CH667829A5 - Nahtschweissmaschine. - Google Patents

Description

BESCHREIBUNG Die Erfindung bezieht sich auf eine Nahtschweissmaschine gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. In dieser Maschine werden die zu verschweissenden Ränder mittels Joul'scher Wärme geschweisst.

Beim Herstellen von Früchte- oder Bierdosen od.dgl., werden dünne Bleche in zylindrische Form gebogen, sodass sich die Randteile dieser Bleche einander überlappen. Die sich überlappenden Randteile werden dann unter Verwendung von Joul'scher Wärme verschweisst. Die zylindrischen Gegenstände werden, wie dies in der Figur 4 dargestellt ist, hintereinander in der Richtung des Pfeiles A befördert.

Im allgemeinen wird Gleichstrom zum Verschweissen der Gegenstände 7 längs einer Naht verwendet, wobei die Gegenstände 7 kontinuierlich in ihrer Längsrichtung weiter bewegt werden. In bekannten Gleichstromschweissmaschinen wird der Gleichstrom durch 1-Phasen- oder 3-Phasen-Voll-weggleichrichtung oder 6-Phasen-Halbwellengleichrichtung des vom Wechselstromnetz gelieferten Wechselstromes erzeugt. Der so erhaltene Gleichstrom wird direkt an eine obere und eine untere drehbare Elektrode zugeführt. Es ist jedoch unvermeidlich, dass der Schweissstrom Spitzen und Tiefen aufweist, die während durch die Frequenz des Wechselstromnetzes bestimmten Zeiten auftreten, wobei die relativen Grössen der Spitzen und der Tiefen durch die Zeitkonstante (L/R) des Sekundärstromkreises der Schweissmaschi-ne beeinflusst werden. Dementsprechend ist es nicht möglich, die Wellenform des Schweissstromes augenblicklich zu ändern. Darüberhinaus besteht die Gefahr des Überschweis-sens der Endbereiche der Gegenstände, wenn während dem Passieren der Enden von Gegenständen an den Schweiss-elektroden vorbei gleichzeitig eine Schweissstromspitze auftritt, wodurch sich eine schlechte Schweissqualität ergibt.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Nahtschweissmaschine zu schaffen, welcher die oben beschriebenen Nachteile nicht anhaften, und bei welcher der Schweissstrom im wesentlichen konstant ist, mit Ausnahme, wenn die Endbereiche der zu verschweissenden Gegenstände an den Elektroden der Maschine vorbeigeführt werden, um eine Überschweis-sung der Endbereiche der Gegenstände zu verhindern.

Die erfindungsgemässe Nahtschweissmaschine ist durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angeführten Merkmale gekennzeichnet.

Der Erfindungsgegenstand ist nachstehend mit Bezugnahme auf die Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1A die schematische Darstellung einer Folge zum Bilden eines zylindrischen Gegenstandes,

Fig. 1B verschiedene Querschnitte entlang den Linien A—A, B—B, C—C und D—D der Figur 1A,

Fig. IC die Draufsicht auf den herzustellenden Gegenstand zu verschiedenen Zeitabschnitten,

Fig. 2 das Blockschema einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemässen Nahtschweissmaschine,

Fig. 3 das Schaltschema eines Detektors und einer Torschaltung der Nahtschweissmaschine gemäss der Figur 2,

Fig. 4 eine Reihe von zu verschweissenden Gegenständen in schaubildlicher Darstellung,

Fig. 5 die grafische Darstellung der Wellenform des Schweissstromes der erfindungsgemässen Nahtschweissmaschine und

Fig. 6 die grafische Darstellung der Wellenform des von der Wechselstromquelle der erfindungsgemässen Nahtschweissmaschine gelieferten Wechselstromes.

Die Figur 1A zeigt schematisch die Verformung eines ebenen Blechstückes 7 — zu einem zylindrischen Gegenstand 7. Das ebene Blechstück 7 — wird mit Hilfe eines unteren Armes 10 mit einem kreisförmigen Querschnitt in die zylindrische Form gebogen. Das Blechstück 7— wird kontinuierlich in Richtung eines Pfeiles 9 gegen drehbare Elektroden 6 bewegt. Die Figuren 1B und 1C zeigen Schnitte entlang den Linien A—A, B—B, C—C und D—D der Figur lAbzw. die Draufsicht auf die Gegenstände in verschiedenen Verformungsstufen.

Die Figur 2 zeigt das Blockschema eines Ausführungsbeispieles der erfindungsgemässen Nahtschweissmaschine. In dieser Nahtschweissmaschine wird eine Wechselstromquelle 1 verwendet, deren Ausgangsspannung eine grössere Frequenz aufweist, als jene des Wechselstromnetzes, an die sie angeschlossen werden kann. Die Wechselstromquelle 1 enthält eine Vollweg-Diodenbrückenschaltung la zum Umwandeln des Netzwechselstromes in einen Gleichstrom. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Wechselstromquelle 1 zum Anschliessen an ein 3-Phasen-Wechselstromnetz bestimmt. Die Dioden der Brückenschaltung sind in einer Vollweg-Gleichrichteranordnung geschaltet. Die Wechselstromquelle 1 umfasst weiter einen Umsetzer lc zum Umwandeln des von der Brückenschaltung la gelieferten Gleichstromes in einen Wechselstrom mit relativ hoher Frequenz, beispielsweise etwa 600 Hz. Der Umsetzer lc weist vier Transistoren lb auf, deren Basen durch eine Torschaltung ld gesteuert

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werden. Die Ausgangsspannung des Umsetzers lc wird der Primärwicklung eines Transformators 2 zugeführt, dessen Sekundärwicklung eine Mittelanzapfung aufweist. Éin Gleichrichterstromkreis 3 weist zwei Dioden auf, die zum Vollweg-Gleichrichten der von der Sekundärwicklung des Transformators 3 gelieferten Wechselspannung dienen. Eine Drossel 4 ist an die positive Anschlussklemme des Gleichrichterstromkreises 3 angeschlossen und ein Glättungskon-densator 5 ist zu den drehbaren Elektroden 6 parallel geschaltet, wobei die untere Elektrode 6 mit der Mittelanzapfung der Sekundärwicklung des Transformators 3 verbunden ist. Weiter ist ein Detektor 8 vorhanden, zum Feststellen, ob sich ein Endbereich eines der Gegenstände 7 in der Nachbarschaft der Elektroden 6 befindet.

Die Figur 3 zeigt das Schaltschema des Detektors 8 und der Torschaltung ld, die in der Figur 2 dargestellt sind. Der Detektor 8 enthält einen Fotosensor 81, einen Verstärker 82 und vier Widerstände 83. Die Torschaltung ld umfasst vier Inwerter, von denen je einer einem der vier Widerstände 83 zugeordnet ist. Jeder Inwerter der Torschaltung ld wird durch die Kombination eines UND-Tores, eines ODER-Tores usw. gebildet, so dass entweder das Ausgangssignal des Fotosensors 81 oder ein durch einen Oszillator 85 und eine Stromeinstellvorrichtung 84 bestimmten Basisstrom durchlässt. Der Oszillator 85 erzeugt Impulse mit einer vorbestimmten Frequenz und die Ausgangsspannung desselben wird an den einen Eingang jedes Inwerters in der Torschaltung ld zugeführt. Die Stromeinstellvorrichtung 84 enthält einen veränderbaren Widerstand und die Ausgangsspannung derselben wird einem anderen Eingang jedes der Inwerter in der Torschaltung ld zum Einstellen der Grösse der vom Oszillator erzeugten Impulse zugeführt.

Während dem Betrieb der Maschine werden die Gegenstände 7 nacheinander mit einer Geschwindigkeit von beispielsweise 60 m/min den Elektroden 6 zugeführt. Wenn der Detektor 8 das Vorhandensein eines Endes einer der Gegenstände 7 in der Nähe der Elektroden 6 feststellt, befiehlt er der Torschaltung ld die Amplitude des Ausgangsstromes der Wechselstromquelle 1 zu reduzieren. Dieser Ausgangsstrom ist in der Figur 6 dargestellt. Wenn andererseits der Detektor 8 feststellt, dass sich kein Ende des Gegenstandes 7 in der Nähe der Elektroden 6 befindet, wird von der Torschaltung ld ein in Abhängigkeit mit den vom Oszillator 85 erzeugten Impulsen und durch die Stromeinstellvorrichtung 84 reguliertes Ausgangssignal erzeugt. Der vom Gleichrichterstromkreis 3 erzeugte Gleichstrom ist in der Figur 5 grafisch dargestellt. Wie aus der Figur 5 ersichtlich ist, sind dank dem Vorhandensein der Drossel 4 und des Glättungs-kondensators 5 in Schweissstrom im wesentlichen keine Spitzen und Tiefen vorhanden. Der durchschnittliche Schweissstrom Ib ist sehr konstant mit Ausnahme, wenn ein Endbereich des Gegenstandes 7 in die Nähe der Elektroden 6 kommt, in welchem Fall der Schweissstrom auf einen Wert Ib reduziert wird, der geeignet ist, das Überschweissen der Endbereiche des Gegenstandes 7 zu vermeiden. Der Schweissstrom ist beispielsweise während 0,1 s im wesentlichen konstant auf dem Wert Iw und während 0,005 s zum Schweissen der Endbereiche der Gegenstände gleich Ib. Weil die Frequenz der Ausgangsspannung der Wechselstromquelle 1 etwa 600 Hz beträgt, kann die Schaltung zwischen den Werten Iw und Ib schnell und weich ausgeführt werden.

Mit der oben beschriebenen Nahtschweissmaschine wird das Überschweissen der Endbereiche der zu verschweissenden Gegenstände vermieden. Deshalb wird eine flache gleichmässige Schweissnaht erhalten und eine sehr gute Qualität der Schweissung erzielt.

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1 Blatt Zeichnungen

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1. Nahtschweissmaschine zum kontinuierlichen Schweis-sen einer Naht an sich überlappenden Rändern von Gegenständen, gekennzeichnet durch eine Wechselstromquelle (1), bei der die Grösse des Ausgangsstromes steuerbar ist, einen Transformator (2), dessen Primärwicklung an den Ausgang der Wechselstromquelle (1) angeschlossen ist, einen Gleichrichterstromkreis (3), der zum Gleichrichten der von der Sekundärwicklung des Transformators (2) erzeugten Wechselspannung an die Sekundärwicklung angeschlossen ist, zwei drehbare Elektroden (6) zum Zuführen des vom Gleichrichterstromkreis (3) erzeugten Gleichstromschweissstromes und ein Mittel (8) zum Feststellen, ob sich die Enden der zu verschweissenden Gegenstände in der Nachbarschaft der Elektroden (6) befinden, wobei der Ausgang des Feststellmittels (8) zum Reduzieren des Ausgangsstromes der Wechselstromquelle (1), wenn die Enden der zu verschweissenden Gegenstände sich in der Nähe der Elektroden (6) befinden, mit der Wechselstromquelle (1) verbunden ist.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die von der Wechselstromquelle (1) abgegebene Wechselspannung eine Frequenz von etwa 600 Hz aufweist.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärwicklung des Transformators (2) eine Mittelanzapfung aufweist, und dass der Gleichrichterstromkreis zwei Dioden enthält, die in Reihe zu den Endanschlüssen der Sekundärwicklung geschaltet sind.

4. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kondensator (5) parallel zu den Elektroden (6) geschaltet ist, und dass eine Drossel (4) zum Zuführen des Schweissstromes zu den Elektroden (6) vorhanden ist.

5. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Wechselstromquelle (1) zum Gleichrichten des Netzwechselstromes eine VoIIweg-Dioden-brückenschaltung (la), einen Umsetzer (lc) zum Umwandeln des von der Brückenschaltung erzeugten Gleichstromes in den Wechselstrom für den Transformator (2) und eine Torschaltung (ld) zum Steuern des Umsetzers (lc) in Abhängigkeit des Ausgangssignals des Feststellmittels (8) um-fasst.