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Automatische Schweissmaschine zum Schweissen von Blechen Die vorliegende Erfindung betrifft eine automatische Schweissmaschine zum Schweissen von Blechen mit annähernd punktförmig auf dem Schweissgut undflächenförmig auf Rollen aufliegenden drahtförmigen, mechanisch angetriebenen Elektroden, insbesondere von verzinntem, verzinktem, cadmiertem u. ähnl.
Eisenblech sowie von Aluminium-, Messing- und andern Blechen. Es sind verschiedene Vorrichtungen bekannt, welche zum Schweissen von Blechen dienen. Diese weisen grösstenteils als Rollen ausgebildete Elektroden auf. Derartige Vorrichtungen sind im Laufe der Zeit verfeinert worden, um insbesondere die Abnützung der Rollen durch Funkenerosion und Verunreinigung der Rollenoberflache z. B. durch Zinn, Zink usw. zu verringern. Dem Problem der Deformation des Rollenprofils infolge der Erwärmung durch den Schweissstrom und infolge des Elektrodendruckes wurde dagegen weiterhin keine Beachtung geschenkt.
Eine bekannte Ausführung sieht vor, zwischen Schweissgut und Rollenelektrode ein band-oder plattenförmiges Organ anzuordnen und dieses je nach Abnützungsgrad zu ersetzen. Bei der Weiterentwicklung derartiger Vorrichtungen ist man dazu übergegangen, die Rollen nicht mehr als Elektroden auszubilden, sondern den Strom direkt dem bandförmigen Organ zuzuleiten und dieses an der gewünschten Schweissstelle mittels einer Rolle auf das Schweissgut zu pressen. Diese Lösung verlangt aber spezielle grosse Bandquerschnitte, ansonst dieQuerschnittsbelastung bei Schweissströmen von einigen tausend Amperes das Band beschädigen würde oder es sogar zum Schmelzen brächte.
Es sind automatische Schweissmaschinen zum Herstellen von Büchsenkörpern bekannt, welche mit drahtförmigen Elektroden arbeiten. Als Elektroden dient eine einzige Drahtschlaufe. Der Draht wird von einer Rolle abgezogen, um eine Elektrodenrolle geführt, anschliessend umgelenkt, um eine zweite untere Elektrodenrolle geschlungen und hierauf durch ein Reinigungsorgan einem Zugorgan zugeleitet, welches aus zwei den Draht fassenden Rollen besteht. Hierauf wird der Draht auf eine Rolle aufgewickelt, die synchron mit der Zugvorrichtung angetrieben wird. Der als Elektrode dienende Draht soll dabei so bewegt werden, dass während des Schweissvorganges zwischen seiner oberen Auflagestelle, den beiden zu verschweissenden Blechrändern und der unteren Auflagestelle des Drahtes keine Relativbewegung herrscht.
Um eine bestmögliche Schweissnaht zu erzeugen, ist dieses Fehlen der Relativbewegung eine unbedingte Voraussetzung. Mit dieser bekannten Konstruktion ist diese Voraussetzung aber keinesfalls gegeben.
Es liegen verschiedene Gründe für diesen Mangel vor. Obwohl die Rollen, auf welchen der Draht läuft, vom Maschinengestell isoliert sind, bildet die Drahtschlaufe einen geschlossenen, stromführenden Leiter, welcher beim Schweissen dem Schweissstromkreis zwischen den beiden Auflagepunkten auf den Blechkörpern parallelgeschaltet ist und daher einen seinem Widerstand entsprechenden Strom führt.
Wenn man zur Vergrösserung des inneren Widerstandes auf sehr grosse Drahtlängen zwischen dem ersten und dem zweiten Elektrodenauflagepunkt geht, was andere Nachteile mit sich bringt, so ergeben sich sehr grosse Ziehlängen des Drahtes, d. h. grosse Reibungskräfte, hohe Zugkräfte und mithin starke Dehnung des geglühten Kupferdrahtes. Bleibt man dagegen zur Umgehung dieses Übelstandes auf kurzen Längen, so ergibt sich eine Kurzschlussschlaufe und der Draht wird stark erwärmt. Beim Schweissvorgang, insbesondere bei verzinntem Eisenblech, bleiben daher schon bei der oberen Elektrode Unreinigkeiten am Draht haften, welche vom Draht auf die untere Elektrodenrolle übertragen werden und diese entsprechend verschmutzen. Damit ist aber der ganze Zweck nicht erreicht, nämlich eine stets neue, unverbrauchte Elektrodenauflagestelle zu schaffen.
Der Übergangswiderstand zwischen der unteren Elektrodenrolle und
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dem unteren Drahtschlaufenteil wird sich mit dem örtlichen Verschmutzungsgrad ändern, so dass die
Schweissstromstärke während des Schweissens variiert. Dies führt zu unkontrollierbaren Schweisszuständen, bei welchen eine Stelle der Naht zu wenig durchgeschweisst und die danebenliegende Stelle verbrannt sein kann.
Dass eine solche Schweissmaschine den Anforderungen nicht genügen kann, ist selbstverständlich.
Die Erhitzung des Drahtes bewirkt aber, wie schon angeführt, dessen Festigkeitsabnahme, so dass die- ser in noch vermehrtem Masse durch die Zugorgane gestreckt, d. h. stellenweise verlängert wird. Dadurch ändern sich nicht nur der Drahtquerschnitt und mithin die Schweissverhältnisse an den nun verschiedene
Drahtdicken aufweisenden Schweissstellen, sondern es wird damit unmöglich gemacht, die Bedingung der fehlenden Realtivbewegungen an den Schweissstellen einzuhalten. Der Draht bewegt sich aus diesem
Grunde im oberen Schweisspunkt, in welchem er einen grösseren Durchmesser aufweist, langsamer als im unteren Schweisspunkt, in welchem er infolge der Streckung im Durchmesser kleiner geworden ist.
Es wird ausgerechnet bei Beginn des Schweissens auf denBüchsenkörper ein Drehmoment ausgeübt werden, welches diesen aufbäumt und ihn aus der Förderkette werfen kann. Auf Grund dieses Streckvorganges am Draht dürfte es auch ausserordentlich schwer fallen, die Maschine derart einzustellen, dass jeweils an der unteren
Elektrodenstelle das von der oberen nicht verschmutzte Drahtstück zum Einsatz als Elektrode kommt und nicht ausgerechnet der schon benützte andere Teil.
Diese bekannten Vorrichtungen eignen sich nicht für die Herstellung schmaler, fadenförmiger und ganz genauer Schweissnähte, wie diese insbesondere in der Blechdosenfertigung angestrebt werden.
Bei der Verwendung von Bandelektroden ist zu bemerken, dass, bedingt durch den bedeutend höheren
Energieverbrauch, der Anschlusswert der Stromstärke am Versorgernetz entsprechend höher wird, was sich verteuernd auf die Installation auswirkt. Da ein gewisser spezifischer Stromfluss an der Schweissstelle er- reicht werden muss, damit die Schweissung überhaupt stattfinden kann, sind bei der Verwendung bandför- miger Elektroden sämtliche stromführenden Elemente überdimensioniert. Infolge der breiten Naht ist auch der Materialverbrauch an Schweissgut unnötig hoch.
Die erfindungsgemässe automatische Schweissmaschine versucht, diese Nachteile zu beheben. Sie ist dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Elektroden elektrisch voneinander getrennt und synchron ange- trieben sind, und mindestens eine der beiden Elektroden gegen das zu schweissende Gut pressbar ist.
Die Erfindung wird anschliessend an Hand von Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigt : Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Ansicht einer Schweissmaschine, Fig. 2 und 3 Ausbildungen von Elektro- denteilen an Schweissmaschinen gemäss Fig. 1.
DiedargestelltenSchweissmaschinen, welche z. B. dem kontinuierlichen Schweissen verzinnten Eisen- bleches oder Al-Bleches dienen, weisen einen festen Arm 1 und einen um eine Achse 2 schwenkbaren
Arm 3 auf. Der Arm 3 wird über einen Kolben 4 in einem Zylinder 5 hydraulisch oder pneumatisch be- tätigt. Er kann auch mechanisch z. B. über eine Feder betätigt werden. An den beiden Enden 6 und 7 der
Arme 1 und 3 sind mittels Zapfen 8 und 9 als Elektroden ausgebildete Rollen 10 und 11 drehbar gelagert.
Die Rollen 10 und 11 können Profile gemäss den Fig. 2 und 3 aufweisen. Ein stromleitender Draht 16, welcher einen Elektrodenteil darstellt und auf einer Spule 17 aufgewickelt ist, wird durch ein Drahtführ- und Streckorgan 18 hindurchgeführt und in eine Nut 19 der Rolle 11 eingelegt (Fig. 2). Hierauf gelangt der Draht in ein zwei Transportrollen 20 und 21 mitKeilnuten aufweisendes Förderorgan 26. Analog wird ein weiterer stromleitender Draht 22, ebenfalls ein Elektrodenteil, von einer Spule 23 abgezogen, wobei er durch ein Organ 24 durchgezogen und in eine Nut 25 der Rolle 10 gelangt (Fig. 2) und von dort in ein Förderorgan 27 mit zwei Transportrollen 28 und 29 mit Keilnuten, welches mechanisch z.
B. mittels eines Kettentriebes 30 mit dem Förderorgan 26 synchronisiert ist, so dass alle Rollen 20,21, 28 und 29 sich mit derselben Geschwindigkeit drehen und damit für die Drähte 16 und 22 und die Bleche 14 und 15 eine einheitliche Vorschubgeschwindigkeit festlegen. An Stelle zweier Förderorgane kann ein einziges Rollenpaar zur Förderung der beiden Drähte dienen. Die Arme 1 und 3 sind an ein über einen Primärteil eines Transformators 12 gespiesenes Schweissstromnetz 13 geschaltet, welches beim Schweissorgan über zwei miteinander durch Schweissung zu verbindende Bleche 14 und 15 geschlossen wird.
Beim Schweissen werden die Drähte 16 und 22 mittels der Förderorgane 26 und 27 in Pfeilrichtung bewegt. Die Führung-un Streckorgane 18 und 24 führen die Drähte und halten sie so zurück, dass sie in ihren Nuten 19 und 25 flächenmässig und fest anliegen. Damit werden ein guter Stromübergang und eine gute Führung sichergestellt und mithin eine genaue Naht ermöglicht. Der Stromkreis 13 wird über die Berührungsfläche 31 des oberen Drahtes 16, die beiden Bleche 14 und 15 sowie die Berührungsfläche 32 des unteren Drahtes 22 geschlossen. Beim Schweissen fliesst das Zinn im Bereiche der Schweissnaht und bleibt an den Drähten 16 und 22 hängen.
Dieses Zinn verunreinigt die stromüberleitenden annähernd
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punktförmigen Berührungsflächen der Schweisselektrodenteile, weshalb diese fortwährend durch unverschmutzte ersetzt werden. Der verunreinigte Draht kann eingeschmolzen oder mechanisch gereinigt und allenfalls wieder verwendet werden. An Stelle einer mechanischen Reinigungsvorrichtung kann aber auch eine chemische treten, in welcher z. B. Zinn mittels verdünnter Salzsäure oder verdünnter Natronlauge gelöst wird. Bei Verwendung von Kupferdrähten 16 und 22 zum Schweissen von verzinntem Eisenblech 14 und 15 ist ebenfalls eine Reinigung durch Abschmelzen des Zinnes möglich.
In den Fig. 2 und 3 sind Teile von Elektroden dargestellt. In Fig. 2 sind beide Elektroden als Rollen 10 und 11 mit den Nuten 19 und 25 ausgebildet, in welche die Drähte 16 und 22 straff gespannt eingelegt sind. Die Drähte weisen runden Querschnitt auf. Sie können aber auch linsenförmig bzw. elliptisch sein.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Automatische Schweissmaschine zum Schweissen von Blechen mit annähernd punktförmig auf dem Schweissgut und flächenförmig auf Rollen aufliegenden drahtförmigen, mechanisch angetriebenen Elektroden, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Elektroden elektrisch voneinander getrennt und synchron angetrieben sind, und mindestens eine der beiden Elektroden gegen das zu schweissende Gut pressbar ist.