DE102004060643B4 - Device for welding the half shells of a container - Google Patents
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Abstract
Vorrichtung zum Führen der zu verschweißenden Halbschalen (1, 2) eines Behälters, deren umlaufende Flansche einander flächig berühren, bestehend aus einer ersten und zweiten gesteuert bewegbaren Aufnahme (3, 4) für jede der Halbschalen (1, 2), wobei die erste Aufnahme (3) eine erste Klemmbacke (5) und die zweite Aufnahme (4) eine zweite Klemmbacke (6) hat, welche Klemmbacken (5, 6) die umlaufenden Flansche zusammenpressen, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anzahl Spannvorrichtungen (12) zur steuerbaren Verbindung der beiden Klemmbacken (5, 6) vorgesehen ist, wobei jede Spannvorrichtung (12) an der ersten Aufnahme (3) angebracht ist und einen verschiebbaren und in seiner vorgeschobenen Stellung mit einer in der zweiten Aufnahme (4) vorgesehenen Fassung (17) formschlüssig verbindbaren Spannbolzen (30) aufweist.Device for guiding the half shells (1, 2) to be welded, of a container whose circumferential flanges contact one another flatly, consisting of a first and second controlled movable receptacle (3, 4) for each of the half shells (1, 2), wherein the first receptacle (3) a first jaw (5) and the second receptacle (4) has a second jaw (6), which jaws (5, 6) compress the circumferential flanges, characterized in that a number of clamping devices (12) for controllably connecting the two clamping jaws (5, 6) is provided, each clamping device (12) on the first receptacle (3) is mounted and a displaceable and in its advanced position with a in the second receptacle (4) provided socket (17) positively connectable clamping bolt (30).
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Führen der zu verschweißenden Halbschalen eines Behälters, deren umlaufende Flansche einander flächig berühren, bestehend aus einer ersten und zweiten gesteuert bewegbaren Aufnahme für jede der Halbschalen, wobei die erste Aufnahme eine erste Klemmbacke und die zweite Aufnahme eine zweite Klemmbacke hat, welche Klemmbacken die umlaufenden Flansche zusammenpressen.The invention relates to a device for guiding the half-shells to be welded of a container, the circumferential flanges touching each other surface, consisting of a first and second controlled movable receptacle for each of the half-shells, wherein the first receptacle has a first jaw and the second receptacle has a second jaw , which jaws compress the circumferential flanges.
Aus Schalenteilen aus Blech zusammengesetzte Behälter sind in den verschiedensten Anlagen und Maschinen anzutreffen. In Kraftfahrzeugen zum Beispiel als Gehäuse für Katalysatoren, insbesondere aber als Treibstoffbehälter. Diese haben in modernen Automobilen aus Gründen der Raumausnutzung komplexe und verzweigte Formen, weshalb die umlaufenden und miteinander zu verschweißenden Flansche oft nicht mehr in einer Ebene liegen. Aus Sicherheitsgründen werden an die Dichtheit und damit an die Güte der Schweißung höchste Anforderungen gestellt. Deshalb will man von der bewährten Widerstandsschweißung mittels Rollenelektroden zu Schweißverfahren mit hoher Energiekonzentration übergehen. Das sind Laser- oder Plasmaschweißung. Bei letzterer ist der Energiestrahl in Richtung der Berührungsfläche der beiden Flansche gerichtet. Das erfordert genaue Positionierung und spaltfreies Zusammenpressen der beiden Flansche an der Schweißstelle.From shell parts made of sheet metal containers are found in a variety of equipment and machinery. In motor vehicles, for example, as a housing for catalysts, but especially as a fuel tank. These have in modern automobiles for reasons of space utilization complex and branched forms, which is why the circumferential and to be welded together flanges are often no longer in a plane. For safety reasons, highest demands are placed on the tightness and thus on the quality of the weld. Therefore, one wants to go from the proven resistance welding by means of roller electrodes to welding process with high energy concentration. These are laser or plasma welding. In the latter case, the energy beam is directed in the direction of the contact surface of the two flanges. This requires accurate positioning and gap-free compression of the two flanges at the weld.
Bei in einer Ebene liegenden Flanschen ist es aus der Praxis bekannt, jede der beiden Halbschalen in einer Aufnahme zu befestigen, wobei beide Aufnahmen drehbar sind und eine davon in der Drehachse verschiebbar ist, sodass die beiden Halbschalen von ihren Aufnahmen zusammengepresst werden. Der Schweissbrenner ist dann nur in (bezüglich der Drehachse) radialer Richtung verstellbar. Da man danach trachtet, die Flansche möglichst schmal auszuführen, müssen wegen der Länge der rundum verlaufenden Schweißnaht die beiden Halbschalen zueinander sehr genau positioniert und fest zusammengedrückt werden. Dazu ist rundherum über die Flansche verteilt eine Reihe von Vorrichtungen vorgesehen, und zwar an einer der beiden Aufnahmen eine Positioniervorrichtung und an der anderen Aufnahme eine Klemmvorrichtung. Diese Vorrichtungen müssen bei Passieren des Schweißbrenners abheben um ihm den Zutritt zur Schweißnaht zu erlauben. Das erfordert schnelle Aktuatoren für die Positioniervorrichtung und für die Klemmvorrichtung, und daher Krafteinleitung sowie Energiezufuhr zu beiden Aufnahmen, was konstruktiv und hinsichtlich der Steuerung aufwändig ist. Wenn die Flansche nicht in einer Ebene liegen, muss von den um feste Achsen drehbaren Aufnahmen abgegangen und deren Aufgabe von Robotern übernommen werden. Dann ist der Aufwand für diese bekannte Anordnung prohibitiv. Außerdem müssten dann von den Roboterarmen zusätzliche Kräfte aufgenommen werden.In-plane flanges, it is known from practice to attach each of the two half-shells in a receptacle, wherein both receptacles are rotatable and one of them is displaceable in the axis of rotation, so that the two half-shells are pressed together from their recordings. The welding torch is then adjustable only in (relative to the axis of rotation) radial direction. Since one seeks to make the flanges as narrow as possible, the two half-shells must be positioned very accurately and pressed together because of the length of the all-around weld. For this purpose, a series of devices is provided all around the flanges, namely a positioning device on one of the two receptacles and a clamping device on the other receptacle. These devices must lift off when passing the welding torch to allow access to the weld. This requires fast actuators for the positioning device and for the clamping device, and therefore force application and energy supply to both shots, which is constructive and complex in terms of control. If the flanges are not in one plane, it is necessary to abandon the rotatable recordings around fixed axes and take over their task from robots. Then the cost of this known arrangement is prohibitive. In addition, additional forces would have to be absorbed by the robot arms.
Davon ausgehend ist es Ziel der Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, die mit vermindertem Aufwand für die Klemmung und Energiezufuhr für den Einsatz von Robotern und für Werkstücke mit unebenem Flansch geeignet ist.On this basis, it is the object of the invention to provide a device which is suitable with reduced effort for the clamping and power supply for the use of robots and workpieces with uneven flange.
Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, dass eine Anzahl Spannvorrichtungen zur steuerbaren Verbindung der beiden Klemmbacken vorgesehen ist, wobei jede Spannvorrichtung an der ersten Aufnahme angebracht ist und einen verschiebbaren und in seiner vorgeschobenen Stellung mit einer in der zweiten Aufnahme vorgesehenen Fassung formschlüssig verbindbaren Spannbolzen aufweist. Die Passung von Spannbolzen und Fassung übernimmt die Positionierung und die formschlüssige Verbindung die Klemmung, womit beide Funktionen von einem einzigen beweglichen Organ in nur einer der Aufnahmen erfüllt sind. An der Fassung ist kein Aktuator nötig, wodurch sich der Bau- und Steueraufwand halbiert. Ein besonderer Vorteil besteht aber darin, dass durch die formschlüssige Verbindung keine freien Kräfte auf die Aufnahmen wirken, weshalb diese jeweils von einem Roboter geführt werden können. Insgesamt wird es dadurch möglich, Behälter mit nicht in einer Ebene liegendem Flansch vollautomatisch zu verschweißen, und das mit minimalem konstruktiven Steuerungsaufwand.According to the invention this is achieved in that a number of clamping devices is provided for the controllable connection of the two jaws, each clamping device is attached to the first receptacle and has a displaceable and in its advanced position with a receptacle provided in the second receptacle positively connectable clamping bolt. The fit of the clamping bolt and socket takes over the positioning and the positive connection the clamping, whereby both functions are fulfilled by a single movable member in only one of the shots. The actuator does not require an actuator, which halves the construction and tax expenses. A particular advantage, however, is that act through the positive connection no free forces on the recordings, which is why each of these can be performed by a robot. Overall, this makes it possible to fully automatically weld containers with not lying in a plane flange, and with minimal constructive control effort.
Als formschlüssige Verbindung ist eine Bajonettverbindung besonders geeignet, da sie zusätzlich eine Axialkraft ausübt und die beiden Flansche damit zusammenpresst. So hat die Fassung zweite Bajonettteile und der Spannbolzen an seinem der Fassung zugewandten Ende erste Bajonettteile, und der Spannbolzen ist in seiner Längsrichtung verschiebbar und in seiner Endposition auch verdrehbar (Anspruch 2).As a positive connection a bayonet connection is particularly suitable because it also exerts an axial force and the two flanges pressed together. Thus, the version has second bayonet parts and the clamping bolt at its end facing the socket first bayonet parts, and the clamping bolt is slidable in its longitudinal direction and in its final position also rotatable (claim 2).
In einer konkreten Ausbildung der Erfindung ist zur Betätigung des Spannbolzens ein nicht verdrehbar geführter translatorischer Teil mit einem ersten Steilgewinde und am Spannbolzen ein dazu passendes zweites Steilgewinde und für den Spannbolzen eine Längsführung vorgesehen, die vor Erreichen der Endposition des Spannbolzens endet und die Endposition des Spannbolzens durch einen Anschlag bestimmt (Anspruch 3). So können beide Bewegungen mit einem einzigen Antrieb ausgeführt werden und in einer definierten Stellung ineinander übergehen. An dem translatorischen Teil kann ein Pneumatikzylinder angreifen, der besonders schnelle Bewegung erlaubt, sodass die Vorschubbewegung des Schweissbrenners nicht beschränkt ist. Vorzugsweise ist das erste Steilgewinde ein Aussengewinde (Anspruch 4). Es ist also das Steilgewinde, das mit einem Minimum an konstruktivem Aufwand und ohne Steuereingriff zwei verschiedene Bewegungen, nämlich die Verschiebung und die Verdrehung, des Spannbolzens bewirkt.In a concrete embodiment of the invention, a non-rotatably guided translational part with a first coarse thread and the clamping bolt a matching second coarse thread and the clamping bolt a longitudinal guide is provided for actuating the clamping bolt, which ends before reaching the end position of the clamping bolt and the end position of the clamping bolt determined by a stop (claim 3). So both movements can be performed with a single drive and merge into each other in a defined position. At the translational part can attack a pneumatic cylinder, which allows particularly fast movement, so that the feed movement of the welding torch is not limited. Preferably, the first coarse thread is an external thread (claim 4). So it's the coarse thread that with a minimum of design effort and without control intervention two different movements, namely the displacement and the rotation of the clamping bolt causes.
In einer bevorzugten Ausführungsform besteht die Längsführung aus einer axialen Nut des Spannbolzens und einer feststehenden Nase, wobei die axiale Nut des Spannbolzens in eine Umfangsnut übergeht, in die die Nase in der Endposition des Spannbolzens eingreift (Anspruch 5) und die Fassung als erste Bajonettteile einen Anschlag für den Spannbolzen bildende erste Bajonettsegmente und der Spannbolzen an seinem der Fassung zugekehrten Ende als zweite Bajonettteile eine Umfangsnut und zweite Bajonettsegmente hat (Anspruch 6).In a preferred embodiment, the longitudinal guide consists of an axial groove of the clamping bolt and a fixed nose, wherein the axial groove of the clamping bolt merges into a circumferential groove in which engages the nose in the end position of the clamping bolt (claim 5) and the socket as a first bayonet a Stop for the clamping bolt forming the first bayonet segments and the clamping bolt at its socket facing the end as a second bayonet a circumferential groove and second bayonet segments has (claim 6).
In Weiterbildung der Erfindung ist die Fassung bezüglich der Klemmbacke, der sie zugeordnet ist, verdrehbar und in der jeweiligen Drehstellung fixierbar (Anspruch 7). Damit lässt sich die Klemmkraft und gegebenenfalls auch die Position genau einstellen.In a further development of the invention, the version with respect to the jaw, which it is associated, rotatable and fixable in the respective rotational position (claim 7). This allows the clamping force and possibly also the position set exactly.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Abbildungen beschrieben und erläutert. Es stellen dar:In the following the invention will be described and explained with reference to figures. They show:
In
Bei der gezeigten Vorrichtung zum Führen der beiden Halbschalen sind zur genauen Positionierung und zum Zusammenpressen der Klemmbacken
In
In
Das Steilgewinde des Gewindedornes
Die Fassung
Zur Beschreibung der Arbeitsweise wird von
So gelangt der Spannbolzen
So gelangt der Spannbolzen
Claims (7)
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