Verfahren zum Punkt- oder Rollennahtschweissen von beschichteten, insbesondere kunststoff beschichteten Blechen oder Metallteilen und Maschine zur Ausführung des Verfahrens
Mit I(unststoff beschichtete Bleche werden schon seit Jahren hergestellt. Wegen ihrer rostfreien, unempfindlichen und mit vielen Mustern und Farben lieferbaren Oberfläche ist ihre Verwendung erwünscht, jedoch lassen sich diese Bleche nicht in der üblichen Art durch Punkt- oder Rollennahtschweissen unter sich oder mit anderen Teilen in rationeller Art verbinden.
Zwar hat man Spezialschweissmaschinen mit parallel zueinander angeordneten Elektroden entwickelt, mit denen an der metallblanken Unterseite einseitig beschichteter Bleche Teile angeschweisst werden können.
Jedoch genügt entweder die Festigkeit der Verbindung nicht oder die Kunststoffschicht wird durch die Schweisshitze in ihrem Aussehen beeinträchtigt. Punktoder Rollennahtschweissungen lassen sich nur dann ausführen, wenn an der Verbindungsstelle der Kunststoff entfernt ist. Nachträglich kann die Schweissstelle durch Überkleben mit einer Folie oder Auftragen von einer Kunststoffschicht wieder vor Korrosion geschützt werden. Es lassen sich auch durch Aufbuckeln des Bleches von unten her und Entfernen der Schicht auf dem Buckel Schweissungen auf der beschichteten Seite ausführen. Jedoch haben diese allgemeinen Überlegun- gen nicht zur praktischen Verwendung geführt.
Es liegt daher die Aufgabe vor, maschinelle Verfahren zu entwickeln, die eine rationelle Fertigung mit üblichen Punkt- oder Rollennaht-Schweissmaschinen erlauben.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die das Schweissen störende Schicht oder Schichten an den Schweissstellen maschinell mit geometrisch vorbestimmter Begrenzung ohne Beeinträchtigung der angrenzenden Schichtteile spanabhebend entfernt werden und dass an den Schweissstellen der so gebildeten metallreinen Schweissflächen eine stromleitende Verbindung zwischen den an den Innenseiten der zu verschweissenden Bleche oder Metallteile sich gegen überliegenden zu verschweissenden Stellen und den Schweisselektroden hergestellt und dann über den damit gebildeten Stromweg das Schweissen durchgeführt wird.
Mit dem neuen Verfahren lassen sich mannigfaltige Schweissverbindungen herstellen, z. B. einseitige Laschenverbindung auch mit abgesetztem Stoss, überlappende Verbindung, auch mit Lasche. Bei Verwendung von zweiseitig beschichteten Blechen können Schweisszwischenstücke in die durch das Entschichten entstandenen Hohlräume eingelegt, eventuell angeheftet und mit einem weiteren Blech zusammengeschweisst werden. Damit können auch drei und mehr beschichtete Bleche einwandfrei verbunden werden. Um das Einlegen von Schweisszwischenstücken zu vermeiden, können die Schweissstellen um die Dicke der entfernten Schicht oder Schichten ausgeprägt werden. Die Ausprägung füllt den Hohlraum zwischen den Blechen aus und stellt die elektrische Verbindung her. Es genügt auch, wenn die Schweissstellen mit Buckeln versehen werden, deren Höhe etwa der Dicke der entfernten Schichten entspricht.
Bei dünnen Blechen genügt allein eine Durchbiegung an der Schweissstelle durch den Pressdruck der Elektroden. Sind dagegen dickere Bleche, z. B. zur Raumabteilung, zu verarbeiten, so kann auch das Blech selbst mit dem gleichen Werkzeug ausgefräst werden, um die Blechstärke und damit die Erwärmung an der Schweissstelle herabzusetzen.
Zu dem gleichen Zweck können die Schweisszwischenstücke aus V-förmig gesickten Blechen bestehen.
Sie werden z. B. zum Aufstellen von Wänden schon vorher an Halterungen, wie U-förmige Pfosten, angeschweisst und können auch Zwischenräume zum Einschieben weiterer Wandteile freilassen.
Es kann auch ein Blech vollständig durchgefräst und das Metall des damit verbundenen zweiten Bleches freigelegt werden. An der freigelegten Stelle des zweiten Bleches kann dann ein drittes Teil, z. B. ein Haltewinkel, angeschweisst werden. Diese Art eignet sich für Stahlbleche, welche durch eine Entdröhnung oder Iso lierschicht miteinander verbunden und aussen je mit einer Kunststoffschicht versehen sind.
Solche Verbundbleche können auch mit weiteren beschichteten Blechen verarbeitet werden. Dazu ist ein Blech mit den anliegenden Schichten vollständig durchzufräsen und die weiteren Bleche in üblicher Weise freizufräsen, so dass sie geschweisst werden können.
Die durch das Durchfräsen entstehende Höhlung kann durch ein Schweisszwischenstück ausgefüllt werden. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, alle Bleche und Schichten zu durchbohren und einen Schweissnietstift einzuschweissen. Der Schweissnietstift kann einen Kopf haben, welcher in eine Ausfräsung einer Schicht oder eines Bleches passt. Die Bohrung kann auch durch mehrere Schweisszwischenstücke ausgefüllt sein. Das Entschichten der zwischen den Blechen liegenden Schichten an den Schweissstellen kann durch Einlegen von Scheiben mit nach oben und unten gerichteten Zacken vermieden werden. Die Zacken durchdringen die Schichten beim Zusammenpressen durch die Elektroden und stellen eine elektrisch leitende Verbindung her.
Zum Schutz der neben der Schweissstelle befindlichen Schichten können Kühlvorrichtungen vorgesehen sein.
Die Erfindung betrifft auch eine Maschine zur Ausführung des erfindungsgemässen Verfahrens. Diese ist dadurch gekennzeichnet, dass quer zu einer Förderbahn für Bleche oder Metallteile je eine Reihe von Fräsmaschinen an einer oberen Schiene und einer unteren Schiene befestigt ist, welche in einem Ständer lotrecht schiebbar gelagert und durch eine Hebelwerk gegen das Blech oder das Metallteil drückbar sind.
Anhand der Zeichnung wird die Erfindung zunächst an verschiedenen Verfahren und dann die dazu entwickelten Maschinen beispielsweise beschrieben. Es zeigen:
Fig. das Ausfräsen der oberen und unteren Schicht eines zweiseitig beschichteten Bleches zur Bildung einer Schweissstelle,
Fig. 2 eine Schweissverbindung für ein einseitig beschichtetes Blech mit einem Stahlblech,
Fig. 3 eine Schweissverbindung mit einem einseitig beschichteten Stahlblech.
Fig. 4 eine Schweissverbindung für zwei zweiseitig heschichtete Bleche mit Hilfe einer Lasche
Fig. 5 bis 10 fünf Schweissverbindungen für ein zweiseitig beschichtetes Blech mit verschieden beschichteten anderen Blechen mit Hilfe von Schweisszwischenstücken im Querschnitt, zuletzt auch in Draufsicht,
Fig. 11 das Ausprägen eines beschichteten Bleches,
Fig. 12 eine Schweissverbindung mit Ausprägungen an der Schweissstelle,
Fig. 13 eine Schweissverbindung mit Buckeln an der Schweissstelle im Querschnitt,
Fig. 14 und 15 in Ansicht und Draufsicht die Schweissverbindung nach Fig. 13,
Fig. 16 eine Schweissverbindung mit Teilausfräsung auch im beidseitig beschichteten Blech und mit einen V-förmigen Schweisszwischenstück,
Fig.
17 ein Verbundblech, das aus zwei durch eine Kunststoffschicht verbundenen und aussen beschichteten Stahlblechen besteht, mit Ausfräsungen durch eines der Stahlbleche hindurch,
Fig. 18 eine Schweissverbindung eines Verbundbleches nach Fig. 17 mit einem zweiseitig beschichteten Blech,
Fig. 19 eine Maschine für eine Reihe von Fräsern in Seitenansicht,
Fig. 20 einen Querschnitt durch eine Fertigungsstrasse, durch einen Förderwagen mit aufgelegter beschichteter Blechtafel und durch ein Gerüst, welches einen oberen und einen unteren Werkezugwagen trägt,
Fig. 21 einen Teil-Querschnitt durch den Werkzeugwagen der Fig. 20 mit gedrehtem Werkzeugträger und senkrecht zu einer schrägen Blechfläche gestelltem Motorfräser,
Fig. 22 eine Teilansicht der Fig. 20 mit schräg zum Werkzeugträger gestelltem Motorfräser,
Fig. 23 eine Entschichtungs- und Reinigungsmaschine in Seitenansicht,
Fig.
24 eine Widerstandsschweissmaschine mit einer Serie von Punktschweissern zum Schweissen von Blechteilen innerhalb einer Fertigungsstrasse im Querschnitt,
Fig. 25 in grösserem Massstab einen Ausschnitt von der linken Seite mit Einzelheiten der Punktschweisser nach Fig. 24,
Fig. 26 eine Kühlplatte für kreisförmige Schweissstellen,
Fig. 27 wassergekühlte Vierkantrohre für streifenförmige Entschichtung,
Fig. 28 eine Wiederbeschichtungsmaschine mit Klebeband in Seitenansicht.
Fig. 1 zeigt ein beschichtetes Blech 10. Es setzt sich zusammen aus einer oberen, z. B. aus Kunststoff bestehenden, nicht elektrisch leitenden Schicht 10d, aus einem Blech 10c und aus einer unteren Schicht 10d'. Ein darüber angeordneter Fräser 15b hat eine Schweissstelle freigelegt und dazu ein kreisförmiges Loch 10a in der Schicht 10d ausgefräst. Ein unterer Fräser hat in der unteren Schicht 10d' ein eben solches Loch lOb ausgefräst.
Soll ein Blech 10c, das an einer Seite mit einer Schicht 10d versehen ist, nach Fig. 2 mit einem unbeschichteten Blech 25 verbunden werden, so kann an der Ausfräsung 10a eine Punktschweissung mit gegenüberliegenden Elektroden 21, 22 vorgenommen werden. Soll ein einseitig beschichtetes Blech mit einem weiteren einseitig beschichteten Blech so verbunden werden, dass beide Schichten aussen liegen. so sind beide Bleche mit einer Ausfräsung zu versehen. Sie können nach Fig. 3 an den ausgefrästen Stellen in üblicher Weise mit den Elektroden 21, 22 punktgeschweisst werden.
Auch aneinander anstossende beschichtete Bleche lassen sich mit Hilfe der Ausfräsungen verbinden. Nach Fig. 4 ist z. B. am Rand des linken Bleches 10c und an dem des rechten Bleches lOc' nicht nur die Schicht 10d bzw. 10d', sondern auch noch die halbe Blechstärke 10c abgefräst, so, dass die Bleche an der Oberseite in einer Ebene liegen. Die Unterseite ist ebenfalls am Rande abgefräst. Der Stoss ist durch eine einseitig beschichtete Lasche 26 mit den Ausfräsungen 26a verstärkt. Je drei Reihen von kreisrunden Ausfräsungen 1 Oa. 16a liegen einander gegenüber und lassen drei Reihen von Punktschweissungen zu.
Weitere Verbindungsmöglichkeiten für zweiseitig beschichtete Bleche zeigt Fig. 5. Die zweiseitig beschichteten Bleche sind mit einer oberen Ausfräsung 10a und gegenüberliegend mit einer unteren Ausfräsung lOb versehen und aufeinander gelegt. In dem Hohlraum der beiden innenliegenden Ausfräsungen ist ein Schweizwischenstück 20, dessen Dicke der Dicke zweier Schichten entspricht, eingelegt. Liegt nur eine Schicht zwischen den Blechen nur und 25, so weist das Schweisszwischenstück 20 nur die Dicke einer Schicht auf, siehe Fig. 6 und 7, sonst die Dicke zweier Schichten, siehe Fig. 8. Auf diese Weise können auch drei oder mehr ein- oder zweiseitig beschichtete Bleche durch Punktschweissen verbunden werden, siehe Fig. 9 und 10.
Um das Einlegen von Schweisszwischenstücken zu vermeiden, können nach Fig. 11 die freigefrästen Schweissstellen 10a in einem weiteren Arbeitsgang ausgeprägt werden, was mit Stempel 48 und einer Matrize 49 geschieht.
Statt einer rechtwinkligen Ausprägung können auch an den Ausfräsungen Buckel oder Warzen 10f angebracht werden (Fig. 13-15).
Bei dünneren Blechen genügt schon der Anpressdruck der Elektroden, um sie an den ausgefrästen Stellen durchzubiegen, zur gegenseitigen Berührung zu bringen und dann zu schweissen. Damit ergibt sich ein ausserordentlich einfaches Verfahren.
Das Verfahren für das Schweissen beschichteter Bleche kann auch dahin abgeändert werden, dass ein einseitig beschichtetes Blech zunächst mit Buckel oder Rillen, welche auf der Schichtseite vorstehen, versehen, die Schicht auf den Buckel oder die Rillen vorzugsweise durch Schleifen entfernt und dann die Schwei ssung durchgeführt wird. Die Buckel können zylindrischen oder kegelförmigen und die Rillen trapez-, bogen- oder dreieckförmigen Querschnitt aufweisen.
Bei Verwendung dickerer Bleche mit Beschichtung tritt an der Schweissstelle eine Erwärmung über einen grösseren Bereich auf. Zur Verminderung der unerwünschten Erwärmung wird an der Schweissstelle nicht nur die Schicht 10d mit einer Ausfräsung 10a, sondern auch das Blech 10c mit einer Ausfräsung 10g versehen siehe Fig. 16.
Eine weitere Herabsetzung einer unerwünschten Erwärmung der Schweissstelle lässt sich dadurch erzielen, dass das Schweisszwischenstück nicht massiv, sondern als Blechprofil 50 ausgeführt ist. In Fig. 16 weist es etwa V-förmigen Querschnitt auf. Es wird zunächst an seinen Enden mit einem U-Eisen, das als Halterung, z. B. als Pfosten 51, 52 für eine Wand aus zweiseitig beschichtetem Blech 10 dient, verschweisst. Zwei solche Pfosten 51, 52 mit je einem V-förmigen Schweisszwischenstück 50 greifen von vorn und hinten in eine Wand 10 ein wobei die Schweisszwischenstücke 50 in die Ausfräsung 10a, b der Schicht 10d und in die Ausfräsungen 10d' des Bleches 10c eingreifen und dort durch Punktschweissen verbunden sind. Der Zwischenraum zwischen Pfosten und Wandblech dient zum Einsetzen weiterer Wandteile wie Querwände.
Die Ausfräsungen können das Stahlblech vollständig durchdringen und damit eine Schweissverbindung bei Verbundblechen ermöglichen. Das Verbundblech in Fig. 17 besteht aus einem oberen Stahlblech 783 und einem unteren Stahlblech 785, welche durch eine Kunststoffschicht 784 zur Entdröhnung oder Isolierung verbunden sind. Die Aussenseiten sind oben mit einer Schicht 782a und unten mit einer Schicht 786a versehen. Zur Anbringung weiterer Teile, z. B. von Haltern, sind eine Ausfräsung 782b von oben und von unten eine Ausfräsung durch drei Schichten, und zwar durch die untere Schicht 786a, das untere Blech 785 und die Zwischenschicht 784 vorgenommen worden.
An der Oberseite des freiliegenden Bleches 783 kann ein Halter und darüber eine Elektrode, an der Unterseite eine Gegenelektrode angesetzt und das Schweissen vorgenommen werden. Entsprechend kann auch ein Halter an der Unterseite angebracht werden.
Verbundbleche können auch mit zweiseitig beschichteten Blechen verbunden werden. In der Fig. 18 ist ein Verbundblech 980 dargestellt, welches sich aus einer oberen Kunststoffschicht 980d, einem oberen Stahlblech 980a, einer Kunststoffzwischenschicht 980c, einem unteren Stahlblech 980b und einer unteren Kunststoffschicht 980e zusammensetzt. Es soll mit einem weiteren Blech 981, das mit einer oberen Kunststoffschicht 981a und einer unteren Schicht 981b versehen ist, verbunden werden. Zu diesem Zweck werden nicht nur die äusseren Schichten 980d, e des Verbundbleches 980 und die äusseren Schichten 981a, b des beschichteten Bleches entfernt, sondern auch das obere Stahlblech 980a und die Zwischenschicht 980c des Verbundbleches ausgefräst. Damit liegen die Oberflächen des unteren Stahlbleches 980b und des Bleches 981 frei und können geschweisst werden. Soll die Oberfläche z.
B. des Verbundbleches 980 eben bleiben, so wird ein Füllschweissstück 984 in die Ausfräsung des Verbundbleches 980 eingelegt.
Zur wirtschaftlichen Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung dienen Entschichtungs-, Präge-, Schweiss- und Wiederbeschichtungsmaschinen, welche nicht nur eine Schweissstelle, sondern eine Reihe von Schweissstellen gleichzeitig bearbeiten und sich in ein Fliessband zur Herstellung von Teilen aus beschichtetem Blech einfügen lassen.
Entschichtungsmaschinen
Eine Maschine für eine Reihe von Fräsern zeigt die Fig. 19. Sie besteht aus einem Tisch zur Aufnahme der beschichteten Bleche 10 mit einem vorderen Teil 7 a-c und einem hinteren Teil 8a-c. Die Tischteile tragen auf ihrer Oberseite eine Kugel- oder Rollenförderbahn 9 für die Bleche. Quer zur Förderbahn zwischen den beiden Förderbahnteilen erstreckt sich ein rahmenartiger Ständer la-e. In den Ständerpfosten lc sind eine obere Tragschiene 3a und eine untere Tragschiene 3b mit Hilfe von Gleitschuhen links 2a, rechts 2b lotrecht schiebbar gelagert. Auf den Tragschienen sind Fräsmaschinen 15 mittels Halterung 15a befestigt, deren Fräser 15b gegen die Ober- bzw. Unterseite des beschichteten Bleches 10 gerichtet sind und paarweise einander gegenüberstehen. Das Gewicht der Tragschienen samt Fräsmaschinen ist durch Druck- bzw. Zugfedern 4c, b ausgeglichen.
Ein Fusshebel 5 wirkt über Gestänge 5a, 5b, 5c auf die untere Tragschiene 3b und über Gestänge 5a, d, e auf die obere Tragschiene 3a ein. Mit dem Fusshebel 5 können alle Fräsmaschinen gleichzeitig gegen das beschichtete Blech 10 gedrückt und eine Reihe von Schweissstellen ausgefräst werden.
Die Tischteile 7, 8 weisen Querschlitze 11 a und Längsschlitze 11b zur Anbringung von Anschlägen 12a zur seitlichen Führung und Anschlägen 12b in Förderrichtung auf. Die Frästiefe kann durch Anschläge für die Tragschienen eingestellt werden. Ein elektrischer Kontakt 16 wird durch das Gestänge 5a des Fusshebels 5 geschlossen und schaltet den Strom für alle Fräsmaschinen 15 ein. Ein Zeitbegrenzer kann das Ausschalten besorgen. Feinere Unterschiede zwischen Blech und Fräser werden durch eine elastische Lagerung des Fräserspannfutters 15c im Gehäuse 15e mit Hilfe einer Druckfeder 15d ausgeglichen. Der Fräserschaft 15b wird mit einer Abflachung 15b' und mit Kugelschnäpper 15f im Futter 15c gehalten (Fig. 19).
Zur rationellen Durchführung des Verfahrens in weniger Sekunden ist nach einem weiteren Erfindungsgedanken eine Fertigungsstrasse vorgesehen. Förderwagen tragen je eine Blechtafel und laufen nacheinander durch Gerüste, welche die Bearbeitungsmaschinen wie Fräsmaschinen, Schweissmaschinen und Wiederbeschichtungsmaschinen tragen. Die einzelnen Werkzeuge jeder Maschine sind nicht nur in einer Reihe senkrecht zur Transportrichtung wie in Fig. 19, sondern über die ganze Fläche der Blechtafel anbringbar, so dass eine Tafel in je einem Arbeitsgang gefräst, geschweisst oder wiederbeschichtet werden kann. Um die einzelnen Arbeitsgänge während des Transportes der Blechtafel vornehmen zu können, sind die Entschichtungs-.
Schweiss- und Wiederbeschichtungsmaschinen an einem Wagen angebracht, welcher auf Schienen am Gerüst in Transportrichtung mitläuft und während der Bearbeitung mit dem Förderwagen kuppelbar ist. Nach der Bearbeitung wird er wieder in seine Ausgangsstellung vorgeschoben.
In Fig. 20 ist ein solches Gerüst mit Förderwagen und Werkzeugwagen im Querschnitt dargestellt. Das Gerüst 211 besteht aus einem vorderen und hinteren Rahmen mit je einem oberen Querträger und zwei lotrechten Stützen 211a. Die vorderen und hinteren Rahmen sind durch Schienen 212 für den oberen Werkzeugwagen 205 mit den Rädern 213 verbunden. Am Boden sind die Schienen 222 für den unteren Werkzeugwagen 210a-c mit den Rädern 210g und die Schienen 207e für den Förderwagen 207a-d mit den Rädern 207d befestigt. Der Förderwagen 207 trägt in mittlerer Höhe eine Tragplatte 207b mit Anschlägen 207c zum Festlegen eines Werkstückes 206 z. B. einer zweiseitig beschichteten Blechtafel. Die Tragplatte ist gitterförmig ausgeführt, damit gleichzeitig auch eine untere Schicht des Bleches von unten her bearbeitet werden kann.
An den Aussenseiten des Förderwagens 207 sind oben und unten zweiarmige Mitnehmerhebel 223 gelagert, welche in waagrechter Lage mit ihrem inneren Arm 223b gegen einen Schalter 228 am Werkzeugwagen zum Einschalten der Werkzeugmotore sto ssen, und nach Beendigung des Arbeitsganges mit ihrem äusseren Arm 223a unter eine ansteigende Anschlagfläche 232 an den Stützen 211a des Gerüstes gelangen, wodurch der zweiarmige Hebel 223 geschwenkt und der innere Arm 223b aus dem Bereich des Schalters 228 gebracht wird. Eine Feder 224 bringt den zweiarmigen Hebel wieder zurück in seine waagrechte Ausgangslage an einem Anschlag 219 am Förderwagen 207.
Der ausgeschwenkte äussere Arm 223a stösst gegen einen elektrischen Schalter 226 an der Stütze 211a des Gerüstes und betätigt ein Druckventil 233, welches Luft in einen oberen Zylinder 234a und einen unteren Zylinder 234b lässt. In jedem Zylinder befindet sich ein Kolben. dessen Kolbenstange den oberen Werkzeugwagen 205 bzw. den unteren 210a in die Ausgangslage zurückbringt. Am Ende der Rückbewegung sperrt ein elektrischer Schalter 227 die Druckluft ab. Zugleich mit dem Einschalten der Werkzeugmotore wird ein zweites elektrisches Druckluftventil 229 an dem Gerüst (Fig. 20 oben rechts) betätigt, welches Druckluft 228a zu den Fräsmotoren strömen lässt und dort die Fräser 220 gegen das Werkstück 206 drückt. Die Laufzeit der Fräsmotoren 218 wird durch Zeitregler 230, 231 bestimmt.
Die Werkzeugwagen 205, 210a nach Fig. 20 sind aus Vierkantrohren zusammengeschweisst. An der vorderen und hinteren Querseite sind Schienen 214a, b übereinander angebracht, in denen sich in Transportrichtung erstreckende Werkzeugträger 214c gelagert sind. Die gezeichneten Werkzeugträger bestehen aus zwei Vierkantrohren, welche an den Enden an eine Abschlussplatte 214d geschweisst sind. Jede Abschlussplatte trägt einen Zapfen 214e mit Gewinde und ist durch eine Mutter 214f an die Schienen 214b anklemmbar (Fig. 21, 22). Zwischen je ein Paar Werkzeugträger 214c können mehrere Fräsmotore 218 mit Hilfe von Bügeln 242 und Schrauben 240 angeklemmt werden. Durch die Lagerung auf den Zapfen 214e können die Werkzeuge gedreht und senkrecht auf schräge Flächen, die quer zur Transportrichtung geneigt sind, eingestellt werden (Fig. 21).
Für Flächen, die in Transportrichtung geneigt sind, sind die Bügel 242 so verlängert, dass die Werkzeuge 218 schräg einklemmbar sind (Fig. 22). Sollen die Werkzeuge 218 auf jeden Punkt der Tischfläche einstellbar sein, so sind die Schienen 214a, b mit waagrechten Schlitzen zu versehen, durch welche die Zapfen 214e der Werkzeugträger greifen. Sind viele Schweisspunkte vorhanden, so werden mehrere Schienen 214a, b übereinander und auch an den Längsseiten, d. h. kreuzweise z.B. vier Schienen so angeordnet, dass Werkzeugträger 214c längs und quer anbringbar sind.
Liegen die Schweisspunkte noch dichter aneinander als es die Baubreite zweier Werkzeuge zulässt, so ist die Blechtafel samt Förderwagen einem zweiten Gerüst mit versetzt angebrachten Werkzeugen zuzuführen.
Nach dieser Methode können auch Schlitze hergestellt werden.
Zur Wiederbeschichtung müssen die Schweissstellen von Entschichtungsspänen und Schweissgraten und die Ränder der Schicht frei von Fransen sein. Dazu dient eine Entschichtungsmaschine, die einen vorauseilenden Randschneider, ein Entschichtungswerkzeug und eine Reibe- oder Anpresswalze umfasst. Ausserdem kann vor dem Entschichtungswerkzeug eine Kühlvorrichtung für die zu entfernende Schicht 760b des Bleches 760a eingebaut sein. Das Kühlmittel kann gekühlte Luft oder unterkühlte Flüssigkeit sein und von oben oder von unten an das Werkzeug herangebracht werden, um das Weichwerden der Kunststoffschicht während der Bearbeitung zu verhindern. Hinter dem Entschichtungswerkzeug ist eine Absaugvorrichtung angeordnet für Späne. Bei dem Beispiel nach Fig. 23 ist in einem Gehäuse vorn ein Scheibenmesser 763 mit zwei seitlichen Schneiden zum Einschneiden der Ränder, in der Mitte z.
B. ein Scheibenfräser 762 und hinten eine Reibe- und Anpressrolle 761 auf je einer Achse gelagert, auf welche ausserhalb des Gehäuses an beiden Seiten je eine Riemenscheibe 770a, 766a, 771a trägt. Vor dem Fräser 762 befindet sich der Trichter oder die Düse einer Kühlmittelleitung 764 und hinter dem Fräser 762 die Ansaughaube einer Absaugleitung 765 für Späne. Das Gehäuse setzt sich nach oben durch ein Rohr fort, welches eine Konsole mit drei Vorgelegen und einem Motor trägt.
Das Vorgelege für den Fräser 762 trägt eine Riemenscheibe 766 und ein Zahnrad 767, welche nach vorn in ein Zahnrad 768 für die Riemenscheibe 770 und den Riemen 772 des Scheibenmessers 763 und nach hinten in ein Zahnrad 769 für die Riemenscheibe 771 und den Riemen 773 der Reiberolle 61 eingreift. Über den Antrieb setzt sich das Gehäuserohr als Kolbenstange einer schon beschriebenen An- und Abdruckvorrichtung an einem Werkzeugwagen fort, welcher an einer Leitschiene geführt ist.
Statt eines Scheibenfräsers können Schleifscheiben, Bürsten oder dergleichen angebracht sein zur Entfernung von Schweissgraten.
Schweissmaschinen
Zum Schweissen von beschichteten Blechen, welche mit einer Reihe von Ausfräsungen versehen sind, wird eine Maschine nach Fig. 19 mit einer Reihe von Punktschweisselektroden ausgerüstet. An der unteren Tragschiene 3b sind untere Elektroden und an der oberen Tragschiene 3a obere Elektroden befestigt. Zum Anpressen der oberen Elektrode können z. B. Elektromagnete dienen. Das Schweissen kann in der üblichen Weise durch Regler erfolgen, nämlich mittels Regler für die Vorpresszeit, für die Schweisszeit, für die Nachpresszeit und für die Ruhezeit. Nach der Ruhezeit kann automatisch erneut eine solche Gruppenschwei ssung durchgeführt werden, und zwar durch einfaches Schieben des Werkstücks unter den Elektroden mit Hilfe von Anschlägen. Der Anpressdruck der Elektroden reicht bei dünneren Blechen aus, die Bleche an den Schweissstellen bis zur gegenseitigen Berührung durchzubiegen.
Sollen jedoch die Schweissstellen der Bleche mit Buckeln versehen werden, so sind an der eben beschriebenen Reihenschweissmaschine statt der Elektroden Prägestempel 48 und Matrizen 49 (Fig. 11) anzubringen. Dabei kann der Druck statt durch Elektromagnete auch durch Druckluft erzeugt werden.
In den Fig. 24, 25 ist eine Schweissmaschine dargestellt, welche das Schweissen auf einer Fläche, d. h.
das Verschweissen einer ganzen Blechtafel mit mehreren weiteren Blech- oder sonstigen Teilen, in einem Arbeitsgang innerhalb einer Fertigungsstrasse erlaubt. Ein gro sses Werkstück 801a liegt auf einer Tragplatte 806 mit Aussparungen 809 eines Förderwagens 807, welcher mit Rollen 807d auf Schienen 807e die ganze Fertigungsstrasse durchläuft. Auf dem grossen Werkstück 801a liegen die Anschweissstücke 801b und 801c, ausgerichtet durch Anschläge oder aufgesetzte Schablonen.
Den Förderwagen überdeckt ein Gerüst 811a-b mit einem vorderen und einem hinteren Rahmen. Jeder Rahmen besteht aus zwei lotrechten Stützen 811a und einem oberen Querträger 811b. Die beiden Querträger sind durch Schienen 812 für einen oberen Werkzeugwagen 805a-c mit den Rädern 813 verbunden. Am Boden sind Schienen 822 für einen unteren Werkzeugwagen 810a-c mit Rädern 810g befestigt.
An den Aussenseiten des Förderwagens 807 sind oben und unten doppelarmige Hebel 823 gelagert, welche in waagrechter Lage mit ihrem inneren Arm 823b gegen einen Schalter 828 am Werkzeugwagen zur Betätigung von Werkstückniederhalter 815 mittels Druckluft über das elektrisch betätigte Ventil 829 stossen und nach Beendigung des Arbeitsvorganges mit ihrem äusseren Arm 823a unter eine ansteigende Anschlagfläche 832 an den Stützen 811a des Gerüstes gelangen, wodurch der doppelarmige Hebel 823 gegen die Kraft der Feder 824 geschwenkt und der innere Arm 823b aus dem Bereich des Schalters 828 gebracht wird. Dabei stösst der äussere Arm 823a gegen einen elektrischen Schalter 826 an den Stützen 811a des Gerüstes und betätigt ein Druckventil 833 für einen Druckluftzylinder 834a bzw.
b, welcher den Werkzeugwagen 805 bzw. 810 in die Ausgangsstellung zurückbringt, in welcher die Druckluft durch den Schalter 827 abgestellt wird.
Die Werkzeugwagen 805, 810 weisen am Umfang Tragrahmen 814 aus C-lörmigen Schienen auf, von denen vier Stück 814a, b, c, d üoereinander angeordnet sind. Ihre Schlitze 814a'-814d' nehmen die Köpfe von Werkzeugträgern auf, welche aus zwei Vierkantschienen 817b, quer 817c bestehen und sich mit Hilfe von Gegenmuttern 855 um ihre Längsachse in beliebige Winkel einstellen lassen. Zwischen den Vierkantschienen 817b sind Punktschweisser 862 eingesetzt und durch Klemmplatten 861 mit Schrauben 863 festlegbar. Der Punktschweisser 862 besteht aus einem Vierkantgehäuse 862a, welches von einer Elektrodenverlängerung 862b durchsetzt ist, und eine Druckfeder 864 zum Hochhalten mit Hilfe eines Tellers 865 aufnimmt. In den Fuss 862c der Elektrodenverlängerung ist eine Elektrode 862d eingesetzt und durch Schrauben 862e festlegbar.
Ihr Kopf 862f ist für schräges Einstellen kugelförmig gestaltet und greift in die Kalotte eines Führungstellers 866 ein, welcher unter dem Druck einer Ausgleichsfeder 868 steht und mit ihr zusammen in einer Aussparung 867 einer Elektrodenandruckplatte 869 untergebracht ist. Letztere ist lotrecht schiebbar in Führungen 869a am Werkzeugwagen 805 gelagert und mit dem Fuss 870b einer Kolbenstange 870a fest verbunden. Ihr Kolben ist durch Einlassen von Druckluft in den zugehörigen am Werkzeugwagen 805 befestigten Zylinder 870 niederdrückbar. Unterhalb der Werkstücke sind auf dem unteren Werkzeugwagen 810 in spiegelbildlicher Weise ebenfalls Punktschweisser 862 angeordnet, welche auch durch eine Andruckplatte 869 und durch Druckluftzylinder 870 gegen die Werkstücke 801 bewegbar sind.
Wird in die Andruckplattenzylinder 870 Luft eingelassen, so legen sich die unteren Elektroden 862 durch die Aussparungen 809 der Werkstücktragplatte 806 und zugleich die oberen Elektroden 862d gegen die Werkstücke 801a und 801b, pressen sie zusammen und verschweissen sie in einem einzigen Arbeitsgang.
Zur Schonung der Kunststoffschicht und zur Verkleinerung des Durchmessers oder der Breite der Entschichtung können um die Schweissstellen Kühlplatten 348 z. B. aus Kupfer aufgelegt werden, siehe Fig. 26.
Die Kühlplatten weisen bei kreisförmig entschichteten Stellen Bohrungen 349 auf, welche nur die Schweissstellen freilassen, die Schicht also vollständig abdecken.
Eine weitere Verkleinerung der Entschichtung kann mit ständig gekühlten Platten erzielt werden. Nach Fig. 27 sind sie dann als Vierkantrohre 353 ausgeführt, die links und rechts der Schweissstellen oberhalb der Schicht 351a des Bleches 351 und unterhalb der Schicht 352a des unteren Bleches 352 aufgelegt sind.
Durch die Zuführrohre 354 wird ständig Kühlwasser an die vordersten Kühlrohrspitzen geführt. Der Abstand zwischen den rechten und linken Kühlrohrspitzen entspricht der Breite bzw. dem Durchmesser der Entschichtung 355a, b. Mit Hilfe einer oberen Elektrode 356 und einer unteren Elektrode 357 wird die Schweissung durchgeführt.
Wiederbeschichtungsmaschinen
Die Wiederbeschichtung kann mit kreisförmigen Schichtscheiben, mit vorgefalteten Streifen, aus Selbstklebebändern, mit Lack und mit plastischen Kunststoffmassen vorgenommen werden.
Kreisförmige Ausfräsungen können durch Einkleben kreisförmiger Schichtteile, z. B. von Folienscheiben oder durch Ausfüllen mit pastenförmigen Kunststoffen, wieder geschlossen werden.
Für streifenförmige Entschichtungen sind die Wiederbeschichtungsvorrichtungen an Schienen entlang der Schweissstellen geführt, gegen das Werkstück pressbar, automatisch abhebbar und in ihre Ausgangsstellung zurückführbar. An einem Laufwagen kann eine Spritzdüse mit Lackbehälter und Druckluftzuführung um eine waagrechte Achse einstellbar gelagert und dahinter ein Planierwinkel angeordnet sein. Zum Auftragen pastenförmiger Stoffe ist statt der Spritzdüse eine Breitdüse vorgesehen. Ein einfacher Rostschutz kann mit einem Schwamm in der Breite der Nut aufgetragen werden.
Für vorstehende Ränder wird ein Schwamm mit einem Schlitz zum Umfassen der Ränder verwendet.
Ränder, welche durch Walzenfräser vollständig freigelegt und vorzugsweise durch Rollennahtschweissen verbunden sind, werden mit Streifen von Folien beklebt. Da die Oberseite der geschweissten Ränder, die Schnittkanten der Bleche und die Unterseite der Ränder wiederzubeschichten sind, werden die Streifen V-förmig vorgefaltet und an die vorstehenden Ränder geklebt.
Zum Vorfalten eignen sich Streifen aus dünnem Blech, z. B. aus Aluminium, welche beidseitig mit Folien beschichtet sind. Die Innenseite des vorgefalteten Streifens kann schon mit Klebestoff versehen sein, so, dass er nur noch an die Ränder zu pressen ist. Dazu kann eine Andrückvorrichtung dienen, welche aus schwenkbaren, einen Spalt bildenden Klemmbacken besteht, und deren Rollen die Streifen beim Durchschieben an die Ränder pressen.
Eine andere Art der Wiederbeschichtung für einen innerhalb der Blechfläche liegenden Streifen ist in Fig. 28 dargestellt. Danach wird die entschichtete Nut 941 durch einen Streifen oder ein Bad 940 einer Kunststoffolie geschlossen, welche zum Beschichten des Bleches gedient hat. Vorzugsweise ist das Band schon mit Klebstoff versehen, d.h. als Selbstklebeband 940 auf einer Rolle 942 aufgewickelt. Die Rolle ist an einem Ende eines Trägers gelagert, dessen anderes Ende mit einer Andruckrolle 944 versehen ist. Der Träger ist um eine waagrechte Achse 942 schwenkbar, durch eine Druckfeder 949 vom Werkstück abhebbar und durch einen Druckzylinder 946 gegen das Werkstück 801 drückbar. Hinter der Andruckrolle ist noch eine durch Druckluft 929 gegen das Selbstklebeband 940 pressbare Anpressrolle 947 angeordnet, welche durch eine Druckfeder 950 abhebbar ist.
Zwischen Andruckrolle 944 und Anpressrolle 947 ist ein Bandabschneider 945 angebracht. Die Randbeschichtung kann, wie die vorhergehenden Beispiele, an einem Laufwagen 920 befestigt und längs einer Schiene 919 geführt sein.
PATENTANSPRUCH 1
Verfahren zum Punkt- oder Rollennahtschweissen von Blechen oder Metallteilen, von denen mindestens ein Blech oder Metallteil mit mindestens einer das Schweissen störenden Schicht versehen ist, durch Entfernen der Schicht oder Schichten an den zu schwei ssenden Stellen und durch anschliessendes Schweissen, dadurch gekennzeichnet, dass die das Schweissen störende Schicht oder Schichten an den Schweissstellen maschinell mit geometrisch vorbestimmter Begrenzung ohne Beeinträchtigung der angrenzenden Schichtteile spanabhebend entfernt werden,
und dass an den Schweissstellen der so gebildeten metallreinen Schweissflächen eine stromleitende Verbindung zwischen den an den Innenseiten der zu verschweissenden Bleche oder Metallteile sich gegenüberliegenden zu verschweissenden Stellen und den Schweisselektroden hergestellt und dann über den damit gebildeten Stromweg das Schweissen durchgeführt wird.
UNTERANSPRÜCHE
1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass an den Schweissstellen ausser der Schicht (10d) auch das Blech (10c) mit Ausfräsungen (lOg) versehen wird (Fig. 16).
2. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die entschichteten Schweissstellen mit Ausprägungen (1Oe), z. B. Buckeln, Warzen (10f), Sicken, Rillen versehen werden (Fig. 11, 12, 13, 14, 15).
3. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass in die zwischen den Blechen liegenden, durch das Entschichten entstandenen Hohlräume Schweisszwischenstücke (20) eingelegt werden (Fig. 5 bis 10).
4. Verfahren nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweisszwischenstücke als Blechprofil (50) z. B. mit V-förmigem Querschnitt ausgebildet sind (Fig. 16).
5. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Frästiefe durch Anschläge wahlweise tief eingestellt wird.
6. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Einfräsungen scharfkantige Profile, z. B. rechtwinkelige Profile zur Metallfläche bewirken (Fig. 16).
7. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweissstelle, vorzugsweise des anzuschweissenden Bleches, scharfkantig zylindrisch in wahlweise vorbestimmter Tiefe und mit vorbestimmtem Durchmesser zum Gegenblech hin mit Stempel und Matrize ausgeprägt wird (Fig. 11 und 12).
8. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass zum Teiltiefen-Fräsen der Schweissstellen Stirn- und Nutenfräser dienen und zum Randfräsen Walzenfräser (Fig. 1, 21, 28, 29).
9. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass der zwischen den Innenseiten der beschichteten Bleche durch Entschichten gebildete Hohlraum durch den Druck der Elektroden bis zur Berührung der sich gegenüberliegenden Schweissflächen verringert wird (Fig. 14 und 15).
10. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass mit Stempel und Matrize gleichbleibende, exakte Profilierungen von vorbestimmter Form und Tiefe an den inneren Schweissflächen durch Ausprägungen gebildet werden (Fig.11 und 12).
11. Verfahren nach Patentanspruch I, zum Schwei ssen von Verbundblechen, dadurch gekennzeichnet, dass ein Blech des Verbundbleches (783, 785, 980a) samt den anliegenden Schichten (98Od, 980c) durchgefräst, das zweite Blech (785, 783, 980b) freigelegt und dann ein weiteres Teil, z. B. ein Haltewinkel oder ein weiteres Blech (981), angeschweisst wird (Fig. 17, 18).
12. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die neben den Schweissstellen befindliche Schicht gekühlt wird (Fig. 27, 28).
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