CN101745570A - 倒圆装置上的预倒圆元件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种在倒圆装置(4)上的预倒圆元件(14)或倒圆元件(13)，包含：元件上部件(20)；用于对在倒圆装置中待倒圆的金属片作用的元件下部件(22)；铰链结构(21)，元件下部件通过该铰链结构与元件上部件铰接地连接；以及至少一个操纵元件(23)，元件下部件(22)通过该操纵元件能够相对于上部件偏转。在此位于上部件和下部件之间的铰链是固定体铰链，该固定体铰链沿着其纵向延伸对于偏转的弯曲阻力矩是不同的。因此能够对金属片均匀地加载。位于元件上部件和元件下部件之间的分离间隙与水平方向偏离地延伸，这减小下部件的弯曲。

Description

倒圆装置上的预倒圆元件

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1或权利要求9的前序部分的倒圆装置上的预倒圆元件或倒圆元件、具有这样的预倒圆元件或倒圆元件的倒圆装置以及用于罐体的具有这样的倒圆装置的焊接设备。

背景技术

倒圆装置在制造由金属片构成的容器体特别是罐体时应用。容器体坯体为此在倒圆后直接被转移到焊接机器中用于焊接容器体的纵向缝。在此通常金属片的卸垛装置、倒圆装置和焊接机器构成一个单元。用于罐制造的相应设备例如由DE-A-3330171或US-A-5209625已知。倒圆在此如此实现，使得构成的罐体可以直接被导入用于接缝搭接的Z轨道内。为了倒圆，切成矩形的具有规定的尺寸和标准的材料特性的金属片部段从推入系统被推入被驱动的第一传输辊对内，由多个被驱动的具有100-450m/分钟的速度的传输辊进一步输送并且在倒圆装置中利用倒圆系统借助于楔和辊子或者利用辊系统弯曲成圆形的框架。特别是在倒圆辊子之前应用预倒圆楔，其影响倒圆结果。可能时附加借助于可选的挠曲工位首先实现塑性变形，其用于在倒圆之前消除金属片内的应力。这样的倒圆装置或设备对于专业人员是已知的。根据金属片质量，系列加工的金属片具有不同的厚度和材料特性例如拉伸极限、伸展率和凝固特性，其在倒圆过程后导致不同的框架半径和由此不同的在自由端部上的开口。因为由此不是所有被系列地倒圆的框架在倒圆工位中位于相同的位置并且它们具有不同的倒圆半径，所以这导致在焊接工位内搭接量的变化，这对于框架的焊接是成问题的，或者在将框架由倒圆机器推出到焊接设备中时出现问题并且由此导致机器较长的故障停止时间。由此减小机器的效率并且对于机器运行者产生故障费用。

预倒圆楔的调节根据现有技术是手动实现的并且依赖于所提及的金属片特性，例如拉伸极限、金属片厚度和金属片的规格大小。如果加工不同的金属片质量，那么必须在倒圆装置的停止状态下分别重新校准预倒圆楔。为了避免在罐体的倒圆和焊接时出现上述的问题，使用具有较小的材料特性波动的且来自金属片制造者的一个制造系列的金属片。尽可能避免不同的金属片的混合。倒圆必须经常被检查并且在需要时倒圆系统和特别是预倒圆楔必须被后续调节，这必须在停止状态下实现并且减小倒圆装置和后续步骤的效率并且对于机器运行者产生故障费用。在工作中借助于预倒圆元件和/或倒圆元件设定的预倒圆或倒圆可能由于金属片施加在所述预倒圆元件和/或倒圆元件上不同的力而产生波动。在专利申请CH0608/08中建议一种具有操纵元件的预倒圆元件，其可以避免这些缺点。

发明内容

本发明的目的在于改善这种预倒圆元件或倒圆元件。

这借助于根据权利要求1和/或权利要求9的预倒圆元件和/或倒圆元件实现，其允许在工作中改变对待倒圆的金属片的加载并且在尽可能恒定地保持对金属片设定的作用。

预倒圆元件或倒圆元件设有固定体铰链，这促成特别简单的构造。固定体铰链无间隙和无磨损地工作。固定体铰链在此如此构成，即通过操纵元件形成尽可能均匀的偏转，这促成元件对金属片的均匀的作用并且因此形成好的均匀的倒圆结果。

根据本发明的另外一个方面，预倒圆元件或倒圆元件如此构成，即其下部件在纵向方向上在对金属片作用时尽可能小地弯曲。这促成元件对金属片的均匀的作用并且因此形成好的均匀的倒圆结果。

在本发明的倒圆装置和焊接设备中，使用相应的预倒圆元件和/或倒圆元件。

附图说明

本发明的各个构造、优点和应用由从属权利要求和下面借助于说明书附图的描述得出。

图1预倒圆元件的侧视图，用于大概说明其构造；

图2本发明的预倒圆元件在倒圆装置中的布置的示意图；

图3预倒圆元件的一个实施方式的立体图；

图4根据图3的预倒圆元件的侧视图；

图5根据图3或图4的预倒圆元件的垂直剖视图；

图6预倒圆元件的后视图；

图7预倒圆元件的另外的实施方式的一个部分的垂直剖视图；

图8通过根据权利要求7的实施方式的水平剖视图。

具体实施方式

图1以侧视图示出预倒圆元件14。其在倒圆装置4中的应用在图2中示意示出。倒圆装置4的倒圆元件13也可以根据本发明的这些方面构成。在下面的例子中本发明借助于预倒圆元件描述，其相应的构成为和用作倒圆元件在此也被包括了。

预倒圆元件14在所示的构造中是一个预倒圆楔，因为其作用在相应的金属片上的下部件22的前部区域是楔形的，并且预倒圆元件14具有一个刚性的或在工作中固定的元件上部件20。元件上部件20是这样一个部件20，其构成用于用于固定在倒圆装置的机器部件上并且在所示的例子中在两侧具有固定机构例如孔26和引导部24，该固定机构允许在倒圆装置上的固定并且使得垂直的底部调整成为可能。在倒圆装置上固定的上部件20也可以直接是倒圆装置的一个固定部件。替代的固定可以经由用于高度调节的垂直的螺纹杆和至少一个垂直的引导部实现并且利用至少一个水平的螺钉实现固定，其将部件20拉向垂直的引导部。

在部件20或元件上部件上经由一个铰链结构21设置可偏转的元件下部件22或楔下部件22。这种偏转通过一个箭头a示出。这种偏转通过一个操纵元件23实现，其接下来称为激励器。激励器的静止部分固定设置在上部件20中并且可运动的可操纵的部件23′作用在楔下部件22上；替代地，激励器的可运动部件固定在上部件中并且另外的部件作用在楔下部件上。如果部件23′在附图中向下压，那么楔下部件22被如此偏转，即它在最大偏转时可以占据点线表示的位置。如果激励器23的可操纵的部件23′处于静止位置，那么获得楔22的实线表示的位置。根据激励器作用在楔22上的偏转或力，出现在所示的各位置之间的中间位置。激励器也可以将部件22往上拉。例如在两个示出的位置之间的中间位置是未偏转的位置。

将上部件20和楔22连接的铰链结构在此实施例中是固定体铰链，其由一个相配地设计尺寸的固定体部件构成，其通过激励器23的力弹性变形。相应地当激励器的力或其偏转减小时，形成一个复位。复位力然而也可以通过激励器产生。优选铰链结构作为固定体铰链与上部件20和下部件22构成为一体的，如在附图1中所示。激励器23可以是任意的可控制的驱动装置。优选是压电的激励器，因为仅仅需要非常小的偏转并且快速的反应时间是有利的。也可以应用其它的可控制的驱动装置如电动驱动装置、磁性驱动装置或气动驱动装置或液压驱动装置作为操纵元件23。

图2示意示出将金属片2输送给倒圆装置4，在该倒圆装置中存在一个其它的业已处于倒圆中的金属片2。金属片在此从未示出的堆叠上卸垛并且连续地通过倒圆装置倒圆。向倒圆装置装置内的输入通过传输装置例如所示的辊子实现。在倒圆装置中可以设置具有挠曲辊8和9以及挠曲楔7的挠曲工位。这样的挠曲工位是已知的并且一方面消除金属片的应力，且另外一方面对相应的金属片的前部的棱区域进行倒圆。特别是一个接下来详细阐述的测量装置(例如用于测量相应的金属片的倒圆特性)与该挠曲工位邻接或者是该挠曲工位的一部分。跟随挠曲工位地示意示出倒圆装置4的实际的倒圆工位。倒圆工位具有倒圆辊11和12和在传输方向上跟随的倒圆楔13。这些元件原则上是已知的并且在此不再详细阐述。替代这样的倒圆工位，也可以出现其它类型的倒圆工位，例如无倒圆楔和具有错位的各倒圆辊的倒圆工位。这种类型对于专业人员是已知的并且不再详细阐述。

在倒圆辊之前设置本发明的预倒圆元件14，其对待倒圆的金属片加载。这根据本发明通过在倒圆工作中可偏转的元件下部件22实现。因此可以在倒圆过程中通过预倒圆元件14单独地对每个金属片进行作用并且能够影响对每个金属片的倒圆结果。在此激励器23通过来自控制装置5的信号控制。它可以是倒圆装置的控制装置或用于容器体的包含倒圆装置的焊接设备的控制装置。然而控制装置5也可以是一个单独的控制装置，其必要时与所述的控制装置共同作用。预倒圆元件14的控制在此例如通过倒圆装置的操纵人员在预设定的意义上实现，即经由控制装置5为下部件22设定规定的偏转。而后所有的金属片都遵循该设定，直至操纵人员设定另外一种偏转。这种偏转另外一方面也可以由控制装置5从存储的设定值中选择。操纵人员而后例如输入金属片规格和/或金属片材料和/或金属片厚度和/或编码标记并且控制装置为此由存储的值中选出元件下部件22的相应的偏转。在一个优选的构造中，至少一个金属片特性的测量通过至少一个测量装置实现并且测量值促使控制装置5调节激励器23或元件下部件22的偏转。这种测量在此优选对于每个金属片实现并且因此预倒圆元件可以单独地为待倒圆的金属片序列的每个金属片被设定或控制。这种测量然而也可以为各个单个的金属片例如每10个金属片实现或者仅仅对于一定量的金属片中的一个(例如一个金属片堆叠的第一个金属片)实现。例如测量金属片厚度作为测量值。相应的测量装置是已知的并且在此不再进一步阐述。优选测量金属片的倒圆特性并且用于控制预倒圆元件14，这在接下来详细阐述。

附图3至6示出预倒圆元件14的一个实施例，其中规定本发明的两个方面。一方面，铰链21构成为使得其抑制偏转的阻力矩沿着其纵向延伸(或纵向分布)构成为不同的。另外一方面，在上部件20和下部件22之间的分离间隙21′不是在水平方向上延伸地构成的(即不是如附图1所示)并且分离间隙21′的与铰链对置的开口位于铰链21的上方。这在下面详细阐述。

预倒圆元件14的立体图示出包含通过铰链21相互连接的上部件20和下部件22的各元件。该铰链是固定体铰链，其在该实施例中可以构成为与上部件20和下部件22是一体的。然而固定体铰链也可以通过其它的方式构成，例如通过片簧结构。所述一体性必要时仅仅是指上部件20和下部件22之间的连接。下部件22自身可以构成多部分的，特别是预倒圆元件14的实际的楔尖22′可由一种与下部件22不同的材料构成。在此特别是为楔尖22′选择一种与下部件22的材料相比更加耐磨的更硬的材料。部件22和22′的连接可以通过焊接、粘结或其它的方式实现。在优选的构造中楔的后面部分和前面部分彼此拧接，这使得由于磨损或变换楔形状而允许更换前面部分。在图3中可见业已提及的元件14的侧面的引导部24、24′以及孔26特别是螺纹孔用于将元件14垂直固定在倒圆装置上；如上所述，也可以选择其它的固定。在图3、4和5中未示出操纵元件23。操纵元件在该实施例中如此设置，使得它在上部件20上方借助于螺纹孔17固定在上部件上，从而在图1中示出的推杆23′穿过凹部或引导部19被引导至下部件22。水平的螺纹孔18(其可以如在图3中所示设置在前侧上或如在图5中所示设置在后侧上)用于安装螺栓，该螺栓用于定向推杆23′。激励器的推杆然而也可以以其它的方式构成。在图6中在上部件20的上方设置一个用于激励器的保持部23′，激励器自身在图中未示出。

在图3中可见固定体铰链21的一个端部。该铰链优选无中断地在预倒圆元件14的整个长度上延伸。必要时铰链也可以具有中断。在图3中且特别是在图4中，其以在图3中可见的元件14的具有引导部24的侧面的侧视图示出，铰链21在该端部上的材料厚度是小的。这在图4的侧视图中利用54表示的小的材料厚度可见。图5相反示出通过元件14的中心和因此通过引导部19的垂直剖视图，使得在那儿铰链的材料厚度54是较大的。铰链21的材料厚度朝向另外的侧向的具有引导部24′的端部方向重新减小，直至它也在该侧向端部上如此小，如在图4中所示。在通过操纵元件的力导入在中心实现的预倒圆元件14中，这是一个优选的构造，因为与没有该措施的情况相比，由于从中心出发侧向向外减小的铰链材料厚度在通过激励器使得铰链弯曲时促成下部件22在预倒圆元件14的整个长度上的更加均匀的偏转。这促成下部件22对待倒圆的金属片的更加均匀的作用并且因此改善的倒圆结果。图5示出力导入，其中由操纵元件施加的力F促成下部件22的偏转a。在预倒圆元件14的通过操纵元件实现力导入的位置上，铰链21通过材料厚度的选择如此构成，即在那儿弯曲阻力矩是最大的并且随着与力导入位置的间距增大而减小。这能够以所示的方式通过随着与力导入位置的增大的间距而减小材料厚度或铰链横截面实现。这也可以通过改变固定体铰链的其它的材料参数实现，例如通过将固定体铰链在不同的部段中由不同的材料构成，它们具有相对于弯曲不同的阻力矩。

材料厚度的改变的构造例如从元件14的外侧实现，如在图3至6的实施例中示出。在这些附图中可见，固定体铰链的材料厚度从在该实施例中中心的力导入位置朝向侧面如此减小，使得在外侧上在背面上设置至少一个材料去除部51，其朝向两侧减小固定体铰链的材料厚度。优选设置其它的去除部52和53，从而在背面上实现多角平面类型的材料去除。材料厚度的外侧的改变同样形成，当固定体铰链由片簧结构构成并且其在力导入位置比在元件14的各侧面具有较多的弹簧片。不同的材料厚度54也可以通过定义固定体铰链的凹部21″、特别是钻孔的不同的直径构成；替代钻孔过程，在此也可以应用其它的加工例如铣。这样的凹部的设置在附图7和8中示出，其中仅仅示出预倒圆元件14的铰链件。在图7中以侧视图在此示出上部件20的一个部段和下部件22的一个部段并且在此可见，定义铰链21的凹部21″特别是钻孔，是阶梯型的凹部或钻孔。这在图8中沿着图7的剖视线A-A的水平剖视图中示出。图8示出下部件22和铰链的钻孔21″，其分段地朝向铰链的中心具有变小的直径。因此固定体铰链的材料厚度朝向中心增大或朝向侧面减小。替代阶梯型钻孔也可以设置钻孔的锥形构造。凹部也可以通过其它的方式构成，例如通过具有端侧半径的狭槽。

所示的例子从中心的力导入出发并且因此以朝向元件14的两侧减小的弯曲阻力矩。这也可以不同的构成，即力导入在两侧实现并且因此弯曲阻力矩或较大的材料厚度设置在两侧上。而后材料厚度构成为朝向中心减小。该示例将铰链也放置在元件14的后侧上；这不是强制的，铰链也可以在元件14的前侧上或者在其中心或者在其它的在前侧和后侧之间的中间位置上设置。

在图3至6中可见本发明的第二方面，位于上部件20和下部件之间的分离间隙21′与水平方向偏离地延伸。如上所述，操纵元件的力作用在下部件22上。在倒圆过程中此外有阻力F_blech作用在下部件22上。这两个力导致下部件、特别是楔尖棱22′的变形。通过分离间隙21′的偏离水平方向的分布，元件14的下部件22具有较大的体积和因此相对于棱22′的弯曲具有较大的弯曲阻力矩。通过减小这些弯曲，形成较好的倒圆结果。分离间隙优选相对于水平方向倾斜地延伸，特别是直线形地倾斜延伸，这简化制造。与水平面的偏差在此在规定安装的元件14或通过固定机构保持在其安装位置上的元件可见。此外优选，元件22的面对倒圆装置4的倒圆辊11的表面55具有凹入倒圆的且特别是圆柱壳体形的部分。这种形状同样减小弯曲。替代倒圆，也可以设置多个倾斜的基本上等同于所述倒圆的平面表面。

Claims (13)

1.在倒圆装置(4)上的预倒圆元件(14)或倒圆元件(13)，包含：基本上刚性的元件上部件(20)，该元件上部件构成有固定机构(26)用以固定在倒圆装置上或者该元件上部件由倒圆装置的固定部件构成；用于对在倒圆装置中待倒圆的金属片作用的元件下部件(22)；铰链结构(21)，元件下部件通过该铰链结构与元件上部件铰接地连接；以及至少一个操纵元件(23)，元件下部件(22)通过该操纵元件能够如此偏转，使得待倒圆的各个金属片通过该元件下部件能够被不同地加载，其特征在于，铰链结构具有固定体铰链，该固定体铰链将元件上部件(20)和元件下部件(22)基本上连贯地连接并且沿着其纵向延伸具有各个对于所述偏转运动具有不同的弯曲阻力矩的部位，特别是作为具有不同的材料厚度的各个部位，其中弯曲阻力矩或材料厚度在操纵元件对元件下部件的力导入位置的区域内是最大的。

2.如权利要求1所述的预倒圆元件(14)或倒圆元件(13)，其特征在于，弯曲阻力矩或材料厚度基本上连续地改变。

3.如权利要求1所述的预倒圆元件(14)或倒圆元件(13)，其特征在于，弯曲阻力矩或材料厚度逐步地改变。

4.如权利要求1至3之一项所述的预倒圆元件(14)或倒圆元件(13)，其特征在于，弯曲阻力矩或材料厚度在铰链的纵向延伸的中心处是最大的。

5.如权利要求1至4之一项所述的预倒圆元件(14)或倒圆元件(13)，其特征在于，材料厚度通过在元件上的外部的材料去除部(51，52，53)被减小。

6.如权利要求1至5之一项所述的预倒圆元件(14)或倒圆元件(13)，其特征在于，材料厚度通过在元件内的内部的材料去除部、特别是通过阶梯状的凹部或锥形的凹部被减小。

7.如权利要求1至6之一项所述的预倒圆元件(14)或倒圆元件(13)，其特征在于，元件上部件和元件下部件彼此连接成一体的。

8.如权利要求3所述的预倒圆元件(14)或倒圆元件(13)，其特征在于，元件上部件和元件下部件经由片簧结构彼此连接。

9.在倒圆装置(4)上的预倒圆元件(14)或倒圆元件(13)，包含：基本上刚性的元件上部件(20)，该元件上部件构成有固定机构(26)用以固定在倒圆装置上或者该元件上部件由倒圆装置的固定部件构成；用于对在倒圆装置中待倒圆的金属片作用的元件下部件(22)；铰链结构(21)，元件下部件通过该铰链结构与元件上部件铰接地连接；以及至少一个操纵元件(23)，元件下部件(22)通过该操纵元件能够如此偏转，使得待倒圆的各个金属片通过该元件下部件能够被不同地加载，特别是按照上述权利要求1至8之一项所述的预倒圆元件(14)或倒圆元件(13)，其特征在于，与铰链结构的铰链邻接的、位于元件上部件(20)和元件下部件(22)之间的分离间隙(21′)与水平方向偏离地延伸并且该分离间隙的与铰链对置的端部参照水平方向位于铰链的上方。

10.如权利要求9所述的预倒圆元件(14)或倒圆元件(13)，其特征在于，分离间隙相对于水平方向倾斜地延伸。

11.如权利要求1至10之一项所述的预倒圆元件(14)或倒圆元件(13)，其特征在于，元件的面向倒圆装置(4)的倒圆辊(11)的表面具有含凹入形状(55)的部分并且特别是具有凹入倒圆的且特别是基本上圆柱壳体形的形状(55)。

12.用于对通过的各单个金属片倒圆的倒圆装置(4)，包含如上述权利要求1至11之一项所述的预倒圆元件(14)或倒圆元件(13)以及包含控制装置(5)，该控制装置根据输入值和/或设定值或根据各单个待倒圆的金属片的金属片特性的测量值操纵预倒圆元件或倒圆元件。

13.包含根据权利要求12所述的倒圆装置的用于罐体的焊接设备，该焊接设备包含用于定位罐体棱的Z轨道并且包含焊接辊，其特别是具有在其上方行进的金属丝中间电极。

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