DE10245352B3

DE10245352B3 - Mitlaufende Andrückvorrichtung zum Aufeinanderspannen zweier oder mehrerer Bleche mit Einfädelvorrichtung

Info

Publication number: DE10245352B3
Application number: DE10245352A
Authority: DE
Inventors: Andreas Möckel; Hans Stein; Horst Jucht
Original assignee: Thyssenkrupp Drauz GmbH
Current assignee: ThyssenKrupp System Engineering GmbH
Priority date: 2001-04-02
Filing date: 2002-09-27
Publication date: 2004-02-05
Anticipated expiration: 2022-09-28

Abstract

Die Erfindung betrifft eine mitlaufende Andrückvorrichtung zum Aufeinanderspannen zweier oder mehrerer Bleche mit flanschähnlichen Querschnitten für das Verschweißen mittels Hochenergie-Schweißstrahl nach Patent 10116402 mit einer Einfädelvorrichtung für Entgasungsschneiden. DOLLAR A Gemäß der Aufgabe der Erfindung soll der Einfädelvorgang der Entgasungsschneiden zwangsläufig ausgeführt und dadurch zusätzliche Überwachungsmaßnahmen vermieden werden. DOLLAR A Erfindungsgemäß wird ein Schenkel (6) der Lagergabel (1) über die Schneide (7) der Messerrolle (2) hinaus verlängert. An seinem freien Ende ist er mit einer Auflaufschräge (8) und daran anschließend mit einer Auflagefläche (9) versehen. Die Lagergabel (1) ist um die Achse der Messerrolle (2) um 90 DEG schwenkbar gelagert.

Description

Die Erfindung betrifft eine mitlaufenden Andrückvorrichtung zum Aufeinanderspannen zweier oder mehrerer Bleche mit flanschähnlichen Querschnitten für das Verschweißen mittels Hochenergie-Schweißstrahl nach Patent 101 16 402 mit einer Einfädelvorrichtung für Entgasungsschneiden.

Bei bekannten mitlaufenden Andrückvorrichtungen zum Aufeinanderspannen von Blechen sind am Brenner eines Schweißgerätes zwei Stützen befestigt. Die eine Stütze endet oberhalb der zu spannenden Bleche und trägt auf einem waagerechten Bolzen eine frei drehbare Andrückrolle. Die Kontaktfläche der Andrückrolle am zu spannenden Blech liegt unmittelbar neben der Schweißstelle. Die zweite Stütz ragt bis unterhalb der zu spannenden Bleche und trägt in gleicher Art eine Andrückrolle wie die erste Stütze. Deren Kontaktfläche am zu spannenden Blech liegt deckungsgleich zur Kontaktfläche der oberen Andrückrolle. Entweder die obere oder die untere Andrückrolle wird mit der gewünschten Spannkraft belastet.

Diese Lösung ist zum Verschweißen ebener Bleche geeignet. Beim Verschweißen von Blechen mit flanschähnlichen winkligen Querschnitten muss der Schweißstrahl zwischen den senkrechten Schenkel des zu verschweißenden Bleches und die Stirnseite der Andrückrolle gebracht werden. Das führt zu einem großen Abstand der Kontaktflächen der Andrückrollen vom senkrechten Schenkel des zu verschweißenden Bleches und damit zu einem ungenügenden Spannergebnis. Dadurch werden insbesondere bei der Verwendung von hochenergetischen Schweißverfahren, wie Laser oder Elektronenstrahl, unbefriedigende Schweißnähte erzielt. Beim Verschweißen von beschichteten Blechen kann die verdampfende Beschichtung nicht entweichen. Somit sind dafür die bekannten Andrückvorrichtungen nicht geeignet. Schließlich ist durch die Andrückrolle die wirtschaftliche Herstellung einer Schutzgaszone an der Schweißstelle unmöglich.

Nach dem Hauptpatent ist an der Schweißoptik des Schweißgerätes ein zweiter Ausleger befestigt, an dessen freiem Ende ein Hebel federnd angelenkt ist. Sein freies Ende ist zur Schweißebene gerichtet und als Lagergabel ausgebildet, in der frei drehbar eine Messerrolle gelagert ist. Deren Schneiden sind durch die Bewegung der Schweißoptik zwischen die Flansche der zu verschweißenden Bleche drückbar. Durch den federnd angelenkten Hebel erhalten die Schneiden die Möglichkeit, sich in den Spalt zwischen des Flanschen der Bleche einzufädeln. Durch Unebenheiten und Maßabweichungen der Flansche ist jedoch keine Sicherheit vorhanden, dass der Einfädelvorgang erfolgreich stattfindet. Dadurch sind Überwachungsmaßnahmen angezeigt.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine mitlaufende Andrückvorrichtung zum Aufeinanderspannen zweier oder mehrerer Bleche mit Einfädelvorrichtung gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1 zu schaffen, die den Einfädelvorgang der Entgasungsschneiden zwangsläufig ausführt und dadurch zusätzliche Überwachungsmaßnahmen vermeidet.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Die Merkmale der Patentansprüche 2 bis 5 sind vorteilhafte Detailausführungen.

Durch die Verlängerung eines Schenkels der Lagergabel über die Schneiden der Messerrolle hinaus und die Anordnung einer Auflaufschräge und einer Auflagefläche wird beim Bewegen der Lagergabel gegen die Flanschenden der zu verschweißenden Bleche zuerst die Höhenlage der Lagergabel durch die Auflagefläche eingestellt. Durch die gewählten Maße steht dann die Schneide der Messerrolle genau vor dem Spalt zwischen den Flanschen der Bleche und wird zwangsläufig eingefädelt. Durch das anschließende Schwenken der Lagergabel um etwa 90 Grad wird die Verlängerung des Schenkels von den Flanschen bis zu einer parallelen Lage zu den Kanten der Flansche weggeschwenkt. Dadurch befindet sich dann nur noch die Schneide der Messerrolle mit den Blechen in Eingriff Je nach den Platzverhältnissen an den Werkstücken kann entweder der obere oder der untere Schenkel verlängert sein.

An Stelle der Anlenkung der Lagergabel an der Schweißoptik kann für spezielle Anwendungsfälle die Lagergabel mit der Messerrolle an der Hand eines separaten Industrieroboters befestigt sein.

Die umlaufenden Schneiden der Messerrolle können durch starr in der Lagergabel befestigte messerähnliche Schneiden ersetzt sein.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:
1 die Einfädelvorrichtung im Querschnitt,
2 vier Schritte des Einfädelvorganges im Querschnitt, 3 die Einfädelvorrichtung in der Draufsicht und
4 vier Schritte des Einfädelvorganges in der Draufsicht.
Die Einfädelvorrichtung besteht aus einer Lagergabel 1 für eine Messerrolle 2. Die Lagergabel 1 ist nach dem Hauptpatent am zur Schweißebene gerichteten Ende eines Hebels gelagert, der federnd an einem Ausleger angelenkt ist, der seinerseits an der Schweißoptik des Schweißgerätes befestigt ist (nicht gezeichnet).
In l sind die beiden Flansche 3;4 der zu verschweißenden Bleche dargestellt. Die Lagergabel 1 besteht aus zwei Schenkeln 5;6, in denen die Messerrolle 2 drehbar gelagert ist. Der Durchmesser der Schneide 7 der Messerrolle 2 ist so gewählt, dass die Schneide 7 etwa mit dem kürzeren Schenkel s deckungsgleich ist. Der obere Schenkel 6 ist länger ausgeführt. An seinem freien Ende ist er mit einer zur Schneide 7 geneigten Auflaufschräge 8 versehen, die in eine Auflagefläche 9 übergeht. Die Auflagefläche 9 verläuft parallel zur Oberfläche des oberen Flansches 4 und ist so bemessen, dass zwischen ihr und der Spitze der Schneide 7 der Abstand der Blechstärke des oberen Flansches 4 vorhanden ist. In speziellen Anwendungsfällen können die Schenkel 5;6 vertauscht sein.
In 2 sind vier Schritte des Einfädelvorganges dargestellt. Im ersten Schritt wird die Lagergabel 1 senkrecht verstellbar zu den Flanschenden 3;4 hin bewegt. Im zweiten Schritt berührt die Auflaufschräge 8 die obere Kante des oberen Flansches 4 und schiebt bei der weiteren Bewegung im dritten Schritt die Auflagefläche 9 auf den oberen Flansch 4 und dadurch die Lagergabel 1 mit der Schneide 7 in die erforderliche Höhe, damit die Schneide? in den Spalt zwischen den beiden Flanschen 3;4 eingefädelt wird. Nachdem die Schneide 7 bis zu ihrem Bund zwischen die Flansche 3;4 geschoben ist, wird im vierten Schritt die Lagergabel 1 um etwa 90 Grad um die Achse der Messerrolle 2 geschwenkt, sodass der verlängerte Schenkel 6 der Lagergabel 1 vom Flansch 4 heruntergedreht wird und etwa parallel zur Kante der Flansche 3;4 verläuft (siehe auch Schritt drei und vier in 4). Bei dieser Schwenkbewegung verbleibt die Schneide 7 der Messerrolle 2 in ihrer Lage zwischen den Flanschen 3;4 und wird mit Beginn des Schweißvorschubes synchron neben dem Schweißstrahl an den Flanschenden 3;4 entlang bewegt. Nach Beendigung der Naht wird die Lagergabel 1 mit der Messerrolle 2 von den Flanschen 3;4 in eine Ausgangslage zurückgezogen und für einen neuen Arbeitsgang um etwa 90 Grad zurückgeschwenkt.
Der beschriebene Einfädelvorgang verläuft im Falle der Dreiblechschweißung mit einer Messerrolle 2, auf der nebeneinander zwei Schneiden 7 angeordnet sind, in gleicher Weise.
In besonderen Anwendungsfällen wird die Lagergabel 1 begrenzt beweglich an der Hand eines Industrieroboters befestigt, der mit seiner separaten Steuerung die Lagergabel 1 mit der Messerrolle 2 bewegt.
An Stelle der Messerrolle 2 können auch in der Lagergabel 1 messerähnliche Schneiden befestigt sein, um einen Entgasungsspalt zwischen den Flanschen 3;4 der zu verschweißenden Bleche zu bilden.

1: Lagergabel
2: Messerolle
3: Flansch
4: Flansch
5: Schenkel
6: Schenkel
7: Schneide
8: Auflaufschräge
9: Auflagefläche

Claims

Mitlaufende Andrückvorrichtung zum Aufeinanderspannen zweier oder mehrerer Bleche mit flanschähnlichen Querschnitten für das Verschweißen mittels Hochenergie-Schweißstrahl, bei denen an der Schweißoptik des Schweißgerätes ein zweiter Ausleger befestigt ist, an dessen freiem Ende ein Hebel federnd angelenkt ist, dessen freies Ende zur Schweißebene gerichtet und als Lagergabel (1) ausgebildet ist, in der frei drehbar eine Messerrolle (2) gelagert ist, deren eine oder mehrere Schneiden (7) zum Entgasen zwischen die Flansche (3;4) der zu verschweißenden Bleche druckbar ist nach Patent 101 16 402, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einfädelvorrichtung vorgesehen ist, wobei ein Schenkel (6) der Lagergabel (1) über die Schneide (7) oder Schneiden der Messerrolle (2) hinaus verlängert und an dem freien Ende der Verlängerung mit einer Auflaufschräge (8) versehen ist, die in eine Auflagefläche (9) übergeht, die um die Stärke eines der zu verschweißenden Bleche oberhalb oder unterhalb der benachbarten Schneiden (7) der Messerrolle (2) angeordnet ist, wobei die Lagergabel (1) um die Achse der Messerrolle (2) schwenkbar gelagert und die Verlängerung (6) der Lagergabel (1) nach dem Einfädeln der Schneide (7) oder Schneiden der Messerrolle (2) zwischen die zu verschweißenden Bleche in eine parallele Lage zu den Kanten der zu verschweißenden Bleche schwenkbar ist.
Mitlaufende Andrückvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass entweder der obere (6) oder der untere Schenkel (5) der Lagergabel (1) verlängert ausgebildet ist.
Mitlaufende Andrückvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagergabel (1) begrenzt beweglich an der Hand eines Industrieroboters befestigt ist.
Mitlaufende Andrückvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hand des Industrieroboters die Schwenkbewegung der Lagergabel (1) um die Achse der Messerrolle (2) ausführt.
Mitlaufende Andrückvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneide (7) oder Schneiden der Messerrolle (2) als messerähnliche Schneide oder Schneiden ausgebildet und starr in der Lagergabel (1) befestigt sind.