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PATENTANSPRÜCHE
1. Widerstandsnaht-Schweissmaschine zum Schweissen von Längsnähten an zylindrischen Körpern, insbesondere Rümpfen von Blechdosen, mit einem Elektrodenpaar zum Einbringen des Stromes in die zu verschweissenden Blechkanten des zu einem Zylinder geformten Blechzuschnittes und einem als Zwischenelektrode zwischen den Elektroden und dem Blechzuschnitt geführten Draht, dadurch gekennzeichnet, dass der über die innere Elektrode (2, 13) geführte Draht (3) über mindestens eine zusätzliche, zur Elektrode (2, 13) benachbart liegende Rolle (11, 16, 17) geführt wird, derart, dass der Draht (3) im Bereich der Elektrode (2, 13) einen Krümmungsradius aufweist, welcher demjenigen der äusseren Elektrode (1) entspricht oder ihn übersteigt.
2. Widerstandsnaht-Schweissmaschine nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der inneren Elektrode (2, 13) eine Umlenkrolle (11, 16, 17) derart nachgestellt ist, dass die Zwischenelektrode (3) die Elektrode (2, 13) annähernd parallel zur Schweissnaht verlässt.
3. Widerstandsnaht-Schweissmaschine nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Elektrode (2) als Rollenelektrode ausgebildet ist.
4. Widerstandsnaht-Schweissmaschine nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Elektrode (13) als feststehende Drahtführung mit bombierter, der äusseren Elektrode (1) entsprechenden Krümmung (d1 2r) aufweisender Führungsfläche (15) ausgebildet ist.
5.Widerstandsnaht-Schweissmaschine nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Elektrode (2, 13) und der Umlenkrolle (11, 16, 17) eine Drahtabstützung (12) vorgesehen ist.
6. Widerstandsnaht-Schweissmaschine nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromübertragung an der Umlenkrolle (11, 16, 17) erfolgt.
7.Widerstandsnaht-Schweissmaschine nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromübertragung an der Elektrode (2, 13) und der Umlenkrolle (11, 16, 17) erfolgt.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Widerstandsnaht-Schweissmaschine zum Schweissen von Längsnähten an zylindrischen Körpern, insbesondere Rümpfen von Blechdosen, mit einem Elektrodenpaar zum Einbringen des Stromes in die zu verschweissenden Blechkanten des zu einem Zylinder geformten Blechzuschnittes und einem als Zwischenelektrode zwischen den Elektroden und dem Blechzuschnitt geführten Draht.
Zu den Einflussfaktoren einer guten Widerstandsschweissung gehört neben dem Schweissstrom, der Schweisszeit, dem Schweissdruck, die Beschaffenheit der Elektroden, insbesondere die mit dem zu verschweissenden Werkstoff in Kontakt kommenden Flächen- oder Flächenabschnitte.
Beim Verschweissen insbesondere zweier gleich dicker Werkstücke, z. B. Bleche, werden mit gleichartig ausgebildeten Elektroden die günstigsten Resultate erzielt, weil die spezifische Stromverteilung über der gesamten Schweissstelle gleich ist. Die Stromdichte ist konstant. Dasselbe trifft dann auch auf die Flächenpressung zu.
Bei Rollennahtschweissmaschinen weisen aus diesem Grunde beide Elektrodenrollen vorzugsweise den gleichen Radius auf; bei Punktelektroden den gleichen Querschnitt und/oder die gleiche Balligkeit. Soweit beide Seiten der Werkstücke frei zugänglich sind, kann diese Forderung leicht erfüllt werden.
Im weiteren hat es sich als vorteilhaft erwiesen, den Durchmesser der Elektrodenrolle möglichst gross zu wählen, um die Auflagefläche zwischen Werkstück und Rollenoberfläche gross, bzw. die spezifische Flächenpressung klein zu halten.
Beim Schweissen von zylinderförmigen Blechrümpfen für Dosen ist der Durchmesser der im Inneren des Rumpfes liegenden Elektrodenrolle zwangsläufig durch den Durchmesser des Rumpfes begrenzt. Bei einem Rumpfdurchmesser von 45 mm kann die Rolle höchstens 42 mm Durchmesser aufweisen. Eine Rolle von nur 42 mm Durchmesser führt zu einer derart geringen Kontaktfläche mit dem Werkstoff, dass die Stromdichte an der aussenliegenden grossen Elektrode ein Bruchteil derjenigen an der innenliegenden ausmacht. Dies führt zu ungleicher Erwärmung der zu verschweissenden Werkstücke an der Innen- und der Aussenseite und in der Folge zu Fehlschweissungen mit Spritzern aus geschmolzenem, abgedrängtem Werkstoff an der Nahtinnenseite.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Widerstandsnaht-Schweissmaschine zu schaffen, bei der unabhängig vom Durchmesser des zu schweissenden Körpers und der aussenliegenden Elektrodenrolle eine gleichmässige Stromdichte über den gesamten Kontaktbereich Elektroden/Werkstück erlangt werden kann.
Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass der über die innere Elektrode geführte Draht über mindestens eine zusätzliche, zur Elektrode benachbart liegende Rolle geführt wird, derart dass der Draht im Bereich der Elektrode einen Krümmungsradius aufweist, welcher demjenigen der äusseren Elektrode entspricht oder übersteigt.
Anhand einiger illustrierter Ausführungsbeispiele wird die Erfindung näher erläutert:
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Schweissmaschine,
Fig. 2 ein Elektrodenrollenpaar von gleichem Durchmesser,
Fig. 3 ein Elektrodenrollenpaar mit ungleichem Durchmesser,
Fig. 4/5 ein Elektrodenrollenpaar mit innerer Elektrode mit gespreizter Kontaktfläche,
Fig. 6 eine Ausführungsform mit fester innerer Elektrode.
Fig. 1 zeigt eine Schweissmaschine mit einem Rollenelektrodenpaar 1, 2 und einem als Zwischenelektrode über die Rollen 1, 2 geführten Draht 3.
Der Draht 3 wird einer Vorratsspule 4 oder einem Vorratsbehälter (nicht gezeigt) entnommen, gewalzt, dann über die erste Rolle 2 und die zweite Rolle 1 geführt und anschliessend der Spule 14 oder einem anderen Sammelbehälter zugeführt.
Selbstverständlich kann der Draht 3 die Rollen 1, 2 auch in umgekehrter Reihenfolge passieren.
Die Rolle 2 ist am Ende eines Armes 5 gelagert und wird vom zu schweissenden zylinderförmigen Dosenrumpf 6 vollständig umschlossen. Die obere Rolle list an einem schwenkbaren Arm 7 gelagert und wird durch eine pneumatische oder durch eine von einer Feder erzeugten Kraft auf die untere Rolle 2, bzw. die dazwischenliegenden sich überlappenden Blechkanten 8 gedrückt.
In Fig. 2 sind die beiden Elektrodenrollen 1, 2 und der Verlauf des Drahtes 3 im Bereich des Klemmpunktes der beiden Rollenoberflächen (Schweisspunkt) vergrössert dargestellt. Beide Rollen 1, 2 weisen den Durchmesser dl auf.
Die Kontaktfläche mit den Blechen 8 ist daher gleich und wird mit a bezeichnet. Der Strom fliesst in einen symmetrischen, rechteckförmigen Bereich 9 durch die Werkstücke
und die Stromdichte ist über den gesamten Bereich 9 konstant. Da der Draht 3 der Rollenoberfläche folgt, wird die Geometrie des Schweisspunktes durch diesen nicht verändert.
Bei Verringerung des Durchmessers D der Dosenrümpfe 6 muss zwangsläufig der Durchmesser d2 der im Inneren der Rümpfe 6 liegenden Rolle 1 verkleinert werden (Fig. 3). Die Kontaktfläche b der Rollenoberfläche mit dem Blech 8 erfährt dadurch eine Verkleinerung. Der Strom fliesst nun in einem konischen Bereich 10 und die Stromdichte nimmt von der äusseren zur inneren Kontaktfläche unzulässig zu, so dass keine den üblichen Anforderungen entsprechende Schweissung zustande kommt.
In Fig. 4 ist ein Rollenpaar 1, 2 mit gleichen Grössenverhältnissen wie in Fig. 3 gezeigt. Mit Hilfe einer Rolle 11 wird der Draht 3 mit einem kleinen Winkel a zur Schweissnaht von der Rollenoberfläche weggeführt, an einer Rolle 11 umgelenkt und in bekannter Weise über die Rolle 1 weggeführt.
Die wirksame Kontaktfläche b' zwischen dem Elektrodendraht 3 und dem Blech 8 erfährt durch diese Massnahme eine Vergrösserung; es wird im Prinzip eine Rolle 2 von grösserem Durchmesser d2 simuliert.
Um dem von der Rolle 2 zur Rolle 11 verlaufenden Drahtabschnitt zusätzlich zur Zugspannung eine weitere Führung zu verleihen, kann ein keilförmiges Führungsglied 12 eingesetzt werden. Die Führungsfläche des Gliedes 12 muss selbstverständlich beste Gleit- und Verschleissfestigkeit aufweisen.
Durch die beschriebene Massnahme erreicht man an der Schweissstelle Verhältnisse wie bei zwei gleich grossen Rollen 1, 2; die Stromdichte ist im gesamten Klemmbereich der beiden Rollen 1, 2, bzw. der wirksamen Drahtoberflächen konstant.
Ohne Einfluss auf die Wirkung, kann die Umlenkrolle 11 auch einlaufseitig der Rolle 2 vorgesehen werden (Fig. 5).
Die wirksame Kontaktfläche zwischen Draht 3 und Rolle 2 ist in dieser Ausführung günstiger, hingegen kann in einigen Fällen diese Anordnung aus Platzgründen nicht angewendet werden.
In der Ausbildung der Erfindung nach Fig. 6 tritt an Stelle der Elektrodenrolle 2 eine ortsfeste Elektrode 13, deren wirksame Führungsfläche 15 für den Draht 3 dieselbe Krümmung wie die Oberfläche der Rolle 1 aufweist (d ] = 2r). Selbstverständlich kann der Krümmungsradius auch dl von 2 abweichen; insbesondere kann er auch gegen cc gehen.
Der Führungsfläche 15 ist je eine Rolle 16 und 17 zugeordnet, über welche der Draht zu- bzw. abgeführt wird. Die Stromzuführung zum Draht kann an der Elektrode 13 und/ oder an den Rollen 16/17 erfolgen. Dasselbe gilt auch für die Ausführungen nach Fig. 4 und 5.
Dank der vorliegenden Erfindung können unabhängig vom Durchmesser der zu schweissenden Dosenrümpfe optimale Verhältnisse im Schweisspunkt zur Anwendung gelangen und damit insbesondere Spritzer (im flüssigen Zustand weggespritztes Metall) verhindert werden. Des weiteren ist die Schweissnaht beidseitig von gleicher Beschaffenheit, was die Überwachung der Qualität sehr vereinfacht.
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PATENT CLAIMS
1. Resistance seam welding machine for welding longitudinal seams on cylindrical bodies, in particular hulls of tin cans, with a pair of electrodes for introducing the current into the sheet edges to be welded of the sheet metal blank shaped into a cylinder and a wire guided as an intermediate electrode between the electrodes and the sheet metal blank, thereby characterized in that the wire (3) guided over the inner electrode (2, 13) is guided over at least one additional roller (11, 16, 17) lying adjacent to the electrode (2, 13) in such a way that the wire (3 ) in the area of the electrode (2, 13) has a radius of curvature which corresponds to or exceeds that of the outer electrode (1).
2. Resistance seam welding machine according to claim 1, characterized in that the inner electrode (2, 13) is adjusted a deflection roller (11, 16, 17) such that the intermediate electrode (3) the electrode (2, 13) approximately parallel to Weld seam leaves.
3. Resistance seam welding machine according to claim 1, characterized in that the inner electrode (2) is designed as a roller electrode.
4. resistance seam welding machine according to claim 2, characterized in that the inner electrode (13) is designed as a fixed wire guide with convex, the outer electrode (1) corresponding curvature (d1 2r) having guide surface (15).
5. resistance seam welding machine according to claim 2, characterized in that between the electrode (2, 13) and the deflection roller (11, 16, 17) a wire support (12) is provided.
6. resistance seam welding machine according to claim 4, characterized in that the current is transmitted to the deflection roller (11, 16, 17).
7. resistance seam welding machine according to claim 2, characterized in that the current is transmitted to the electrode (2, 13) and the deflection roller (11, 16, 17).
The present invention relates to an electrical resistance seam welding machine for welding longitudinal seams on cylindrical bodies, in particular hulls of tin cans, with a pair of electrodes for introducing the current into the sheet metal edges of the sheet metal blank to be welded, and one as an intermediate electrode between the electrodes and the sheet metal blank guided wire.
In addition to the welding current, the welding time, and the welding pressure, the factors influencing good resistance welding include the condition of the electrodes, in particular the surface or surface sections that come into contact with the material to be welded.
When welding in particular two workpieces of the same thickness, e.g. B. sheets, the same results are achieved with electrodes of the same design because the specific current distribution is the same over the entire welding point. The current density is constant. The same applies to the surface pressure.
For this reason, in the case of roller seam welding machines, both electrode rollers preferably have the same radius; with point electrodes the same cross section and / or the same crown. As far as both sides of the workpieces are freely accessible, this requirement can easily be met.
Furthermore, it has proven to be advantageous to choose the diameter of the electrode roll as large as possible in order to keep the contact surface between the workpiece and the roll surface large or to keep the specific surface pressure small.
When welding cylindrical sheet metal hulls for cans, the diameter of the electrode roll lying inside the hull is inevitably limited by the diameter of the hull. With a hull diameter of 45 mm, the roll can have a maximum of 42 mm diameter. A roll of only 42 mm in diameter leads to such a small contact area with the material that the current density at the large electrode on the outside is a fraction of that at the inside. This leads to uneven heating of the workpieces to be welded on the inside and the outside and subsequently to incorrect welding with splashes of molten, pressed material on the inside of the seam.
The invention has for its object to provide a resistance seam welding machine in which, regardless of the diameter of the body to be welded and the external electrode roll, a uniform current density can be achieved over the entire electrode / workpiece contact area.
According to the invention, this object is achieved in that the wire guided over the inner electrode is guided over at least one additional roller lying adjacent to the electrode, such that the wire in the region of the electrode has a radius of curvature which corresponds to or exceeds that of the outer electrode.
The invention is explained in more detail with the aid of a few illustrated exemplary embodiments:
Show it:
1 is a schematic representation of a welding machine,
2 an electrode roller pair of the same diameter,
3 shows an electrode roller pair with an unequal diameter,
4/5 an electrode roller pair with an inner electrode with a spread contact surface,
Fig. 6 shows an embodiment with a fixed inner electrode.
1 shows a welding machine with a pair of roller electrodes 1, 2 and a wire 3 guided as an intermediate electrode over the rollers 1, 2.
The wire 3 is removed from a supply spool 4 or a storage container (not shown), rolled, then passed over the first roller 2 and the second roller 1 and then fed to the spool 14 or another collecting container.
Of course, the wire 3 can pass through the rollers 1, 2 in the reverse order.
The roller 2 is mounted on the end of an arm 5 and is completely enclosed by the cylindrical can body 6 to be welded. The upper roller is mounted on a pivotable arm 7 and is pressed by a pneumatic or a force generated by a spring onto the lower roller 2 or the overlapping sheet metal edges 8 lying between them.
2, the two electrode rolls 1, 2 and the course of the wire 3 in the area of the clamping point of the two roll surfaces (welding point) are shown enlarged. Both rollers 1, 2 have the diameter dl.
The contact surface with the sheets 8 is therefore the same and is designated by a. The current flows through the workpieces in a symmetrical, rectangular area 9
and the current density is constant over the entire area 9. Since the wire 3 follows the roll surface, the geometry of the welding point is not changed by it.
If the diameter D of the can body 6 is reduced, the diameter d2 of the roller 1 lying inside the body 6 must inevitably be reduced (FIG. 3). The contact surface b of the roller surface with the sheet 8 is thereby reduced. The current now flows in a conical region 10 and the current density increases inadmissibly from the outer to the inner contact surface, so that no welding that meets the usual requirements is achieved.
FIG. 4 shows a pair of rollers 1, 2 with the same size ratios as in FIG. 3. With the aid of a roller 11, the wire 3 is guided away from the roller surface at a small angle a to the weld seam, deflected on a roller 11 and guided away via the roller 1 in a known manner.
The effective contact area b 'between the electrode wire 3 and the sheet 8 is increased by this measure; in principle, a roller 2 with a larger diameter d2 is simulated.
In order to give the wire section running from the roll 2 to the roll 11 a further guide in addition to the tensile stress, a wedge-shaped guide member 12 can be used. The guide surface of the link 12 must of course have the best sliding and wear resistance.
Through the measure described, conditions are achieved at the welding point as with two rolls 1, 2 of the same size; the current density is constant in the entire clamping area of the two rollers 1, 2, or the effective wire surfaces.
Without influencing the effect, the deflection roller 11 can also be provided on the inlet side of the roller 2 (FIG. 5).
The effective contact surface between wire 3 and roll 2 is more favorable in this embodiment, however, in some cases this arrangement cannot be used for reasons of space.
In the embodiment of the invention according to FIG. 6, the electrode roller 2 is replaced by a stationary electrode 13 whose effective guide surface 15 for the wire 3 has the same curvature as the surface of the roller 1 (d] = 2r). Of course, the radius of curvature can also differ dl from 2; in particular, he can also go against cc.
The guide surface 15 is assigned a roller 16 and 17, via which the wire is fed in and out. The current supply to the wire can take place on the electrode 13 and / or on the rollers 16/17. The same also applies to the embodiments according to FIGS. 4 and 5.
Thanks to the present invention, optimal conditions in the welding point can be used regardless of the diameter of the can bodies to be welded, and in particular splashes (metal sprayed away in the liquid state) can be prevented. Furthermore, the weld seam has the same properties on both sides, which makes monitoring the quality very easy.