannen" betätigen (ohne Werkstück!)
3. Spezialschlüssel (Abb.16) ansetzen und bis zum Anschlag einführen (ca. 5 mm)
Nr.
Gewindehülse
Nach Auflistung
Steckbolzen – Best. Nr.
1 Ø 18 x 80 / M12 830.22-351:10.04
2
Ø 24 x 50 / M16
Ø 24 x 60 / M16
830.22-351:11.04
3
Ø 28 x 50 / M20
Ø 28 x 60 / M20
830.22-351:12.04
4
Ø 32 x 60 / M22
Ø 32 x 80 / M22
830.22-351:13.04
5 Ø 36 x 80 / M24 830.22-351:14.04
6
Ø 36 x 60 / M27
Ø 40 x 80 / M27
830.22-351:15.04
7
Ø 40 x 60 / M30
Ø 40 x 80 / M30
830.22-351:16.04
14. 14
4. Spannung mit dem Spezialschlüssel (Abb.4) öffnen (Linksdrehung)
5. Steckbolzen mit Steckschlüssel (am Kopf) lösen und herausnehmen
6. Neuen Steckbolzen, ggf. mit Distanzbuche (entsprechend Bild 4 , Tabelle
"rotierendes Spannsystem") fest eindrehen
7. Neues Werkstück einlegen und mit dem Spezialschlüssel einspannen
8. Spannung mit dem Spezialschlüssel lösen, so daß sich das Werkstück gerade
so herausnehmen läßt
9. Spindel mit dem Spezialschlüssel mit 2-3 Umdrehungen spannen!
10.Spezialschlüssel ca. 5mm herausziehen und weiter spannen, bis die Arretier-
stifte hörbar einrasten.
11.Schutzscheibe anschrauben
Kontrolle der Spannung:
Das neue Werkstück (Gewindehülse) darf noch nicht in die Spannung passen.
Spindel durch Taster "Spindel öffnen" (9) am Bedienpult öffnen
Jetzt muß das Werkstück eingeführt werden können und ca. 5 mm aus dem Kopf
herausschauen.
Spindel spannen (achten Sie auf einen kurzen Hub des Kopfes!).
Das Teil muß jetzt fest sitzen.
Abb. 6
15. 15
7.1.3 Wechsel und Einrichten der Spannbolzen
siehe Skizze 3
Die Spannbolzen dienen zur Klemmung des Werkstückes im rotierenden Spann-
system.
Die Wahl der entsprechenden Spannbolzen (∅16-∅28 mm und ∅24-∅40 mm) erfolgt
nach Tabelle.
Es stehen zur Auswahl 2 Sätze von je 3 Stück nach Tabelle zur Verfügung:
Spannbolzen
Je 3 Stück
Außendurchmesser
Gewindehülse
Best. Nr.
1 Ø 16 mm - Ø 28 mm 830.22-350:82.03
2 Ø 24 mm - Ø 40 mm 830.22-350:83.03
!! Achtung !!
Falsch gewählte Spannbolzen führen zur Zerstörung des Spannkopfes!
Tabelle unbedingt beachten!
7.1.3.1 Einrichten der Spannbolzen
1. Taster "Spindel spannen" (6) betätigen (ohne Werkstück!)
2. Spezialschlüssel ansetzen und bis zum Anschlag einführen (ca. 5 mm)
3. Spannung mit dem Spezialschlüssel öffnen
4. Neues Werkstück einlegen und mit dem Spezialschlüssel einspannen
5. Spannung mit dem Spezialschlüssel lösen, so daß sich das Werkstück gerade
so herausnehmen läßt
6. Spindel mit dem Spezialschlüssel mit 2-3 Umdrehungen spannen!
7. Spezialschlüssel ca. 5mm herausziehen und weiter spannen, bis die Arretier-
stifte hörbar einrasten.
Kontrolle der Spannung:
Das neue Teil darf noch nicht in die Spannung passen.
Spindel am Bedienpult öffnen
Jetzt muß das Teil eingeführt werden können und ca. 5 mm aus dem Kopf heraus-
schauen.
Spindel spannen (achten Sie auf einen kurzen Hub des Kopfes!).
Das Teil muß jetzt fest sitzen.
16. 16
7.1.3.2 Wechsel der Spannbolzen
1. 6 Zylinderschrauben an der Stirnseite des Spannkopfes lösen.
Schutzscheibe entfernen (3 Schrauben lösen)
2. Mit Abdrückschrauben (3 Stück) Kappe vom Spannkopf abziehen.
3. Wechselvorrichtung in die Spindelbohrung einführen (Abb.8)
4. Arretierhebel über die Spannbolzen legen und feststellen
5. Spannung mit Spezialschlüssel vollständig lösen und Spannmechanismus nach
vorne schieben (Abb. 7)
6. Spannbolzen einzeln wechseln (3x)
7. Spannmechanismus wieder einsetzten (achten Sie auf die Führung der
Spannbolzen)
8. Spannung mit Spezialschlüssel festziehen
9. Wechselmechanismus entfernen ,Kappe und Schutzscheibe anschrauben
Das Teil mit den neuen Abmessungen kann nun eingerichtet werden.
Abb.7 Abb.8
17. 17
7.1.4 Einrichten und Wechsel des Werkstückes
Die Spannbolzen und Steckbolzen sind entsprechend dem Werkstück eingerichtet.
Der Werkstückwechsel am rotierenden Spannsystem erfolgt wie folgt:
1. Spindel durch Taster "Spindel öffnen" (7) am Bedienpult öffnen.
2. Werkstück bis Anschlag einführen. Das Werkstück muß ca. 5 mm aus dem
Kopf herausschauen.
2. Spindel durch Taster "Spindel spannen" (6)
(Achten Sie auf einen kurzen Hub des Kopfes!).
Abb. 9
18. 18
7.2 Feststehendes Spannsystem
Die Auswahl der Spannprismen richtet sich nach dem Durchmesser des zu
bearbeitenden Betonstahls.
Die Wahl der entsprechenden Spannleisten (Spannprismen ∅16-∅25 und ∅25-∅36)
erfolgt nach Tabelle
Anz. Bezeichnung Best. Nr.
1 2 Spannprisma II Ø16 mm – Ø25mm 830.22-350:28.03
2 4 Spannleiste II Ø16 mm – Ø25mm 830.22-350:76.04
3 2 Spannprisma IV Ø25 mm – Ø48mm 830.22-350:29.03
4 4 Spannleiste III Ø25 mm – Ø40mm 830.22-350:77.04
7.2.1 Wechsel der Spannleisten
Schrauben auf den Spannleisten lösen, wechseln, Schrauben festdrehen.
7.2.2 Einrichten der Spannprismen
siehe Skizze 4
1. Werkstück in rotierendes Spannsystem einspannen
2. Taster "Spannstock öffnen" (9) betätigen
3. Klemmhebel auf der Prismenführung der feststehenden Seite lösen
4. Werkstück an der feststehenden Spannleiste anlegen und mit dem Handrad
auf die Mittelposition verschieben (optische Mitte, keine Skalierung nötig)
5. Die richtige Position der Spannleiste ist dann erreicht, wenn die zu
verschweißenden Teile sich mittig gegenüberstehen.
19. 19
6. Klemmhebel anziehen
7. Spannstock spannen (8), Teil muss jetzt in der richtigen Position festgeklemmt
sein (siehe Abb.5)
Abb.10
7.2.3 Höhenanschlag (Einleghilfe)
Die zu bearbeitenden Teile werden manuell eingelegt und gespannt. Ihre Position wird
durch das gespannte Prisma bestimmt. Um die Teile bei geöffnetem Prisma in der
richtigen Höhe zu positionieren, befinden sich vor und hinter den Spannprismen
Höhenanschläge, welche ebenfalls neu eingerichtet werden müssen.
1. Höhenanschläge lösen (Auflageprisma-Blechteil)
2. Werkstück einspannen
3. Höhenanschläge an das Werkstück anlegen und festspannen
Das Werkstück kann nun mittig eingelegt werden und ist positioniert zum Spannen.
20. 20
Abb.11
7.3 Selbstverschweißsicherung
Um Maschinenschäden durch Selbstverschweißung (feststehendes Spannfutter fährt
in das rotierende) zu verhindern ist die Maschine mit einer Selbstverschweißsiche-
rung ausgestattet (Skizze 5 und Abb. 12 ).
Achtung!
Die vordere Endlage des rotierenden Spannfutters verstellt sich durchmesser-
abhängig.
Die Einstellung der Selbstverschweißsicherung erfolgt entsprechend Skizze 5 wie
folgt:
1. Teil in rotierendes Spannsystem einspannen (siehe Pkt. 7.1.4 ).
2. Reibschlitten ohne eingespanntes Werkstück von Hand bis ca. 5 mm vor das
rotierende Spannsystem fahren. Dieser Abstand dient bei der Verschweißung
als Sicherheitsabstand des Reibschlittens zum rotierenden Spannsystem und
ist unbedingt einzuhalten.
Ein Verschweißen der beiden Spannsysteme führt zu schwerwiegenden und
kostspieligen Maschinenschäden. Sicherheitsabstand daher unbedingt
einhalten!
21. 21
3. Selbstverschweißsicherung (Nockenbahn 1) soweit verstellen, daß die
entsprechende Leuchtdiode den Schaltpunkt des Initiators signalisiert. (siehe
Skizze 5)
4. Reibschlitten zurückfahren und feststehendes Werkstück einspannen.
5. Kontrollzyklus fahren.
Abb.12
7.4 Einrichtung der Länge des feststehenden Werkstückes
Die Spannlänge im feststehenden Spannfutter beträgt 170-1200 mm.
Die Ausspannlänge an der Maschine beträgt 25 mm (Anfang Werkstück bis zum
Spannprisma) und ist einzuhalten, um Maschinenschäden zu vermeiden.
1. Reibschlitten in rechte Ausgangsposition fahren.
2. Verstellbaren Festanschlag lösen und entfernen.
3. Werkstück einlegen und spannen. Ausspannlänge 25 mm beachten!
4. Verstellbaren Festanschlag entsprechend der vorhanden Länge in die ent-
sprechende Aufnahmenut einlegen und anschrauben
5. Spindel an das Werkstück herandrehen
22. 22
Abb.13
7.4.1 Einrichten und Wechsel des Werkstückes
Die Spannleisten, der Höhen- und der Längenanschlag sind entsprechend dem
Werkstück eingerichtet.
Der Werkstückwechsel am feststehenden Spannsystem erfolgt wie folgt:
1. Spannstock durch Taster "Spannstock öffnen" am Bedienpult öffnen.
2. Werkstück bis Anschlag einführen. Das Werkstück muß ca. 25 mm
(Ausspannlänge) aus den Spannleisten herausschauen.
1. Spannstock durch Taster "Spannstock spannen" am Bedienpult spannen.
Bei langen Werkstücken sind Stützhülsen entsprechend dem Stabdurchmesser zu
verwenden, um ein Knicken der Stäbe zu verhindern. Diese werden entsprechend der
Länge des Werkstückes in den dafür vorgesehenen Aufnahmen eingelegt. Ist das
Werkstück eingelegt, werden die Oberschalen aufgelegt und verriegelt. Die
Schrauben werden festgezogen.
Anschließend erfolgt die Einstellung der Schweißparameter.
23. 23
Abb.14
8. Einstellung der Schweißparameter
Die Einstellung der Schweißparameter erfolgt über das Tuch Panel an der Maschine.
Dazu werden die gewünschten Veränderungen auf dem Bildschirm vorgenommen.
Die eingestellten Parameter sind aus dem Hauptmenü (siehe Bild 17 und 18)
ersichtlich. Sollen diese Werte geändert werden, ist der entsprechende Eingabe-
Bildschirm anzuwählen.
Durch Antippen der gekennzeichneten Fläche erscheint der gewünschte Eingabe-
Bildschirm.
24. 24
Abb. 15
8.1 Druckeinstellung (Bildschirmausdruck 2)
Der erforderliche Hydraulikdruck muß in Abhängigkeit von der zu verschweißenden
Fläche berechnet werden.
Dies erfolgt nach folgender Formel:
ds = Schweißdurchmesser [cm]
[bar]
pspez = Werkstoffkonstante [kp/cm
2
]
Dieser Wert gilt für den Stauchdruck .
Der Reibdruck beträgt in der Regel 50 % des Stauckdruckes.
Beispiel: V4A-Stahl ; pspez = 1200 kp/cm
2
;
Schweißduchmesser ds = 2 cm
pHyd Stauchen = ( 7,8 * 10-3
* 4 * 1200 ) kp/cm2
= 37 kp/cm
2
pHyd Reiben = 18 kp/cm
2
Die Maschine wird zusammengefahren, danach erfolgt Druckeinstellung.
Öffnen Sie den auf dem Bildschirm (1) Parametereinstellung den Menüpunkt
"Druckeinstellung".
pHyd = 7,8 * 10
-3
* ds
2
* pspez
25. 25
Hier finden Sie die Untermenüs "Reibdruck" und "Stauchdruck". Durch Betätigung des
Tastfeldes (leuchtet auf) ist die Anzeige aktiviert.
Nachdem das entsprechende Ventil über das dazugehörige Tastfeld geschaltet ist,
kann der Druck über das dazugehörige Stellventil eingestellt werden.
Die berechneten Drücke werden über die Stellventile (" Stauchdruck", "Reibdruck")
am Hydraulikaggregat (Abb.16) eingestellt und am Bildschirm abgelesen und kon-
trolliert.
Das Tastfeld „STOP“ schaltet alle Ventile frei.
Nachdem alle Drücke eingestellt sind, kann man den Eingabe-Bildschirm „Druckein-
stellung“ über das Tastfeld „zurück“ verlassen.
Abb.16
8.2 Parametereingabe (Bildschirmausdruck 3)
Durch Betätigen des Tastfeldes „Parametereingabe“ im Hauptmenü gelangt man zur
Parametereingabe. Hier werden die Reibzeiten sowie die vorgegebenen Grenzen für
folgende Parameter eingegeben:
- Reibdruck [bar]
- Stauchdruck [bar]
- Drehzahl [U/min]
- Reibverkürzung [mm]
- Gesamtverkürzung [mm]
Reibzeiten und Stauchzeiten sind durch Versuche zu ermitteln. Dabei sind
Erfahrungswerte bekannter Schweißungen anzustreben.
Die Grenzwerte der unter 7.1 ausgewählten Drücke liegen bei ± 5 bar, können jedoch
auch näher an den vorgegebenen Wert herangeführt werden.
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Die Verzögerungszeit der Bremse wird ebenfalls auf diesem Eingabe-Bildschirm
ausgewählt. Über die Cursor-Taste auf dem Zahlenfeld können die einzelnen
Positionen erreicht und geändert werden.
Nachdem alle Werte eingestellt sind, kann man den Eingabe-Bildschirm „Parameter-
eingabe“ über das Tastfeld „zurück“ verlassen.
9. Kontrollzyklus
Im Kontrollzyklus (4) wird das komplette Programm (ohne Drehen des Werkstücks,
damit auch kein Reiben) zur Überprüfung der Zeiten und Drücke durchlaufen.
Dazu müssen beide Werkstücke korrekt positioniert und eingespannt sein.
Der Kontrollzyklus (4) wird durch die entsprechende Taste auf dem Steuerpult an der
Maschine ausgelöst.
Um den Kontrollzyklus (4) zu starten, muss zuvor die Spindel mit der entsprechenden
Drehzahl über die „Spindel-Ein“ Taste(11) zugeschaltet werden. Der Motor läuft
jedoch nicht an.
Nach erfolgreichem Kontrollzyklus kann mit Schweißung des Werkstückes begonnen
werden.
10. Automatik START (Arbeitsablauf im Einrichtbetrieb)
Nachdem alle Parameter eingestellt wurden und der Kontrollzyklus erfolgreich
abgeschlossen ist, wird durch betätigen der „Automatik Start“ Taste(16) die
Schweißung des Werkstückes durchgeführt. Die zuvor eingestellten Zeiten und
Drücke werden automatisch in der vorgegebenen Reihenfolge abgefahren.
Sind alle Werte korrekt, steht im Ergebnis ein verschweißtes Teil in den vorgegeben
Grenzen. Wird einer der Grenzwerte (GW) im Verlauf der Schweißung über- bzw.
unterschritten, erscheint im Hauptmenü eine Fehlermeldung.
Die Daten des letzten geschweißten Werkstückes können aus dem Hauptmenü
abgelesen werden.
Abb. 17
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Arbeitsablauf:
1. Hauptschalter „Ein“
Hydraulik „Ein“
2. Kontrolle Spannleisten, Spannbolzen, Steckbolzen, Selbstverschweißsicherung
Gewindehülse in rotierendes Spannsystem einlegen (5 mm aus dem Kopf)
Spindel – spannen
3. Stab in feststehendes Spannsystem einlegen (25 mm Ausspannlänge)
Spannstock - spannen
4. Parametereingabe (Drücke, Drehzahl, Reibverkürzung, Stauchzeit)
Abb. 18
5. Kontrollzyklus
Spindel „Ein“
6. Automatik Start
7. Ende des Arbeitsvorganges
Spindel und Spannstock öffnen automatisch, das Teil kann entnommen werden
(Achtung! Werkstück wurde verschweißt und hat im Schweißbereich geglüht!)
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8. Kontrolle des verschweißten Werkstückes
eventuell Fehleranalyse und Fehlerkorrektur
Abb. 19
29. 29
9. Die resultierende Reib- bzw. Gesamtverkürzung am Stabstahl wird durch einen
Sensor am Reibschlitten (hinten) gemessen, gespeichert und am Tuch Panel
angezeigt.
Abb. 20
11. Zweihandbedienung
Zur sicheren Bedienung im Produktionsbetrieb ist die Maschine mit einer
Zweihandbedienung ausgestattet. Diese erlaubt dem Bediener ein gefahrloses
Arbeiten an der Reibschweißmaschine.
Achtung!
Manipulationen an der Sicherheitseinrichtung sind verboten.
Der Betrieb der Maschine im Einrichtbetrieb („Automatik Start“(16)) ist nur dem
Maschineneinrichter gestattet.
Der Wechsel der Betriebsarten erfolgt über den Umschalter „Auto/2-Hand“(15) am
Bedienpult. Zuvor wurden durch den Einrichter alle notwendigen Einstellungen
vorgenommen und die gewünschten Parameter eingestellt. Jetzt können die
Werkstücke eingelegt und verschweißt werden, ohne ass sich die Hände des
Bedieners während des Spannvorganges im Gefahrenbereich befinden.
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Arbeitsablauf:
1. Hauptschalter „Ein“
Hydraulik „Ein“
2. Maschine einrichten wie Absatz 9.
- Kontrolle Spannleisten, Spannbolzen, Steckbolzen,
Selbstverschweißsicherung
- Parametereingabe (Drücke, Drehzahl, Reibverkürzung, Stauchzeit)
2. Umschalten Automatik / 2-Hand am Umschalter
4. Gewindehülse in rotierendes Spannsystem einlegen (5 mm aus dem Kopf)
Stab in feststehendes Spannsystem einlegen (25 mm Ausspannlänge)
5. Beide Taster am 2-Hand-Bedienpult betätigen und halten
Spannsysteme klemmen die Werkstücke, fahren zusammen, Druckaufbau,
rotierendes Spannsystem läuft an, Schweißvorgang läuft an
6. Die Taster können jetzt losgelassen werden, Schweißvorgang
7. Ende des Arbeitsvorganges
Spindel und Spannstock öffnen automatisch, das Teil kann entnommen werden
(Achtung! Werkstück wurde verschweißt und hat im Schweißbereich geglüht!)
8. Kontrolle des verschweißten Werkstückes
eventuell Fehleranalyse und Fehlerkorrektur
9. Bereitschaft nächster Schweißvorgang, weiter ab Punkt 4
Werden die Taster vor Anlauf der Spindel losgelassen, wird der Arbeitsvorgang
unterbrochen. Die Spannsysteme müssen dann manuell (umschalten!) auf die
Ausgangsposition zurückgefahren werden. Den Vorgang anschließend erneut starten.
12. Weitere Untermenüs
12.1 Stückzahlzähler (siehe Abb. 17)
Das Tastfeld Stückzahlzähler öffnet die Bildschirmeingabe Stückzahlzähler.
Hier werden die Stückkzahlen welche im Grenzwertbereich und die welche außerhalb
des Grenzwertbereiches liegen erfaßt.
Zu Beginn einer Serie werden beide Zähler mit dem RESET-Tastfeld auf Null gesetzt.
12.2 Betriebsstundenzähler (siehe Abb. 17)
Das Tastfeld Betriebsstundenzähler öffnet die Bildschirmeingabe Betriebsstunden-
zähler. Hier werden die Betriebsstunden der Maschine erfaßt.
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13. Datenlogging:
Zur Nachweisführung der Schweißparameter steht dem Betreiber eine
Datenspeicherung auf eine 512 MB große Speicherkarte zur Verfügung.
Die auf der Speicherkarte abgelegten Daten liegen als EXCEL-Tabelle vor und
können in einem separaten PC bearbeitet und ausgedruckt werden.
Jede Schweißung, welche mit ihren Parametern innerhalb der voreingestellten
Grenzen liegt, wird mit den relevanten Parametern in einer Tabelle abgespeichert.
Diese Tabelle ist jeder Zeit mit dem Tastenfeld „Datenlogging“ einzusehen und kann
je nach Bedarf, z. B. bei Schichtende, anderen Werkstücken auf der Speicherkarte
(CF-Karte) gespeichert werden.
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Vor dem Betätigen des Tastenfeldes „Speichern auf CF-Karte“ ist sich zu
vergewissern, dass sich im Kartenlesegerät unten links am Bedienpult eine CF-Karte
befindet und der Schalter auf „on“ steht (grüne Lampe leuchtet).
Nach dem Betätigen des Tastenfeldes „Speichern auf CF Karte“ erscheint ein
Zwischenbild.
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Hier ist es möglich, der zu speichernden Datei eine vierstellige Dateinummer zu
geben.
Erst mit dem großen Tastenfeld „Speichern auf CF-Karte“ werden die
Schweißparameter aus der Tabelle auf die CF-Karte gespeichert. Ist bei der
Speicherung ein Fehler aufgetreten, erscheint eine Fehlermeldung.
Nehmen Sie bitte die Speicherkarte nur in Schalterstellung „off“ aus dem
Kartenleser.
Abb.21
34. 34
Die Schweißparametertabelle kann nun über „Datei löschen?“ gelöscht werden. Es
wird nochmals gefragt, ob die Tabelle wirklich gelöscht werden soll.
Nach Betätigung des Tastenfeldes „Ja“ ist die Tabelle leer und steht für das Speichern
neuer Schweißdaten zur Verfügung.
Wird die Tabelle nicht gelöscht, bleiben die Daten auch bei ausgeschalteter Maschine
erhalten.
In der Tabelle können maximal 2.048 Schweißungen gespeichert werden. Danach
sind die Daten auf die CF-Karte zu übertragen und die Tabelle zu löschen.
Auf der CF-Karte ist ausreichend Platz für die einzelnen Tabellen als EXCEL-Dateien.
Geben Sie bei der Speicherung jeder Tabelle eine andere Dateinummer. Dateien mit
gleicher Dateinummer werden ohne Nachfrage überschrieben.
13.1 Konvertierung der CF-Karten-Datei in eine druckbare EXCEL-Datei:
1. Datei *.xls von der CF-Karte auf den PC übertragen
2. die Datei mit einem Editor öffnen und mit der Funktion „Ersetzen“ alle Kommas
durch ein Semikolon ersetzen
3. die geänderte Datei kann als *.txt gespeichert werden
4. die *.txt mit EXCEL öffnen
5. es erfolgt eine Textkonvertierung
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7. im Schritt 3 fertig stellen
Jetzt müsste die Datei als richtige EXCEL-Tabelle erscheinen und kann gedruckt
oder weiterverarbeitet werden.
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14. NOT-AUS
Die NOT-AUS-Schalter (17) befinden sich am Bedienpult und auf dem 2-Hand-
Bedienpult.
Durch Betätigen des Not-Aus Tasters wird die Maschine sofort ausgeschaltet.
Die bearbeiteten Teile bleiben weiterhin gespannt.
15. Zubehör und Umbauteile
15.1 Umbauteile
Die Umbauteile werden in Abhängigkeit der Längen und Durchmesser der zu bear-
beitenden Teile eingesetzt. Das Auswählen und Wechseln dieser Umbauteile ist im
Punkt 7 (Einrichten der Maschine ausreichend beschrieben. Achten Sie darauf, das
nur mit den dafür vorgesehenen Umbauteilen gearbeitet wird. Entsprechend Abb. 22
stehen folgende Umbauteile zur Verfügung:
- Spannbolzen (∅16 -∅28 und ∅24-∅40) (Tabelle "rotierendes Spannsystem)
- Steckbolzen (Nr. 1-7) mit Abstandsring
- Abstandsring
- Schutzscheiben mit entsprechenden Innendurchmesser
- Spannprismen mit wechselbaren Spannleisten ∅16-∅25 und ∅25-∅36)
(Tabellen "feststehendes Spannsystem ")
- Stützhülsen zur Aufnahme langer Stäbe jeweils 3 Paar ∅12,5 und ∅ 20,5
- Abstützung (höhenverstellbar)
Abb. 22
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15.2 Zubehör
Entsprechend Abb. 23 stehen folgende Zubehörteile zur Verfügung:
1. Spezialschlüssel
zum manuellen Lösen der Spannung am rotierenden Spannsystem
2. Montagevorrichtung für Spannbolzen
zum Wechsel der Spannbolzen am rotierenden Spannsystem benötigt
Abb.23
16. Verstellung des Festanschlages der 2. Seite am Betonstab
(siehe Abb. 19)
Die reibgeschweißten Zuganker sind an der Luft abgekühlt. Soll das andere Ende des
Stabes mit einer Gewindehülse gleichen Durchmessers verschweißt werden, muss
der Festanschlag verstellt werden.
Begründung: Die Zugstange mit Hülse und resultierender Gesamtverkürzung ist
länger als der Ausgangsstab. Demzufolge muss der Anschlag (Trapezgewindespindel)
für die 2. Seite des Zugankers verstellt werden.
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17. Qualitätssicherung der Schweißnaht
Beim Arbeitsgang Reibschweißen sind folgende Parametereinstellungen
ausschlaggebend für die Festigkeit der reibgeschweißten Flächen
- Drehzahl der Spindel ( u=1200min
-1
eingestellt )
- Größe der Fläche
- Reibzeit
- Reibdruck
- Standzeit
- Stauchdruck
Je größer die reibgeschweißte Fläche am Betonstab ist, desto länger ist die Reibzeit
( siehe Pkt. 8.1 Druckeinstellung )
Faustregel: Reibdruck die Hälfte des Stauchdrucks.
Um die Festigkeit der reibgeschweißten Flächen zu erhöhen, ist es empfehlenswert
die Reibzeiten zu verlängern, Reib- und Stauchdruck nach Berechnungsgrundlage
einzustellen.
Die Reib- und Stauchzeiten sind Erfahrungswerte. Anbei empfohlene Tabellenwerte
nach bekannten Reibschweißversuchen.
Diese sind nur empfohlene Richtlinien, keine Standartfestlegungen!
siehe Protokolle
