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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Punkt-oder Rollennahtschweissen von insbesondere mit Kunststoff beschichteten Blechen, bei welchen an den zu schweissenden Stellen die Schicht entfernt und nach dem Schweissen an der Schweissstelle ein Rostschutz aufgebracht wird, wobei an den Schweissstellen die Schicht im Bereich geometrisch festgelegter, kreis- oder streifenförmiger Stellen mit genau bestimmter, vorzugsweise scharfkantiger Begrenzung ohne Beeinträchtigung der angrenzenden Schichtteile maschinell durch Raspeln, Schleifen, insbesondere durch Fräsen spanabhebend entfernt,
die metallblanken Blechstellen mit Elektroden geschweisst und zur Ausbildung einer einheitlichen Schicht hierauf an den Schweissstellen bis an den genau bestimmten Rand reichende kreis-oder streifenförmige Schichtteile durch Kleben, Spritzen oder Streichen mit Maschinen aufgebracht werden, nach Patent Nr. 281552, sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
In vielen Bereichen der Technik und des täglichen Lebens werden für die unterschiedlichsten Verwendungen bestimmte Geräte gebraucht, die zur Gänze oder zu wesentlichen Teilen aus miteinander verschweissten Blechen aus Stahl, Aluminium, nichtrostenden Stählen oder aus andern Werkstoffen hergestellt sind. Wegen der besseren Widerstandsfähigkeit gegen Atmosphärilien, insbesondere von Wasser, aber auch gegen Abgase werden häufig auch ein- oder beidseitig mit Kunststoffen, Lacken oder Metallüberzügen beschichtete Bleche benutzt, wobei vor allem mit Kunststoffbeschichtungen zusätzlich vielerlei Oberflächeneffekte, z. B. verschiedene Farben, Dessinierungen usw. erreichbar sind.
Ziel der Erfindung ist ein Verfahren, das einfach und rationell durchführbar ist und dennoch eine hohe Qualität der Schweissverbindungen und ein befriedigendes Aussehen derselben gewährleistet. Angestrebt wird eine Verminderung der notwendigen Entschichtungen, die nicht immer, insbesondere bei dünnen Blechen einfach herstellbar sind und wegen des eigenen Arbeitsganges jedenfalls eine Komplikation und damit Verteuerung des Produktionsablaufes mit sich bringen.
Dieses Ziel ist mit einem Verfahren der eingangs umrissenen Art erreichbar, bei dem erfindungsgemäss von den zu verbindenden Blechen wenigstens eines der Aussenbleche an der Schweissstelle entschichtet wird, dieses und/oder zumindest eines der andern Bleche in an sich bekannter Weise mittels eines in diesem Blech gegen die Schweissstelle fliessenden Stromes in deren Bereich erwärmt und dadurch dessen Beschichtung leitend gemacht oder zerstört wird, dass jedoch der zur Erwärmung dienende Strom an der entschichteten Stelle zugeführt und über eine Schweisselektrode unmittelbar bzw. über eine mit dieser verbundenen Nebenschlussleitung oder über eine Nebenelektrode abgeführt wird.
Auf diese Weise kann man die Anzahl der notwendigen Entschichtungsstellen auf die unbedingt erforderliche beschränken und auch die Wiederherstellung der abgetragenen Schicht braucht nur dort vorgenommen zu werden, wo es aus Gründen der Funktion oder des Aussehens notwendig ist. Die Herstellung der Nebenschlüsse kann auf verschiedene Weise erfolgen. Vorzugsweise wird zumindest eine Nebenschlussleitung von wenigstens einer Elektrode an mindestens ein Blech gelegt und vor dem Schweissvorgang ein Strom durch die Bleche, gegebenenfalls unter Verwendung an sich bekannter Hilfskontakte geleitet.
In manchen Fällen ist es vorteilhaft, von einer Elektrode eine Nebenschlussleitung an das ihr benachbarte Blech und eine weitere Nebenschlussleitung von der Gegenelektrode an das dieser benachbarte Blech zu führen sowie gegebenenfalls zwischen unbeschichtete, aneinanderliegende Blechseiten ein Schweissstück einzulegen. In andern Fällen ist es besser, wenn von einer Elektrode eine Nebenschlussleitung zum der Gegenelektrode benachbarten Blech und eine weitere Nebenschlussleitung von der Gegenelektrode zum der ersten Elektrode benachbarten Blech gelegt wird.
Beim Schweissen von mehr als zwei beschichteten Blechen ist es empfehlenswert, je zwei benachbarte Bleche mittels an sich bekannter Hilfskontakte leitend zu verbinden, wobei aufeinanderfolgende Hilfskontakte an gegenüberliegenden Rändern der Bleche angeordnet sind und der Strom somit zick-zack-förmig durch die Bleche geleitet wird. Bei einer bevorzugten Variante werden beim Schweissen mehrerer Bleche dieselben über Nebenschlussleitungen abwechselnd mit der Elektrode bzw. mit der Gegenelektrode leitend verbunden, wobei gegebenenfalls zwischen einander berührende unbeschichtete Blechseiten ein Schweissstück eingelegt wird. Solche Schweissstücke können mit einem Abstandhalter verbunden oder als Teil eines solchen ausgebildet werden. Ferner können zusätzliche Füllschweissstücke vorgesehen und in die unbeschichteten Stellen eingelegt werden.
Auf die Stromverteilung innerhalb des Paketes der zu verschweissenden Bleche kann Einfluss genommen werden, u. zw. in sehr einfacher Weise, in dem als Elektroden und Nebenelektroden je ein Paar von Parallelelektroden verwendet und gegenüberliegende Einzelelektroden mit entgegengesetzter Polarität geschaltet werden. Zusätzlich oder unabhängig davon kann der Strom in der Nebenschlussleitung geregelt werden.
Zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens bedarf es keiner komplizierten Geräte. Hiezu genügen Vorrichtungen, bei welchen im Einklang mit der Erfindung eine Schweissvorrichtung mit Schweisselektroden sowie mindestens eine Nebenelektrode oder eine Nebenschlussleitung vorgesehen sind, wobei die Nebenelektrode mit einer der Elektroden bzw. die Nebenschlussleitung mit einer der Elektroden sowie einem der Bleche leitend verbunden ist. Ebenso verwendbar sind Vorrichtungen, bei welchen eine Schweissvorrichtung mit Schweisselektroden sowie wenigstens zwei Nebenelektroden vorgesehen und letztere miteinander leitend verbunden sind. Jede Nebenelektrode kann als ein die Schweisselektrode konzentrisch umgebendes, in einem radialen Abstand und isoliert von dieser angeordnetes, vorzugsweise rohrförmiges Kontaktstück ausgebildet sein.
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In vielen Fällen empfiehlt sich die Anordnung zweier Parallelelektrodenpaare, wobei je eine Elektrode der Paare als Schweisselektrode und die andere als der Schweisselektrode jeweils gegenüberliegende Nebenelektrode herangezogen ist. Insbesondere kann beiderseits der Schweisselektroden je eine Nebenelektrode vorgesehen sein.
Bei einer vorteilhaften Variante dieses Vorrichtungstyps sind die Nebenelektroden als Arme einer Schweisszange ausgebildet und gegeneinander isoliert, wobei vorzugsweise die Bleche im Bereich jeder Nebenelektrode entschichtet sind. In einfachster Weise können die Arme der Schweisszange mittels Isolierscheiben und Achsen aus isolierendem Material gegeneinander isoliert sein. In der Verbindungsleitung zwischen der Schweiss- und der Nebenelektrode bzw. zwischen den Nebenelektroden oder in der Nebenschlussleitung kann ein Regelwiderstand vorgesehen sein, mit dessen Hilfe der fliessende Strom begrenzt bzw. auf einen gewünschten Wert eingestellt werden kann.
Die Erfindung ist im folgenden an Hand beispielsweiser Ausführungsformen in den Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen ist das erfindungsgemässe Punkt- oder Rollennahtschweissverfahren bzw. sind dazugehörige Vorrichtungen in schematisierter Darstellung veranschaulicht, u. zw. zeigen Fig. l zwei aussenseitig beschichtete Bleche und Nebenleitungen zum Einleiten von Nebenströmen in die Bleche und Kontaktbildung durch Schweissstücke, Fig. 2 das Einleiten eines Nebenstromes in ein Blechpaket aus zwei beidseitig beschichteten Blechen, Fig. 3 das Einleiten von Nebenströmen in das oberste und unterste Blech und Zickzackführung des Stromes durch Hilfskontakte bei zwei beidseitig beschichteten und einem unbeschichteten Blech, Fig. 4 eine Variante für drei beidseitig beschichtete Bleche, Fig.
5 das Einleiten von Nebenströmen in mehrere Bleche von entdröhnte Bleche enthaltenden Blechpaketen, Fig. 6 das Einleiten von Nebenströmen in zwei an einem Abstandshalter anliegende, je ein Entdröhnblech enthaltende Wände, Fig. 7 das Einleiten von Nebenströmen in mehrere Bleche, wobei das von einer Schweisselektrode berührte Blech mit der andern Schweisselektrode verbunden ist, Fig. 8 im Längsschnitt und Fig. 9 in Draufsicht eine vorteilhafte Ausbildung von Nebenkontakten und deren Verbindung mit Schweisselektroden, Fig. 10 eine Schaltvariante für solche Nebenkontakte, Fig. ll eine Anordnung von zwei isolierten Nebenelektrodenpaaren, welche durch Nebenschlussleitungen mit der einer gegenüberliegenden Schweisselektrode verbunden sind, Fig. 12 eine Variante, bei welcher die Gegenelektroden als Schweisszangen ausgebildet sind, Fig.
13 eine Anordnung mit einem Paar isolierter Nebenelektroden, die miteinander verbunden sind und Fig. 14 eine Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens mittels Doppelpunktes.
Die Anordnung nach Fig. l dient dem Verschweissen zweier Bleche--1, 2--, die an ihren Aussenseiten je mit einer Schicht--la bzw. 2b--überzogen sind. Das obere Blech, ist im Bereich--lc--der herzustellenden Schweissstelle sowie an einer Randstelle--ld--, das untere Blech--2--, nur an einer Randstelle--2d--entschichtet. Zwischen den Blechen sind Sehweissstücke--14--angeordnet, z. B. geklebt oder durch magnetische Kräfte gehalten, von denen eines an der Schweissstelle liegt.
Oberhalb bzw. unterhalb der herzustellenden Schweissstelle befinden sich anstellbare Schweisselektroden--20 bzw. 21--, von denen die obere,-20--, über eine Nebenschlussleitung-22-mit der entschichteten Stelle-ld--, die untere, - -21--, über eine Nebenschlussleitung --23-- mit der entschichteten Stelle --2d-- der Bleche --1 bzw.
2-verbunden ist. Werden die Elektroden auf das Blechpaket aufgesetzt, dann fliesst von der Elektrode --20-- zunächst Strom über die Leitung--22--in das Blech tritt aus diesem über die Schweissstücke--14--in das Blech --2-- über und fliesst aus diesem über die Leitung--23--zur Elektrode--21--.
Im Bereich der Schweissstücke ist der Stromweg eingeschnürt, so dass dort eine Erwärmung auftritt, wobei das zwischen den Elektroden liegende Schweissstück bei Verwendung von Wechselstromwegen deren induktiver Einwirkung am heissesten wird, so dass die Kunststoffschicht--2b--an der Stelle schmilzt, die der unteren Elektrode --21-- gegenüberliegt. Es kommt daher auch diese Elektrode, welche den geschmolzenen Kunststoff verdrängt, zum Anliegen an das metallische Blech, so dass ein Schweissstrom fliesst, der das Verschweissen der Bleche--l und 2--bewirkt. Die wesentliche Erwärmung der Bleche ist auf die unmittelbare Umgebung der Schweissstelle beschränkt, so dass die überzüge nur dort geschmolzen werden, sonst aber unbeeinträchtigt bleiben.
Zur Durchführung des Schweissens an den andern Stellen, an welchen Schweissstücke--14-eingelegt sind, genügt es, diese Stellen zwischen die Elektroden zu bringen, ohne dass eine Entschichtung notwendig wäre. Es kann mit netzfrequentem oder lochfrequentem Wechselstrom aber auch mit Gleichstrom geschweisst werden, denn das Aneinanderdrücken der Bleche mit Hilfe der Elektroden sichert den ausreichenden Kontakt des zwischen diesen liegenden Schweissstückes mit den Blechen, so dass vor oder während des Schweissens die höchste Stromdichte und damit Erwärmung an dieser Stelle lokalisiert ist.
Fig. 2 veranschaulicht das Verschweissen zweier Bleche--1, 2--, die beidseitig mit Schichten--la, Ib bzw. 2a, 2b-überzogen sind. Nur das obere Blech, ist unterhalb der Elektrode--20--bei --lc-- sowie am Rande bei--ld--entschichtet. Die Entschichtungsstelle--ld--ist über eine Nebenschlussleitung --23-- mit der unteren Elektrode --21-- verbunden. Zwischenstücke --14-- sind nicht vorgesehen.
Beim Aufsetzen der Elektrode --20-- auf die entschichtete Stelle--lc--fliesst Strom von dieser Elektrode durch das Blech--l--und die Leitung --23-- zu der andern Elektrode und die Erwärmung im Bereich der Entschichtungsstelle ist gross genug, um ein Schmelzen der Überzüge zu bewirken. Nach dem
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die beiden Bleche jeder Wand untereinander und mit dem Abstandshalter sicher verschweisst werden. Fig. 7 bezieht sich auf das Verschweissen eines Blechpaketes nach Fig. 5, nur sind die Nebenschlussleitung --22-- an die Bleche-2 und 4-und die Nebenschlussleitungen --23-- mit den Blechen --1 und 3-- verbunden.
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Entschichtungen im Inneren des Blechpaketes.
In den Fig. 8 bis 10 ist eine Variante für die Erwärmung der zu verschweissenden Bleche mit Hilfe von Nebenschlussströmen gezeigt. Das Blechpaket nach den Fig. 8 und 10 besteht aus drei beidseitig beschichteten
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Stellen gegenüberliegenden Schweisse;eltrpdem --20 bzw. 21-- sind je von einem isolierenden Rohr --36-umgeben, über das eine Nebenelektrode in Form eines rohrförmigen Kontaktstückes --35-- geschoben ist.
Dieses Kontaktstück ist in ein isolierendes Gehäuse --37-- eingesetzt, wobei zwischen dem ringförmigen Gehäuseboden und dem vorzugsweise zu einem Federteller gestalteten, inneren Stimende des Kontaktstückes eine Schraubenfeder --38-- untergebracht ist. Jedes Kontaktstück ist über eine Nebenschlussleitung--22 bzw. 23-- mit der von dem jeweils andern Kontaktstück umgebenen Elektrode bzw. deren Träger verbunden.
In die Leitungen sind Regelwiderstände --25-- eingeschaltet. Beim Anstellen der Elektroden gegen das Blechpaket treffen zunächst die beiden Kontaktstücke-35-auf die entschichteten Stellen der Aussenbleche - l und 3--auf und dann die zugehörigen Elektroden. Infolgedessen fliesst von jedem Kontaktstück Strom über eine schmale Ringzone des betreffenden Bleches zu der in einem radialen Abstand liegenden von diesem Kontaktstück umgebenen Elektrode. Hieraus entspringt eine auf die Ringzonen beschränkte Erwärmung dieser Bleche und die im Inneren des Blechpaketes liegenden Schichten--lb bis 3a--schmelzen, so dass ein durch sämtliche Bleche verlaufender Strompfad für den Schweissstrom gebildet wird und die Bleche miteinander verschweisst werden.
In vielen Fällen genügt die Anordnung eines Kontaktstückes an einer Elektrode, weil die lokalisierte Wärmeentwicklung zum Schmelzen sämtlicher Schichten im Inneren des Blechpaketes und auch der andern Aussenschicht ausreicht. Es genügt also oft, die Aussenschicht jenes Bleches örtlich abzutragen, an dem das Kontaktstück anliegt.
Gemäss Fig. 10 sind die beiden Kontaktstücke über eine Nebenschlussleitung mit eingeschaltetem Regelwiderstand --25-- verbunden. Die beiden zu erwärmenden Ringzonen sind dann in Serie geschaltet.
Die Anzahl der auf diese Weise miteinander verschweissbaren, beidseitig beschichteten Bleche hängt von der Stromstärke, Spannung, Frequenz und von der Zeitspanne ab, in der Strom fliesst. Von Einfluss ist auch der Anstelldruck der Schweisselektroden. Es kann sich empfehlen, den Elektroden Längsschwingungen aufzuprägen oder, was allgemein gilt, die Bleche vor dem Verschweissen auf Temperaturen vorzuwärmen, die aber verständlicherweise die Beschichtungen nicht abträglich beeinflussen dürfen.
Nebenelektroden können auch anders verteilt und den Schweisselektroden zugeordnet sein, wobei die jeweils zu treffende Anordnung von der Forderung ausgeht, die aufgewendete Energie bestmöglich auszunutzen und verlässliche Schweissstellen herzustellen. Aus Fig. 11 geht eine solche Anordnung hervor, mit der beispielsweise wieder drei beidseitig beschichtete Bleche--l, 2, 3-- verschweisst werden können. Die Vorrichtung ist mit zwei armförmigen Elektrodenträgern--40--ausgerüstet, die an ihren Vorderenden mit flachen Ansätzen zur Halterung der Schweisselektroden --20 bzw. 21-und der Nebenelektroden ausgestattet sind.
Die Schweisselektroden sitzen in der Mitte des betreffenden Ansatzes, und zu beiden Seiten jeder solchen Elektrode ist eine Nebenelektrode--26a, 26b bzw. 27a, 27b--in den Ansatz mittels eines Isolierrohres - isoliert eingesetzt. Die Elektrode --20-- ist über die Nebenschlussleitung --22-- mit den parallelgeschalteten Nebenelektroden--27a, 27b-beiderseits der andern Elektrode--21--verbunden und die von dieser ausgehende Nebenschlussleitung--23--führt zu dem Paar der andern, parallelgeschalteten
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26b--.- zu den dieser benachbarten Nebenclcktroden --26a, 26b--, die Bleche werden warm und das Schweissen geht in der bereits erörterten Weise vor sich, wobei gleichzeitig drei Schweissstellen hergestellt werden.
Zum Abgleichen der durch die drei Schweissstellen fliessenden Ströme dienen die Regelwiderstände --25--.
Aus Fig. 12 geht das Schweissen eines Blechpaketes aus fünf beidseitig beschichteten Blechen-l bis 5-hervor. Das Blechpaket liegt wieder zwischen zwei Elektrodensätzen, die je aus einer Schweisselektrode--20 bzw. 21--und zwei diesen benachbarten Nebenelektroden--43 bzw. 42--bestehen. Die einander gegenüberliegenden Elektroden-43, 42-- jedes Nebenelektrodenpaares sind als Arme--45, 46- einer
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--44---5c--derNebenelektroden--42--entschichtet.
Jeder Nebenelektrode--42--oder deren Zangenarm --46-- ist über eine Nebenschlussleitung --22a bzw. 22b-- mit der auf der andern Seite des Blechpaketes liegenden Schweisselektrode-20--und jede
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verlegt. Nach dem Aufsetzen der an Spannung liegenden Elektroden auf das Blechpaket fliesst Strom von der Elektrode --20-- durch das Blech--l--zu den an diesem anliegenden Nebenelektroden --43-- und über die Leitungen --23a, 23b-- sowie zum Erwärmen und Verdrängen der inneren Beschichtungen auch über die Leitungen --22a, 22b-- zu der andern Elektrode --21-- und zwischen diese und der gegenüberliegenden Elektrode--20--, so dass gleichzeitig drei Schweissstellen hergestellt werden.
Die Regelwiderstände werden so eingestellt, dass die Ströme in sämtlichen Schweissstellen etwa gleich gross ausfallen. Wichtig ist die Entscheidung eines Aussenbleches, z. B. --1--, im Bereich sämtlicher an diesem anliegenden Elektroden, die Entschichtung des andern Aussenbleche im Bereich der Nebenelektroden ist empfehlenswert, nicht aber immer unbedingt erforderlich.
Das Verschweissen eines Blechpaketes aus drei beidseitig beschichteten Blechen-l, 2, 3-mit Hilfe zweier Schweisselektroden und eines Nebenelektrodenpaares lässt Fig. 13 erkennen. Die Schweissvorrichtung weist
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gegen den Gehäuseboden abgestützten Druckfeder --53-- belastet ist. Der Schweisselektrode-20-liegt die andere Schweisselektrode--21--gegenüber und auch die beiden Nebenelektroden --26,27-- sind gegenüberliegend angeordnet.
Die beiden Aussenbleche --1, 3-- sind im Bereich der herzustellenden Schweissstellen bey--lac bzw. 3c-entschichtet und die beiden Nebenelektroden sind über eine Leitung
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mitNebenelektrode--26--, durch die Leitung --24-- zu der andern Nebenelektrode und durch das Blech --3-- zu der zweiten Schweisselektrode--21--. Die Bleche werden warm die überzüge schmelzen und die beiden Schweissstellen entstehen gleichzeitig, wie bereits erläutert.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist auch bei Verwendung sogenannter Doppelpunkter durchführbar, wie an Hand der Fig. 14 beim Verschweissen eines Blechpaketes aus drei beidseitig beschichteten Blechen
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unterhalb jeder Elektrode vorgesehen. Die Schweissspannung liegt zwischen den kreuzweise gepolten Parallelelektrodenpaaren--28, 29--. Nach dem Aufsetzen der Elektroden auf das Blechpaket fliesst Strom von der Elektrode --28a-- über das Blech--l--zu der Elektrode --28b--, die Schichten unterhalb dieser Elektroden schmelzen und Strompfade bilden sich zwischen den einander gegenüberstehenden Elektroden
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29bAussenbleches--3--erweist sich als überflüssig.
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