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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Process for spot or roller seam welding of coated, in particular plastic-coated sheets or metal parts and machine for carrying out the process
Sheets coated with non-plastic have been produced for years. Because of their rust-free, insensitive surface, available in many patterns and colors, their use is desirable, but these sheets cannot be welded to one another or to others in the usual way by spot or roller seam welding Connect parts in a rational way.
It is true that special welding machines have been developed with electrodes arranged parallel to one another, with which parts can be welded onto the bare metal underside of sheet metal coated on one side.
However, either the strength of the connection is insufficient or the appearance of the plastic layer is impaired by the heat of welding. Spot or roller seam welds can only be carried out if the plastic has been removed from the connection point. The welding point can subsequently be protected from corrosion by sticking a film over it or applying a plastic layer. It is also possible to carry out welds on the coated side by buckling up the sheet from below and removing the layer on the boss. However, these general considerations have not resulted in practical use.
The task at hand is therefore to develop mechanical processes that allow efficient production with conventional point or roller seam welding machines.
The method according to the invention is characterized in that the layer or layers that interfere with the welding are removed by machining with a geometrically predetermined limit without impairing the adjacent layer parts and that a current-conducting connection between the inner sides of the welded surfaces formed in this way Sheets or metal parts to be welded are produced opposite the points to be welded and the welding electrodes, and the welding is then carried out via the current path thus formed.
With the new process, a variety of welded connections can be made, e.g. B. one-sided tab connection also with a stepped joint, overlapping connection, also with tab. When using sheets coated on both sides, welding spacers can be inserted into the cavities created by the stripping process, possibly tacked on and welded together with another sheet. This means that three or more coated sheets can be connected properly. In order to avoid the insertion of intermediate welding pieces, the welding points can be embossed around the thickness of the removed layer or layers. The expression fills the cavity between the sheets and establishes the electrical connection. It is also sufficient if the weld points are provided with bumps, the height of which corresponds approximately to the thickness of the layers removed.
In the case of thin sheet metal, it is sufficient to simply bend the welding point through the pressure of the electrodes. On the other hand, are thicker sheets, e.g. B. to the room department to process, the sheet metal itself can be milled out with the same tool to reduce the sheet thickness and thus the heating at the welding point.
For the same purpose, the intermediate welding pieces can consist of V-shaped corrugated sheets.
You will e.g. B. to set up walls beforehand welded to brackets, such as U-shaped posts, and can also leave spaces free for inserting further wall parts.
A sheet can also be completely milled through and the metal of the second sheet connected to it exposed. At the exposed point of the second sheet, a third part, for. B. a bracket to be welded. This type is suitable for sheet steel, which is connected to one another by a sound deadening or insulating layer and which are each provided with a plastic layer on the outside.
Such composite sheets can also be processed with other coated sheets. For this purpose, a sheet metal with the adjacent layers must be completely milled through and the other sheets must be milled free in the usual way so that they can be welded.
The cavity created by the milling can be filled with a welding adapter. Another possibility is to drill through all sheets and layers and weld in a welding rivet pin. The weld rivet pin can have a head which fits into a cutout in a layer or sheet metal. The bore can also be filled with several intermediate welding pieces. The stripping of the layers between the metal sheets at the welding points can be avoided by inserting disks with up and down points. The prongs penetrate the layers when pressed together by the electrodes and create an electrically conductive connection.
Cooling devices can be provided to protect the layers located next to the welding point.
The invention also relates to a machine for carrying out the method according to the invention. This is characterized in that a row of milling machines is attached to an upper rail and a lower rail transversely to a conveyor track for sheets or metal parts, which are mounted vertically in a stand and can be pressed against the sheet or metal part by a lever mechanism.
Using the drawing, the invention will first be described using various methods and then the machines developed for this purpose, for example. Show it:
Fig. The milling out of the upper and lower layer of a sheet metal coated on both sides to form a weld,
2 shows a welded connection for a sheet metal coated on one side with a steel sheet,
3 shows a welded connection with a steel sheet coated on one side.
4 shows a welded joint for two sheets of metal laminated on both sides with the aid of a tab
5 to 10 five welded joints for a sheet metal coated on two sides with other sheets coated differently with the aid of weld spacers in cross section, finally also in plan view,
11 shows the embossing of a coated sheet,
12 shows a welded joint with features at the weld point,
13 shows a welded connection with protrusions at the weld point in cross section,
14 and 15 show the welded connection according to FIG. 13 in a view and top view,
16 shows a welded joint with partial milling also in sheet metal coated on both sides and with a V-shaped welded intermediate piece,
Fig.
17 a composite sheet consisting of two steel sheets connected by a plastic layer and coated on the outside, with millings through one of the steel sheets,
18 shows a welded connection of a composite sheet according to FIG. 17 with a sheet metal coated on both sides,
19 shows a machine for a series of milling cutters in side view,
20 shows a cross section through a production line, through a conveyor carriage with a coated sheet metal sheet on top and through a framework which carries an upper and a lower tool carriage,
FIG. 21 shows a partial cross section through the tool trolley from FIG. 20 with the tool carrier rotated and the motorized milling cutter placed perpendicular to an inclined sheet metal surface,
FIG. 22 shows a partial view of FIG. 20 with the motor milling cutter positioned at an angle to the tool carrier,
23 shows a stripping and cleaning machine in side view,
Fig.
24 a resistance welding machine with a series of spot welders for welding sheet metal parts within a production line in cross section,
FIG. 25 shows, on a larger scale, a detail from the left-hand side with details of the spot welders according to FIG. 24,
26 shows a cooling plate for circular welding points,
Fig. 27 water-cooled square tubes for strip-shaped stripping,
28 is a side view of a re-coating machine with adhesive tape.
Fig. 1 shows a coated sheet 10. It is composed of an upper, z. B. made of plastic, non-electrically conductive layer 10d, made of a sheet metal 10c and a lower layer 10d '. A milling cutter 15b arranged above has exposed a welding point and for this purpose has milled a circular hole 10a in the layer 10d. A lower milling cutter has milled out just such a hole 10b in the lower layer 10d '.
If a metal sheet 10c, which is provided on one side with a layer 10d, is to be connected to an uncoated sheet metal 25 according to FIG. 2, then spot welding with opposing electrodes 21, 22 can be carried out at the milled cutout 10a. Should a sheet metal coated on one side be connected to another sheet metal coated on one side in such a way that both layers are on the outside. both sheets must be milled out. According to FIG. 3, they can be spot-welded to the electrodes 21, 22 in the usual way at the milled-out points.
Coated sheets that adjoin one another can also be connected with the help of the cutouts. According to Fig. 4, for. B. on the edge of the left sheet 10c and on that of the right sheet 10c 'not only the layer 10d or 10d', but also half the sheet thickness 10c milled off so that the sheets are on the top in one plane. The bottom is also milled off at the edge. The joint is reinforced by a tab 26 coated on one side with the cutouts 26a. Three rows each of circular millings 10a. 16a are opposite one another and allow three rows of spot welds.
Further connection options for sheets coated on both sides are shown in FIG. 5. The sheets coated on both sides are provided with an upper cutout 10a and opposite with a lower cutout 10b and are placed on top of one another. A Swiss wiper 20, the thickness of which corresponds to the thickness of two layers, is inserted into the cavity of the two internal milled recesses. If there is only one layer between the sheets only and 25, the welding adapter 20 has only the thickness of one layer, see FIGS. 6 and 7, otherwise the thickness of two layers, see FIG. 8. In this way, three or more layers can also be - or sheets coated on both sides are connected by spot welding, see Figs. 9 and 10.
In order to avoid the insertion of intermediate welding pieces, according to FIG. 11 the milled-free weld points 10a can be stamped in a further operation, which is done with a punch 48 and a die 49.
Instead of a right-angled expression, bosses or protrusions 10f can also be attached to the milled-out portions (Fig. 13-15).
With thinner sheets, the contact pressure of the electrodes is sufficient to bend them at the milled-out points, bring them into mutual contact and then weld them. This results in an extremely simple process.
The method for welding coated sheet metal can also be modified so that a sheet metal coated on one side is first provided with bosses or grooves that protrude on the layer side, the layer on the boss or the grooves is removed, preferably by grinding, and the welding is then carried out becomes. The bosses can have a cylindrical or conical cross section and the grooves can have a trapezoidal, arcuate or triangular cross section.
When using thicker sheets with a coating, the welding point is heated over a larger area. In order to reduce the undesired heating, not only the layer 10d is provided with a milled recess 10a, but also the sheet metal 10c with a milled recess 10g (see FIG. 16).
A further reduction in undesired heating of the welding point can be achieved in that the welding intermediate piece is not made solid, but rather as a sheet metal profile 50. In Fig. 16, it has an approximately V-shaped cross section. It is first attached at its ends with a U-iron, which is used as a bracket, e.g. B. serves as a post 51, 52 for a wall made of sheet metal 10 coated on both sides, welded. Two such posts 51, 52, each with a V-shaped welding adapter 50, engage in a wall 10 from the front and back, the welding adapter 50 engaging in the milled recess 10a, b of the layer 10d and in the milled recess 10d 'of the sheet 10c and through there Spot welding are connected. The space between the post and the wall plate is used to insert additional wall parts such as transverse walls.
The millings can completely penetrate the steel sheet and thus enable a welded connection with composite sheets. The composite sheet in FIG. 17 consists of an upper steel sheet 783 and a lower steel sheet 785, which are connected by a plastic layer 784 for anti-drumming or insulation. The outer sides are provided with a layer 782a at the top and a layer 786a at the bottom. To attach other parts, e.g. B. from holders, a cutout 782b from above and a cutout from below through three layers, namely through the lower layer 786a, the lower sheet 785 and the intermediate layer 784 have been made.
A holder can be attached to the top of the exposed metal sheet 783 and an electrode above it, and a counter-electrode can be attached to the bottom, and welding can be carried out. Accordingly, a holder can also be attached to the underside.
Composite sheets can also be joined with sheets coated on both sides. 18 shows a composite sheet 980, which is composed of an upper plastic layer 980d, an upper steel sheet 980a, an intermediate plastic layer 980c, a lower steel sheet 980b and a lower plastic layer 980e. It is to be connected to another sheet metal 981 which is provided with an upper plastic layer 981a and a lower layer 981b. For this purpose, not only the outer layers 980d, e of the composite sheet 980 and the outer layers 981a, b of the coated sheet are removed, but the upper steel sheet 980a and the intermediate layer 980c of the composite sheet are also milled out. The surfaces of the lower steel sheet 980b and of the sheet 981 are thus exposed and can be welded. Should the surface z.
If, for example, the composite sheet 980 remains flat, a filler weld piece 984 is inserted into the milled recess in the composite sheet 980.
For economical implementation of the method according to the invention, decoating, embossing, welding and recoating machines are used, which process not only one welding point, but a number of welding points simultaneously and can be inserted into a conveyor belt for the production of parts from coated sheet metal.
Stripping machines
A machine for a series of milling cutters is shown in FIG. 19. It consists of a table for receiving the coated metal sheets 10 with a front part 7a-c and a rear part 8a-c. The table parts carry a ball or roller conveyor 9 for the metal sheets on their upper side. A frame-like stand la-e extends transversely to the conveyor track between the two conveyor track parts. An upper support rail 3a and a lower support rail 3b are mounted so as to be vertically displaceable on the left 2a and right 2b with the aid of sliding shoes in the upright post 1c. Milling machines 15 are fastened to the mounting rails by means of a holder 15a, the milling cutters 15b of which are directed towards the top or bottom of the coated sheet metal 10 and face one another in pairs. The weight of the mounting rails including milling machines is balanced by compression or tension springs 4c, b.
A foot lever 5 acts on the lower support rail 3b via rods 5a, 5b, 5c and on the upper support rail 3a via rods 5a, d, e. With the foot lever 5, all milling machines can be pressed against the coated sheet metal 10 at the same time and a number of welding points can be milled out.
The table parts 7, 8 have transverse slots 11 a and longitudinal slots 11 b for attaching stops 12 a for lateral guidance and stops 12 b in the conveying direction. The milling depth can be adjusted using stops for the mounting rails. An electrical contact 16 is closed by the linkage 5a of the foot lever 5 and switches on the power for all milling machines 15. A time limiter can turn it off. Finer differences between the sheet metal and the milling cutter are compensated for by an elastic mounting of the milling cutter chuck 15c in the housing 15e with the aid of a compression spring 15d. The milling cutter shank 15b is held in the chuck 15c with a flat 15b 'and with a ball catch 15f (FIG. 19).
According to a further concept of the invention, a production line is provided for efficient implementation of the method in a few seconds. Trolleys each carry a sheet of metal and run one after the other through scaffolding that carry the processing machines such as milling machines, welding machines and recoating machines. The individual tools of each machine can be attached not only in a row perpendicular to the transport direction as in FIG. 19, but over the entire surface of the sheet metal, so that a sheet can be milled, welded or recoated in one operation. In order to be able to carry out the individual work steps during the transport of the sheet metal, the stripping.
Welding and recoating machines attached to a carriage, which runs on rails on the frame in the transport direction and can be coupled to the conveyor carriage during processing. After processing, it is pushed back into its starting position.
In FIG. 20, such a scaffold with a trolley and a tool trolley is shown in cross section. The framework 211 consists of a front and rear frame, each with an upper cross member and two vertical supports 211a. The front and rear frames are connected to the wheels 213 by rails 212 for the upper tool cart 205. The rails 222 for the lower tool trolley 210a-c with the wheels 210g and the rails 207e for the trolley 207a-d with the wheels 207d are attached to the floor. The trolley 207 carries a support plate 207b with stops 207c for fixing a workpiece 206 z. B. a sheet metal coated on both sides. The support plate is designed in the form of a grid so that a lower layer of the sheet can also be processed from below at the same time.
On the outside of the trolley 207, two-armed driver levers 223 are mounted above and below, which in a horizontal position push with their inner arm 223b against a switch 228 on the tool trolley to switch on the tool motors, and after the end of the operation with their outer arm 223a under an ascending one Stop surface 232 reach the supports 211a of the frame, whereby the two-armed lever 223 is pivoted and the inner arm 223b is brought out of the area of the switch 228. A spring 224 brings the two-armed lever back into its horizontal starting position at a stop 219 on the trolley 207.
The pivoted outer arm 223a hits an electrical switch 226 on the support 211a of the frame and actuates a pressure valve 233, which lets air into an upper cylinder 234a and a lower cylinder 234b. There is a piston in each cylinder. whose piston rod brings the upper tool trolley 205 or the lower 210a back into the starting position. At the end of the return movement, an electrical switch 227 blocks the compressed air. At the same time as the tool motors are switched on, a second electrical compressed air valve 229 on the frame (top right of FIG. 20) is actuated, which allows compressed air 228a to flow to the milling motors and there presses the milling cutter 220 against the workpiece 206. The running time of the milling motors 218 is determined by time controllers 230, 231.
The tool trolleys 205, 210a according to FIG. 20 are welded together from square tubes. On the front and rear transverse sides, rails 214a, b are attached one above the other, in which tool carriers 214c extending in the transport direction are mounted. The drawn tool carriers consist of two square tubes, which are welded at the ends to an end plate 214d. Each end plate has a threaded pin 214e and can be clamped to the rails 214b by a nut 214f (FIGS. 21, 22). Several milling motors 218 can be clamped between a pair of tool carriers 214c with the aid of brackets 242 and screws 240. As a result of the mounting on the journals 214e, the tools can be rotated and set vertically on inclined surfaces which are inclined transversely to the transport direction (FIG. 21).
For surfaces that are inclined in the direction of transport, the brackets 242 are extended in such a way that the tools 218 can be clamped at an angle (FIG. 22). If the tools 218 are to be adjustable to any point on the table surface, the rails 214a, b are to be provided with horizontal slots through which the pins 214e of the tool carriers grip. If there are many weld points, several rails 214a, b are placed one above the other and also on the long sides, i.e. H. crosswise e.g. four rails arranged so that tool carriers 214c can be attached longitudinally and transversely.
If the welding points are even closer to one another than the overall width of two tools allows, the sheet metal together with the trolley is to be fed to a second frame with offset tools.
This method can also be used to make slots.
For recoating, the welding points must be free of stripping chips and weld burrs and the edges of the layer must be free of fringes. A stripping machine is used for this, which comprises a leading edge cutter, a stripping tool and a grater or pressure roller. In addition, a cooling device for the layer 760b of the metal sheet 760a to be removed can be installed in front of the stripping tool. The coolant can be cooled air or supercooled liquid and can be brought to the tool from above or below in order to prevent the plastic layer from softening during processing. A suction device for chips is arranged behind the stripping tool. In the example according to FIG. 23, a disc knife 763 with two lateral cutting edges for cutting the edges is in a housing at the front, in the middle z.
B. a disc milling cutter 762 and at the rear a friction and pressure roller 761 each mounted on an axle on which outside the housing on each side a pulley 770a, 766a, 771a carries. In front of the milling cutter 762 is the funnel or the nozzle of a coolant line 764 and behind the milling cutter 762 is the suction hood of a suction line 765 for chips. The housing continues upwards through a tube which carries a console with three masts and a motor.
The back gear for the milling cutter 762 carries a belt pulley 766 and a gear wheel 767, which forward into a gear wheel 768 for the belt pulley 770 and the belt 772 of the disk knife 763 and to the rear into a gear wheel 769 for the belt pulley 771 and the belt 773 of the friction roller 61 intervenes. Via the drive, the housing tube continues as a piston rod of a pressure and pressure device already described on a tool trolley which is guided on a guide rail.
Instead of a side milling cutter, grinding wheels, brushes or the like can be attached to remove weld burrs.
Welding machines
In order to weld coated metal sheets which are provided with a series of cutouts, a machine according to FIG. 19 is equipped with a series of spot welding electrodes. Lower electrodes are attached to the lower support rail 3b and upper electrodes are attached to the upper support rail 3a. To press the upper electrode z. B. Serve electromagnets. The welding can be carried out in the usual way by regulators, namely by regulators for the pre-pressing time, for the welding time, for the post-pressing time and for the rest time. After the rest period, such a group welding can be carried out again automatically by simply pushing the workpiece under the electrodes with the aid of stops. With thinner sheets, the contact pressure of the electrodes is sufficient to bend the sheets at the welding points until they touch one another.
However, if the welding points of the metal sheets are to be provided with bumps, then instead of the electrodes, stamping dies 48 and matrices 49 (FIG. 11) are to be attached to the series welding machine just described. The pressure can also be generated by compressed air instead of electromagnets.
In FIGS. 24, 25 a welding machine is shown which carries out welding on a surface, i. H.
The welding of an entire sheet metal with several other sheet metal or other parts is allowed in one operation within a production line. A large workpiece 801a lies on a support plate 806 with recesses 809 of a trolley 807, which runs through the entire production line with rollers 807d on rails 807e. The weld-on pieces 801b and 801c lie on the large workpiece 801a, aligned by means of stops or attached templates.
The trolley is covered by a framework 811a-b with a front and a rear frame. Each frame consists of two vertical supports 811a and an upper cross member 811b. The two cross members are connected to the wheels 813 by rails 812 for an upper tool trolley 805a-c. Rails 822 for a lower tool trolley 810a-c with wheels 810g are attached to the floor.
On the outside of the trolley 807, double-armed levers 823 are mounted above and below, which, in a horizontal position, push with their inner arm 823b against a switch 828 on the tool trolley to actuate workpiece hold-down 815 by means of compressed air via the electrically operated valve 829 and after the work process is complete their outer arm 823a get under a rising stop surface 832 on the supports 811a of the frame, whereby the double-armed lever 823 is pivoted against the force of the spring 824 and the inner arm 823b is moved out of the area of the switch 828. The outer arm 823a strikes an electrical switch 826 on the supports 811a of the scaffolding and actuates a pressure valve 833 for a compressed air cylinder 834a or
b, which brings the tool trolley 805 or 810 back into the starting position in which the compressed air is turned off by the switch 827.
The tool trolleys 805, 810 have support frames 814 made of C-shaped rails, of which four pieces 814a, b, c, d are arranged one above the other. Their slots 814a'-814d 'receive the heads of tool carriers, which consist of two square rails 817b, transversely 817c and can be adjusted to any angle around their longitudinal axis with the help of lock nuts 855. Spot welders 862 are inserted between the square rails 817b and can be fixed by clamping plates 861 with screws 863. The spot welder 862 consists of a square housing 862a, through which an electrode extension 862b passes, and which receives a compression spring 864 for holding up with the aid of a plate 865. An electrode 862d is inserted into the foot 862c of the electrode extension and can be fixed by screws 862e.
Its head 862f is spherical for inclined adjustment and engages in the dome of a guide plate 866, which is under the pressure of a compensating spring 868 and is accommodated together with it in a recess 867 of an electrode pressure plate 869. The latter is mounted vertically in guides 869a on the tool trolley 805 and is firmly connected to the foot 870b of a piston rod 870a. Its piston can be pressed down by letting compressed air into the associated cylinder 870 attached to the tool trolley 805. Below the workpieces, spot welders 862 are also arranged in a mirror-inverted manner on the lower tool carriage 810, which can also be moved against the workpieces 801 by a pressure plate 869 and compressed air cylinders 870.
If air is let into the pressure plate cylinder 870, the lower electrodes 862 lay through the recesses 809 of the workpiece support plate 806 and at the same time the upper electrodes 862d against the workpieces 801a and 801b, press them together and weld them in a single operation.
To protect the plastic layer and to reduce the diameter or the width of the stripping, cooling plates 348 z. B. made of copper, see Fig. 26.
The cooling plates have bores 349 at points from which the coating has been removed in a circular manner, which only leave the welding points free, that is to say completely cover the layer.
A further reduction in the size of the decoating can be achieved with continuously cooled plates. According to FIG. 27, they are then designed as square tubes 353 which are placed on the left and right of the welding points above the layer 351a of the sheet 351 and below the layer 352a of the lower sheet 352.
Cooling water is continuously fed to the foremost cooling tube tips through the supply pipes 354. The distance between the right and left cooling tube tips corresponds to the width or the diameter of the stripping 355a, b. The welding is carried out with the aid of an upper electrode 356 and a lower electrode 357.
Recoating machines
The recoating can be done with circular layer discs, with pre-folded strips, from self-adhesive tapes, with lacquer and with plastic plastic compounds.
Circular millings can be made by gluing circular layer parts, z. B. of film discs or by filling with pasty plastics, can be closed again.
For stripping in the form of strips, the recoating devices are guided on rails along the welding points, can be pressed against the workpiece, automatically lifted off and returned to their starting position. A spray nozzle with a paint container and compressed air supply can be mounted on a carriage so that it can be adjusted about a horizontal axis and a leveling angle can be arranged behind it. A wide nozzle is provided instead of the spray nozzle to apply paste-like substances. A simple rust protection can be applied with a sponge across the width of the groove.
For protruding edges, use a sponge with a slot to wrap around the edges.
Edges, which are completely exposed by milling cutters and preferably connected by roller seam welding, are covered with strips of foils. Since the top of the welded edges, the cut edges of the metal sheets and the underside of the edges are to be coated again, the strips are pre-folded in a V-shape and glued to the protruding edges.
Strips of thin sheet metal are suitable for pre-folding, e.g. B. made of aluminum, which are coated on both sides with foils. The inside of the pre-folded strip can already be provided with adhesive so that it only needs to be pressed against the edges. A pressing device can be used for this purpose, which consists of pivotable clamping jaws that form a gap, and whose rollers press the strips against the edges when they are pushed through.
Another type of recoating for a strip lying within the sheet metal surface is shown in FIG. Then the stripped groove 941 is closed by a strip or a bath 940 of a plastic film, which was used to coat the sheet metal. Preferably the tape is already glued, i. wound on a roll 942 as self-adhesive tape 940. The roller is mounted on one end of a carrier, the other end of which is provided with a pressure roller 944. The carrier can be pivoted about a horizontal axis 942, can be lifted off the workpiece by a compression spring 949 and can be pressed against the workpiece 801 by a pressure cylinder 946. A pressure roller 947 which can be pressed against the self-adhesive tape 940 by compressed air 929 and which can be lifted off by a compression spring 950 is arranged behind the pressure roller.
A tape cutter 945 is attached between the pressure roller 944 and the pressure roller 947. As in the previous examples, the edge coating can be attached to a carriage 920 and guided along a rail 919.
PATENT CLAIM 1
Method for spot or roller seam welding of sheets or metal parts, of which at least one sheet or metal part is provided with at least one layer that interferes with the welding, by removing the layer or layers at the points to be welded and by subsequent welding, characterized in that the the layer or layers that interfere with the welding are removed by machining with a geometrically predetermined limit without affecting the adjacent layer parts,
and that at the welding points of the clean metal welding surfaces formed in this way, a current-conducting connection is established between the points to be welded and the welding electrodes, which are opposite on the inside of the sheets or metal parts to be welded, and the welding is then carried out via the current path thus formed.
SUBCLAIMS
1. The method according to claim I, characterized in that, in addition to the layer (10d), the sheet metal (10c) is also provided with millings (10g) at the welding points (FIG. 16).
2. The method according to claim I, characterized in that the stripped weld points with expressions (1Oe), z. B. humps, warts (10f), beads, grooves are provided (Fig. 11, 12, 13, 14, 15).
3. The method according to claim 1, characterized in that intermediate welding pieces (20) are inserted into the cavities between the metal sheets and created by the stripping process (FIGS. 5 to 10).
4. The method according to dependent claim 3, characterized in that the welding spacers as a sheet metal profile (50) z. B. are formed with a V-shaped cross-section (Fig. 16).
5. The method according to claim I, characterized in that the milling depth is optionally set deep by stops.
6. The method according to claim I, characterized in that the millings sharp-edged profiles, for. B. cause rectangular profiles to the metal surface (Fig. 16).
7. The method according to claim I, characterized in that the welding point, preferably of the sheet to be welded, is shaped with a sharp-edged cylindrical in an optionally predetermined depth and with a predetermined diameter towards the counter sheet with punch and die (Fig. 11 and 12).
8. The method according to claim I, characterized in that face and slot milling cutters are used for partial depth milling of the welding points and cylindrical milling cutters (Fig. 1, 21, 28, 29) for edge milling.
9. The method according to claim I, characterized in that the cavity formed between the inner sides of the coated sheets by stripping is reduced by the pressure of the electrodes until the opposing welding surfaces touch (Figs. 14 and 15).
10. The method according to claim I, characterized in that constant, exact profiles of a predetermined shape and depth are formed on the inner welding surfaces by means of stampings with the punch and die (FIGS. 11 and 12).
11. The method according to claim I, for welding composite sheets, characterized in that a sheet of the composite sheet (783, 785, 980a) together with the adjacent layers (98Od, 980c) is milled through, the second sheet (785, 783, 980b) is exposed and then another part, e.g. B. a bracket or another sheet (981) is welded (Fig. 17, 18).
12. The method according to claim I, characterized in that the layer located next to the welding points is cooled (Fig. 27, 28).
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