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Honigwabenartige, widerstandsgeschweißte Metallstruktur und Vorrichtung
zur Herstellung Die Erfindung bezieht sich erstens auf eine honigwabenartige, widerstandsgeschweißte
Metallstruktur aus übereinandergelegten, gewellten Blechstreifen, deren aneinanderliegende
Wellungsscheitel miteinander verschweißt sind, und zweitens auf eine Vorrichtung
zur Herstellung, bei der jeweils zwei gewellte Metallstreifen aus beispielsweise
rostfreiem Stahl mit hohem elektrischem Widerstand zu einer honigwabenartigen Struktur
zusammengeschweißt werden.
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Die Erfindung besteht erstens darin, daß die die Schweißnähte bildenden
Wellungsscheitel des einen Metallstreifens jeweils breiter sind als die des daruntergelegten
anderen Metallstreifens.
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Die gewellten Metallstreifen werden nachfolgend übereinandergelegt
und unter Wechsel der Abstützung der Metallstreifen widerstandsgeschweißt.
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Die Metallstreifen sind als Halbzellen gleichmäßig vorgeformt, und
die Schweißflächen eines Metallstreifens werden mit denen eines benachbarten Metallstreifens
verschweißt. Die Zellenformation hat flache, die Schweißflächen bildende Streifen,
deren genaues Aufeinanderliegen nicht so wesentlich ist, und es können Schweißflächen
einer bestimmten Größe für Metallstreifen unterschiedlicher Größe verwendet werden.
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Die Abstützvorrichtung der Metallstreifen gestattet ein wechselweises
Wegziehen und Auswechseln der abstützenden Elektrodenelemente und sichert eine Abstützung
der Struktur, wenn im Laufe der Herstellung ein neuer Metallstreifen aufgelegt wird.
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Die Erfindung bezweckt weiterhin eine besonders vorteilhafte Ausbildung
einer Vorrichtung mit weitgehend automatischem Ablauf des Festigungsvorganges.
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Die Erfindung betrifft somit zweitens eine Vorrichtung zum Widerstands-Nahtschweißen
einer Metallstruktur, bei der ein erster und ein zweiter Satz Elektrodenfinger,
deren gleicher gegenseitiger Abstand dem gegenseitigen Abstand der Wellungsscheitel
- oder einem Vielfachen davon - der zu verschweißenden Metallstreifen entspricht,
wechselweise in eine gegenseitige Stellung und aus dieser heraus wegbewegbar sind,
in welcher beide Elektrodenfingersätze zwei übereinandergelegte Metallstreifen mit
unter dem Wellungsscheitel liegendem Finger abstützen, während ein Satz Elektrodenrollen
oder Gleitelektroden mit einem den Elektrodenfingern entsprechenden gegenseitigen
Abstand mit den von den Fingern abgestützten Wellungsscheiteln in elektrischen Kontakt
gebracht wird, und die Erfindung ist gekennzeichnet durch die Merkmale a) bis d):
a) Die Elektrodenfinger sind oberhalb des Metallstreifens abgestützt.
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b) Der Querschnitt der Finger ist in Richtung beider Querschnittsachsen
kleiner als das Profil der Honigwaben der Metallstruktur ausgebildet und in senkrechter
Richtung innerhalb des Honigwabenprofils bewegbar angeordnet.
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c) Die Bewegung der beiden Elektrodenfingersätze gegeneinander - mithin
die Wegbewegung aus der Abstützstellung nach erfolgter Schweißung, die Bewegung
in Längsrichtung von den Honigwaben weg und dann oberhalb des zuletzt geschweißten
Streifens wieder in Längsrichtung über den zuletzt geschweißten Metallstreifen hin
zwecks Auflage des neuen Streifens - erfolgt auf mechanischem Wege automatisch.
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d) Die Elektroden sind je unabhängig um eine Achse drehbarer Schweißrollen,
welche durch eine an sich bekannte nachgiebige drehbare Druckrolle gegen die Schweißstelle
gedrückt werden.
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Zweckmäßig sind die Elektrodenfinger an ihrer Berührungsfläche mit
dem aufliegenden Metallstreifen-Wellungsscheitel schmäler gehalten als diese Auflagefläche
des Wellungsscheitels.
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Zweckmäßig werden elektrische Schweißräder verwendet, die unter gleichmäßigem
Druck an die Metallstreifen angedrückt werden.
Die Schweißelektroden
sind querbeweglich, so daß sie in bestimmter Arbeitsfolge mit anderen Schweißflächen
in Berührung gebracht werden können.
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Nachfolgend wird die neue Struktur selbst sowie das neue Herstellungsverfahren
an Hand der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Vorrichtung im einzelnen
erläutert.
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Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen erläutert.
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Fig. 1 zeigt schematisch einen Teil einer honib wabenartigen Struktur
mit Zellen von 9,5 mm; Fig.2 zeigt schematisch eine honigwabenartige Struktur mit
Zellen von 6,3 mm sowie in Endansicht Schweißelektroden in ihrer Lage während des
Schweißens; Fig.3 zeigt schematisch eine honigwabenartige Struktur mit Zellen von
4,7 mm sowie eine Endansicht der Schweißelektroden gemäß Fig. 2; Fig.4 zeigt eine
honigwabenartige Struktur mit Zellen von 3,17 mm; Fig. 5 zeigt schaubildlich die
Schweißapparatur; Fig. 6 zeigt die Schweißapparatur im Schnitt; Fig. 7 a zeigt eine
Draufsicht auf den Schweißbereich der Schweißapparatur; Fig. 7 b ist ein Teilschnitt
durch die Schweißelektrode, ausgerichtet auf den Schweißbereich der Fig. 7 a; Fig.8
ist ein Querschnitt durch die Schweißapparatur gemäß Linie VIII-VIII der Fig. 6;
Fig. 9 zeigt im Schnitt nach Linie IX-IX der Fig. 7a die Anordnung der Steuernocken;
Fig. 10 zeigt schaubildlich die elektrischen und pneumatischen Leistungen, die die
Arbeitsfolge der Schweißapparatur steuern; Fig. i i a bis 1 i h zeigen die Bewegungsfolge
während der verschiedenen Schweißvorgänge sowie die relativen Bewegungen der die
Zellen abstützenden Finger; Fig.12 zeigt die Zeitfolge der Einzelteile der Schweißapparatur;
Fig. 13 zeigt die Zeitfolge für die Kontakte und Übertragungspunkte, die die Bewegung
nach Fig. 12 ergeben; Fig. 14 zeigt die Zeitfolge der Bewegungen der das Stück abstützenden
Finger sowie die Wirkung der angegebenen Kontaktpunkte, durch die die Finger bewegt
werden; Fig. 15 zeigt die Zeitfolge gemäß Fig. 12 bei einer anderen Arbeitsfolge;
Fig. 16 zeigt eine Abwandlung der Erfindung für die Herstellung von Zellen geringerer
Größe; Fig.17 zeigt schematisch eine honigwabenartige Struktur, die mit der Schweißapparatur
geschweißt werden kann; Fig.18 zeigt eine andere honigwabenartige Struktur; Fig.
19 zeigt eine weitere honigwabenartige Struktur; Fig.20 zeigt eine noch andere honigwabenartige
Struktur, bei der die Weliungen eine genaue Lage der abstützenden Finger ergeben;
Fig. 21 zeigt schaubildlich ein Paar Schweißwalzen; Fig. 22 zeigt eine andere Ausführung
der Schweißapparatur für verhältnismäßig lange Metallstreifen; Fig. 23 zeigt eine
andere Abwandlung, bei der verhältnismäßig lange Metallstreifen durch Querverschiebung
der Abstützungen geschweißt werden; Fig.24 zeigt eine noch andere honigwabenartige
Struktur. Vor Erläuterung der Arbeitsweise der Maschine zur Herstellung honigwabenartiger
Strukturen soll auf das honigwabenartige Material an sich eingegangen werden.
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Die Fig, 1 bis 4 zeigen schematisch Teile honigwabenartiger Querschnitte
mit beispielsweise Zellengrößen von 9,5, 6,3, 4,7 und 3,17 mm. In der Zeichnung
sind zur besseren Erläuterung die Zellen in größerem Maßstab dargestellt. Jeder
honigwabenartige Querschnitt hat im allgemeinen die gleiche Form. Später werden
in der Beschreibung auch abweichende Größen und Zellenwinkel beschrieben. Jeder
Querschnitt hat mehrere gewellte Metallstreifen öder Bänder bzw. Blechteile, die
mit 14 bezeichnet sind; jede Streifenwellung ergibt sich in Längsrichtung
erstreckende Halbzellen 14a, 14b, die sich auf entgegengesetzten Seiten
einer Mittelebene erstrecken, welche mit der Linie R-R angedeutet ist. Die mit 14a
bezeichneten Halbzellen stellen eine erste allgemeine Form dar, und ähnlich sind
die mit 14b bezeichneten Halbzellen eine zweite allgemeine Form. In Fig. 1 wird
jede der Halbwellen 14a von drei Teilen 15a, 15b, 15c mit einem stumpfen
Scheitel gebildet, wobei der mittlere Teil 15e jeder Halbzelle eine Schweißfläche
darstellt. Ebenso wird jede der Halbzellen 14b von drei Teilen 15a, 15b,
15d gebildet. Auch hier hat die Form jeder der Halbzellen 14 b einen
stumpfen Scheitel, in dem der mittlere Teil 15d eine Schweißfläche bildet.
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Die honigwabenartige Struktur A wird von mehreren übereinander angeordneten
Wellungen 14 gebildet, wobei sich alle Halbzellen in einer Richtung erstrecken
und wobei die Flächen 15d und 15c der benachbarten Streifen mittels Widerstandssehweißung
verbunden werden. Jede vollständige Zelle der Struktur wird also bestimmt von zwei
Halbzellen 14 a,14 b. Die Teile 15a und 15b verlaufen etwa
rechtwinklig zueinander, und jede vollständige Zelle ist rechtwinklig oder quadratisch,
wobei die diagonal gegeneinanderliegenden Ecken abgestumpft sind; diese Ecken können
von den Schweißnähten 15c, 15d gebildet werden.
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Wie nachfolgend im einzelnen beschrieben, wird die vollständige honigwabenartige
Struktur derart hergestellt, daß ein Streifen 14 über den anderen gelegt und durch
Widerstandsschweißung verbunden wird. Jeder gewellte Streifen wird mit nach innen
und unten gerichteten Halbzellen 14 b in die Schweißmaschine eingeführt, d. h.,
die Halbzellen 14 sind nach oben und außen gerichtet. Die durch einen Block
E, wie nachstehend beschrieben, getragenen Schweißelektroden verlaufen über die
Schweißflächen 15 d. Praktisch hat sich gezeigt, daß kaum Begrenzungen hinsichtlich
der Breite der Schweißelektrodenräder bestehen, d. h. hinsichtlich einer Breite,
die noch eine gleichmäßige Schweißarbeit ergibt. Die Breite der Schweißflächen
15d ist gleich oder größer als die Elektrodenbreite. Da es wirtschaftlich
erwünscht ist, daß gleiche oder im wesentlichen gleiche Schweißelektroden bzw. -räder
in der Schweißmaschine gebraucht werden, beispielsweise bei der Herstellung von
honigwabenartigen Zellen der Abmessung nach den Fig. 1 bis 4, sollen die Breiten
der Flächen 15d für alle Zellengrößen gleich sein. Sie können ein wenig größer sein
als die der Schweißelektrodenräder, so daß die Schweißräder entlang der Längsachse
der Schweißflächen laufen, ohne Kontakt mit den Teilen 15a oder 15b,
auch
wenn die Räder nicht genau zur Längsachse der Schweißflächen
laufen. Dies ergibt sich durch Vergleich der Fig. 1 bis 4, wo die Schweißflächen
15d
der größten in Fig. 1 gezeigten Zellen ebenso breit sind wie die Schweißflächen
15d der kleinsten in Fig. 4 gezeigten Zellengröße. In jedem Fall ermöglicht
die Fläche 15 d auch bei der praktisch kleinsten Ausführung eine variierende
Ausrichtung zu den beiden Flächen 15 b und 15 c. Bei
den größeren Schweißnähten hat die Schweißfläche 15 c (Fig. 1 und 3) eine größere
Breite, so daß eine Ausrichtung mit den Flächen 15 d erleichtert wird.
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Die Wellungen 1:4 werden ausgerichtet gehalten und dann in der Schweißapparatur
nach dem Verfahren gemäß Fig. 5 ff. verschweißt.
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Die Schweißapparatur hat einen Rahmen B, eine die Wellungen unterstützende
Vorrichtung C, die auf dem unteren Teil des Rahmens B gelagert ist und die Wellungen
14 in ihrer Lage hält und unterstützt. D ist ein Wagen, der die Schweißelektroden
trägt und auf dem oberen Teil des Rahmens B quer zu der Vorrichtung C bewegbar ist,
wobei dann der Block E mit den Schweißelektroden während der Querbewegung die Wellungen
14 miteinander verschweißt.
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Der Hauptrahmen B hat eine Gleitführung 18, die aus zwei parallelen
Stangen besteht, die mit ihren gegenüberliegenden Enden an der vorderen Wand 21
und an der hinteren Wand 22 des Hauptrahmens gelagert sind. Die die Wellungen abstützende
Vorrichtung C wird unterhalb der Gleitführung 18 durch eine Führung 24 getragen,
die ähnlich aus zwei parallelen Stangen besteht, die mit ihren entgegengesetzten
Enden in der vorderen und in der rückwärtigen Wand 21, 22 des Rahmens gelagert sind.
Der Wagen D besteht aus einem rechteckigen Rahmen 25, der aus einer vorderen Platte
26 und einer rückwärtigen Platte 27 gebildet wird, die beide bei 28 eine Bohrung
haben, in der die Stangen der Gleitführung 18 gleitend gelagert sind. Außerhalb
der Gleitführung 18 liegende Platten 29, 30 verbinden die vordere und die rückwärtige
Platte und halten sie parallel. Diese Platten bilden eine Lagerung für den Wagenrahmen
25, so daß dieser auf der Führung 18 zwischen der Vorderwand 21 und der Rückwand
22 sich hin- und herbewegen kann.
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Diese Hin- und Herbewegung wird durch einen Kettenantrieb 31 bewirkt.
Der Antriebsmotor 32 liegt außerhalb der Rückwand 22 und hat eine elektrisch gesteuerte
Kupplung 33, die ein Kettenrad 34 und eine Leitwelle 35 antreibt, die auf einem
Arm 36 der Rückwand 22 gelagert ist. Auf der Welle 35 sitzt ein Kettenrad 37, und
ein weiteres Kettenrad 37a ist mittels einer Lagerung 36a an der Vorderwand 21 vorgesehen.
Über die beiden Kettenräder läuft eine Kette 38, deren eines Ende bei 38a an die
Vorderplatte 26 und deren anderes Ende bei 38 b an die Hinterplatte 27 angeschlossen
ist, wodurch der Hauptrahmen B durch die Kette hin- und herbewegt wird. Ein Leitkettenrad
39 ist auf einer Platte 40 gelagert, die sich quer über den Wagen D erstreckt und
eine Berührung zwischen der Platte und der Kette verhindert, die sonst die Maschine
blockieren könnte.
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In dem Wagenrahmen 25 liegt ein Hilfsrahmen 41, der auf einer Achse
42 gleitet, welche auf einem Arm 43 der beiden Seitenplatten 29, 30
gelagert ist. Die Platte 40 hält zwei Seitenwandungen 44, 45 des Hilfsrahmens
41 in paralleler Lage und in gleicher Ebene wie die inneren Flächen der Seitenplatten
29, 30. Die Seitenwandungen 44, 45 sind bei 46 durchbohrt und bilden so eine Gleitlagerung
für die Achse 42, so daß der Hilfswagen 41 um diese Achse gedreht werden kann und
zwischen den Seitenwandungen des Hauptwagens 29, 30 hin- und herbewegt werden kann.
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Der Schweißelektrodenblock E ist auf dem unteren Teil des Hilfsrahmens
41 gelagert. Mehrere Schweißelektrodenrollen 47 aus einer Kupferlegierung erstrecken
sich vom Block E in paralleler Lage nach vorn und greifen in die die Wellungen abstützende
Vorrichtung C ein, wenn der Hilfsrahmen entgegen dem Uhrzeigersinn, wie in Fig.5
gezeigt, gedreht wird. über den Schweißrollen am vorderen Teil des Hilfsrahmens
41 und vor der Achse 42 befindet sich eine nachgiebige, mit Gummi belegte Walze
48, die sich an die oberen Teile der Schweißrollen anlegt und diese nach unten drückt,
wenn die Rollen in der Vorrichtung C eingreifen. Die Gummiwalze 48 ist auf einer
Achse 49 drehbar gelagert, und die Achse 49 wird von einem sich nach vorn erstreckenden
Teil 50 der Seitenwandungen 44, 45
getragen.
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Der Elektrodenblock E gleitet auf zwei parallelen Führungen 51, die
unterhalb der Achse 42 auf den gegenüberliegenden Enden der Wandungen 44, 45 gelagert
sind (Fig. 6). Der Block E gleitet in der Führung 51 mittels eines T-förmigen Gleitstückes
52, dessen Teil 53 ungefähr so breit ist wie der Abstand zwischen den beiden Führungen
51. Die beiden nach außen gerichteten Stege 54 des Teils 52 liegen auf der Fläche
55 der Führungen 51 auf und stützen so den Block E gleitend ab. Der Block E ist
an den Teilen 52 mittels der Schrauben 56 verbunden, wobei die obere flache Fläche
57 des Blockes E mit der unteren Fläche 58 der Führungen 51 in Berührung ist, so
daß sich der Block E in Querrichtung hin- und herbewegen kann, aber nicht in anderer
Richtung.
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Am unteren Teil des Blockes E sind mehrere parallele Schlitze
59 vorgesehen, die von Zähnen 61 voneinander gehalten werden. In jedem
Schlitz 59 befindet sich eine eine Schweißrolle tragende Sammelschiene 62, die auf
einer dielektrischen Achse 63 schwenkbar gelagert ist. Auch der Block E besteht
aus dielektrischem Material, so daß die Sammelschienen 62 innerhalb der Schlitze
59 voneinander elektrisch isoliert sind. Der Schwerpunkt jeder Sammelschiene zur
Achse 63 liegt vor der Achse, so daß die Schweißrollen 47 durch Schwerkraft nach
unten gedrückt werden, womit die Rollen 47 außerhalb Kontakt mit den Rollen der
Walze 48 kommen, wenn die Rollen die Abstützvorrichtung C nicht berühren. Auf diese
Weise wird die Einstellung des Blockes erleichtert, ohne daß zwischen den Rollen
47 und der Walze 48 ein Widerstand besteht.
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Jede Schweißrolle 47 ist innerhalb eines Ausschnittes 45 des gabelförmigen
Vorderteils jeder Sammelschiene 62 gelagert, und zwar auf einer Achse 66, die in
den zwei Gabelschenkeln 65a liegt (Fig. 7 b). Die Arme 65 a legen sich nach
innen gegen die Rollen 47 und kommen in elektrischen Kontakt. Das rückwärtige Ende
67 jeder Sammelschiene 62 erstreckt sich über den Block E nach außen und bildet
eine Klemme 68, in die eine elektrische Leitung 69 festgeklemmt wird mittels einer
Klemmplatte 71.
Diese Klemmen liegen unterhalb des Wagenrahmens
25,
und auf diese Weise wird elektrischer Strom von einer Stromquelle K zugeleitet.
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Vorzugsweise sind je zwei Schweißrollen 65 paarweise angeordnet, wie
in Fig. 21 gezeigt. Eine Rolle 47a ist an den einen Pol der Stromquelle K angeschlossen
durch eine Stromführung 69 und die andere Rolle 47 b durch die Stromführung 69 an
den anderen Pol. Die Sammelschienen 62 dienen zur Stromführung von der Klemme 68
zu den Schweißrollen 47 und auch festigkeitstechnisch als Träger der Schweißrollen.
In diesem Stromkreis liegen weiter unten beschriebene Elektrodenfinger 100, die
durch ein Querglied 107 gleitend miteinander verbunden sind. Werden also die Schweißrollen
mit der Fläche 15d in Kontakt gebracht, so entsteht eine elektrische Verbindung
zwischen den beiden Schweißrollen 47 durch die entsprechenden Schweißflächenpaare
15d und 15 c und durch die Finger 100.
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Der Stromverlauf kann auch natürlich anders sein als beschrieben.
Beispielsweise können alle Klemmen 68 mit den Schweißrollen 65 parallel geschaltet
und positiv angeschlossen sein und die Finger 100 negativ.
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Zur Verdrehung des Hilfswagens 41 und zum Anheben und Absenken der
Schweißrollen 47 kann ein pneumatischer Antrieb dienen. Ebenso kann die Bewegung
des Hilfswagens in Querrichtung zwecks Ausrichtens der Schweißrollen auf die Flächen
15n und 15 d pneumatisch erfolgen, und auch der Schweißelektrodenblock E
kann quer zum Hilfsrahmen 41 pneumatisch bewegt werden. Für diesen pneumatischen
Antrieb sind drei pneumatische Motoren 73, 74, 75 vorgesehen, die alle doppeltwirkend
sind und in denen ein Kolben 76 sich in einem Gehäuse 77 bewegt, der einen Zylinder
77 a darstellt, in dem je nach Lufteintritt in einer oder in einer anderen Richtung
ein Druck in der einen oder anderen Richtung erzeugt wird. Die erzeugte Kraft wird
durch eine Kolbenstange 78 abgenommen.
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Statt eines Druckluftantriebs kann natürlich auch ein hydraulischer
Antrieb vorgesehen sein.
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Das Gehäuse 77 des Motors 73 wird von einem gegabelten Arm
81 der Platte 40 getragen. Die Kolbenstange 78 des Motors 73 ist durch
einen Arm 81 a an der rückwärtigen Platte 22 des Wagenrahmens 25 gelagert,
so daß bei Kraftausübung der Hilfsrahmen im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn
um die Achse 42 verschwenkt wird und so die Schweißrollen nach unten bzw. nach oben
bewegt.
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Das Gehäuse 77 des Motors 73 ist an einen Ring 82 der Achse 42 zwischen
den Wandungen 44, 45 befestigt. Die Kolbenstange 78 ist direkt an die Seitenwandung
45 angeschlossen, so daß bei Kraftausübung des Motors 74 der Hilfsrahmen 41 in Querrichtung
bewegt wird. Anschläge in Form einstellbarer Schrauben 85 an den Seitenwandungen
29, 30 greifen in die Seitenwandungen 44 bzw. 45 ein und begrenzen
die Querbewegung des Hilfswagens, wodurch ein richtiges Einführen in die Streifen
14 der Vorrichtung C erreicht wird.
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Das Gehäuse 77 des Motors 45 ist direkt an die Seitenwandung
44 des Hilfswagens 41 angeschlossen, und seine Kolbenstange 78 ist
an die T förmige Gleitführung 25 angeschlossen, so daß bei Kraftausübung der Block
E sich gegenüber dem Hilfswagen in Querrichtung bewegt. An den Seitenwandungen 44,
45 befinden sich Einstellschrauben 90, die sich nach innen zu den äußeren Kanten
91 der T förmigen Führung 52 hin erstrecken und - so die Querbewegung des Blockes
E gegenüber dem Hilfswagen begrenzen und die Lage der Schweißrollen gegenüber der
Wellung 14
in der Vorrichtung C einstellen.
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Der Teil A wird nach Abstützung durch die Vorrichtung C bei der Querbewegung
des Wagens D geschweißt, indem der Strom von den Schweißrollen 47 durch die Schweißflächen
zweier benachbarter Wellungen 14 fließt.
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Während des Schweißens stützen Finger 100 der beiden Teile
101 und 102 in der Vorrichtung C die Wellungen 14, und die Finger
eines oder des anderen Teils wirken als Elektrode und schließen den Stromfluß von
den Schweißrollen 47 durch die Wellungen 14. Die Finger 100 jedes Teils liegen parallel
mit Abstand zueinander und sind versetzt, so daß die Finger eines Teils die flachen
Streifen 15 c einer von zwei gegenüberliegenden Wellungen 14 abstützen. In den Fig.
1 bis 4 sind die von den flachen Streifen 15 c und 15 b gebildeten Flächen jeder
gegenüberliegenden Zellenreihe versetzt, so daß der Streifen 15 b einer Wellung
14 in der Mitte zwischen dem Streifen 15 d
der benachbarten Wellung 14 liegt.
Die Finger 100 jedes Teils 101 und 102 sind gegenüber den längsliegenden
Streifen 15 c gleichmäßig versetzt.
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Im Querschnitt haben die Finger 100, wie aus Fig.3 ersichtlich, oben
eine flache Abstumpfung 100 a mit einer Breite, die etwas geringer ist als
die Breite des Streifens 15 c. Der Hauptteil 100 b der Finger 100 ist breiter als
der obere Teil, um den Fingern ausreichende Festigkeit zu geben, und die unteren
Kanten laufen bei 100c etwas zusammen, um sich zwischen die halbe Zelle 14b einzulegen.
Der einzige Berührungspunkt zwischen den Fingern 100 und den Wellungen ist also
die Abstützung zwischen dem flachen oberen Ende 100 a und dem Streifen 15 c.
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Die Vorrichtung C (Fig. 6 bis 8) enthält zwei Führungsplatten 104
für die Finger, die nach oben gerichtete Zähne 105 haben, und die Platten
104 dienen als Führungen und Abstandhalter für die Fingersätze 101 und 102.
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Zwischen den zwei Führungsplatten 104 liegt ein allgemein mit 106
bezeichneter Arbeitsbereich für das Verschweißen der Wellungen 14. Die Führungsplatten
104 gleiten auf einer Führung 24 und sind in ihrer Lage einstellbar,
so daß der Arbeitsbereich vergrößert oder verkleinert, d. h. Wellungen verschiedener
Breiten angepaßt werden kann. Die inneren Flächen der Platten 104 richten, wie nachfolgend
ausführlicher beschrieben, die Wellungen einer fertiggestellten honigwabenartigen
Struktur aus.
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Die Finger 100 des Fingersatzes 101 sind mit einem Ende
an einem Querglied 107 befestigt und an ihrem anderen Ende gelenkig und senkrecht
verschiebbar bei 108 (Fig. 6) an eine Antriebsplatte 109 angeschlossen. Die Platte
109 ist auf der Führung 24 hin- und herbeweglich zwischen Vorderwand 21 und den
Platten 104, so daß die Fingersätze 101 in den Arbeitsbereich 106
eingeschoben oder aus ihm herausgezogen werden können. Entsprechende Finger
100 des Fingersatzes 102 sind mit einem Ende an ein Querglied 112
angeschlossen, das bei 111 gelenkig und in senkrechter Richtung verschiebbar an
einer Treibplatte 113 befestigt ist. Die Platte 113 bewegt sich hin und her auf
der Führung 24 zwischen den Platten 104 und der Rückwand 22, so daß bei Bewegung
der Treibplatte 113 ein Fingersatz 102 in den Arbeitsbereich 106 eingeführt
bzw. aus ihm herausbewegt werden kann. Die Finger 100 der Fingersätze
101
und 102 sind abwechselnd zwischen den Zähnen 105 gegeneinander versetzt und werden
in gleichem gegenseitigem Abstand in Verlängerung der Führungen 18 und 24 bewegt.
Ihr gegenseitiger Abstand entspricht den Abständen zwischen den Schweißflächen der
Wellungen 14.
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Die Fingersätze 101 und 102 liegen senkrecht über Nockenwellen 115,
116, die in Armen 117 gelenkig gelagert sind, welch letztere sich von der Außenseite
der Platte 104 nach außen erstrecken. Jede Nockenwelle 115 bzw. 116 hat einen Satz
gleicher Nockenflächen 119, die sich an die Finger 101 anlegen, und einen weiteren
gleichen Satz Nockenflächen 120, die sich an die Finger 102 anlegen. Die
Nockenflächen 119, 120 sind übereinstimmend exzentrisch und um ungefähr 180°
gegeneinander versetzt. Die Nockenwellen 115, 116 werden von einem Antriebsrad 121
angetrieben, in das eine Zahnstange 122 eingreift. Die Zahnstange 122 ist gleitend
in Lagern 123 der Platten 104 gelagert, und die Nocken 115, 116 drehen sich gleichmäßig
bei den Hin- und Herbewegungen.
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Die Treibplatten 109 und 113 werden durch Druckluftmotoren 134 und
135 gleicher Art wie die Druckluftmotoren 73 bis 75 hin- und herbewegt. Die Gehäuse
der Motoren 134 und 135 sind an der Vorderwand 21 bzw. an der Rückwand 22 befestigt,
und ihre Antriebswellen 78 sind an die Platten 109 und 113 angeschlossen, so daß
bei Wirkung eines Motors die entsprechende Treibplatte bewegt wird.
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Die Zahnstange 122 wird von einem Antrieb 140
gesteuert,
der unterhalb der Führung 24 an einer Stange 141 befestigt ist, die von der Vorderwand
21 und der Hinterwand 22 getragen wird. Der Zahn-Stangenantrieb ist pneumatisch
und bewegt die Zahnstange hin und her in ein oder zwei Zwischenstellungen zwischen
zwei Hauptstellungen.
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Der Zahnstangenantrieb hat einen auf der Stange 141 gleitenden Ring
142, dessen Hin- und Herbewegungen durch Anschläge 143, 144 begrenzt werden, welche
durch Einstellschrauben 145 einstellbar sind. Die Antriebswelle 78 des Druckluftmotors
146 ist mittels eines Armes 149 an die Hülse bzw. den Ring 142 angeschlossen. Von
dem Ring 142 wird die Bewegung mittels eines nach oben gerichteten Armes 151 auf
die Zahnstange 122 übertragen. Der Arm 151 legt sich dabei an einen nach unten verlaufenden
Arm 152 der Zahnstange an. Die Antriebsstange eines Druckluftmotors 153 ist an den
Arm 152 angeschlossen und bewegt die Zahnstange 122 zwischen zwei Anschlägen 156
des Armes 151. Dadurch erfolgt eine zweite Einstellung der Zahnstange. Die Anschläge
156 haben je eine Einstellschraube 157, durch die die Begrenzungen einstellbar sind.
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Zwischen den Fingerführungsplatten 104 liegen zwei die Wellungskanten
ausrichtende Kämme 161, die durch eine Schraube und eine Feder 162 gleitend gegen
die Platte 104 gedrückt werden. Zwischen jedem Kamm 161 und den Platten 104 liegt
ein beweglicher Druckluftzylinder 163 (Fig. 7 a), der die beiden Kämme von den beiden
Platten 104 web bewegt und so die Kanten der Wellungen 14 in dem Arbeitsbereich
106 zwischen den beiden Kämmen 161 ausrichtet.
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Die Betriebsweise und die Arbeitsfolge werden an Hand der Fig. 12
bis 14 sowie 10 beschrieben.
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Die Bezugszeichen in den Diagrammen der Fig. 12 bis 14 entsprechen
den für die Schaltungen und Kontaktpunkte benutzten Bezugszeichen. Liegt der Bezugsstrich
über die Diagrammlinie, so bedeutet das eine »Ein- oder Ausstellung« des entsprechenden
Schaltkontaktpunktes.
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Bei Beginn des Schweißvorganges befindet sich der Wagen D in seiner
Ausgangsruhestellung neben der Rückwand 22, und die Fingersätze 101 und 102 liegen
innerhalb des Arbeitsbereiches 106 und stützen zwei übereinanderliegende Wellungen
14 ab. Die Finger 101 werden, von den Kämmen 164 abgestützt, unterhalb der Finger
102 gehalten, die von den Nockenflächen 120 abgestützt sind. Eine erste Wellung
14 wird von Hand, wie schaubildlich in Fig. 11 a dargestellt, an die Finger 100
des Fingersatzes 101 angelegt. Dann wird eine zweite Wellung an die Finger
100 des Fingersatzes 102 angelegt, so daß der untere Teil der Schweißfläche
15 d sich ausgerichtet an die Schweißfläche 15c der unteren Wellung anlegt. Dabei
sind die die Wellungskanten ausrichtenden Kämme durch die Federn 162 genügend voneinander
entfernt gehalten, so daß der Arbeitsbereich breit gehalten und die Wellungen in
den Arbeitsbereich eingeführt werden können. Der obere Teil jedes Zahnes 164 des
Ausrichtekammes ist flanschartig bei 165 nach innen gebogen, wodurch die durch die
Finger 102 abgestützte Wellung in ihrer Lage gehalten wird.
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Wenn die Wellungen 14, wie oben beschrieben, ihre richtige Lage haben,
wird ein Handschalter 75 niedergedrückt, wodurch ein Relais 176 erregt wird und
ein Wechselstromschluß mit einer Stromquelle hergestellt wird, beispielsweise einer
115-Volt-Stromquelle 178. Bei Erregung des Relais 176 werden die normalerweise offenen
Kontaktpunkte 176a des Relais geschlossen, wodurch das Relais in erregtem Zustand
bleibt, und zwar durch einen Mikroschaltpunkt 179a eines Mikroschalters
179 und einen Kontaktpunkt 180a eines von Hand betätigten Stufenschalters
180. Die Arbeitsweise und Lage der Schalter 180 und 179 wird nachfolgend bei anderen
Schaltfolgen beschrieben. Nach Schließen des Schalters 175 bleibt also das Relais
176 geschlossen. Ein zweiter, normalerweise offener Relaiskontaktpunkt 176b des
Relais 176 wird bei Erregung des Relais 176 geschlossen, wodurch ein Solenoid-Steuerventil
182 betätigt wird, durch das Luftdruck in die Kammzylinder 163 eingeleitet wird,
deren Wirkung in Fig. 12 durch die Linie 184 dargestellt ist. In diesem Zeitpunkt
werden die die Kanten ausrichtenden Kämme 161 gegeneinandergedrückt und richten
so die Kanten der Wellungen 14 aus.
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Dann wird der Schweißwagen D auf der Führung 18 längsbewegt. Der Motor
32 wird von einer 220-Volt-Stromquelle 185 unter Strom gesetzt, so daß er kontinuierlich
arbeitet. Über eine Umschaltkupplung 33 wird der Kettenantrieb 31 betätigt. Die
Steuerspannung für die Kupplung 33 kommt von einer Gleichstromquelle 186. Der Strom
zur Steuerung der Kupplung 187 für Rückbewegung und der Kupphing 188 für Vorwärtsbewegung
kommt von einem Umschaltrelais 189, dessen Wirkungsweise in Fig. 13 durch die Linie
189 dargestellt ist, wobei die Rückwärtslage unter der dargestellten Linie liegt
und die Vorwärtslage darüber.
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Die Vorwärtssteuerung 188 erfolgt über die Relaiskontaktpunkte 189
a des Relais 189, wenn dieses in Vorwärtsstellung ist. Die Umkehrsteuerung 187 erfolgt
durch die Relaiskontaktpunkte 189a, wenn dieses Relais in der Umkehrstellung ist,
und durch
die Begrenzungskontaktpunkte 191a eines normalerweise
geschlossenen Umkehrbegrenzungsschalters 191. Dieser Schalter liegt auf einem Brett
29 des Wagens D, das einen Betätigungsarm 192 hat, durch den die Kontakte
191a geöffnet werden, wenn der Arm bei Ausgangsstellung des Wagens die Rückwand
22 berührt. Das Vorwärtsumkehrrelais 189 wird von Hand durch einen Startschalter
195 mit den Kontaktpunkten 176b betätigt. Bevor der Wagen bewegt wird, müssen
erst die Kanten ausgerichtet werden. Wenn der Schalter 198 geschlossen wird,
gelangt das Relais 189 in die Vorwärtslage. Es bleibt in dieser Lage, bis es durch
Impulse in die Umkehrstellung kommt. Der Vorwärtsbegrenzungsschalter 197 liegt auf
dem Seitenbrett 29 des Wagens D in der Nähe der vorderen Platte 26, die einen Arm
198 hat, der die normalerweise offenen Kontaktpunkte 197a schließt, wenn er mit
einem Ring 199 auf der Führungsstange 18 in Berührung kommt. Dieser Ring liegt so,
daß er den Arm 198 berührt, nachdem der Wagen D um einen bestimmten Betrag querverschoben
ist, und die Kontaktpunkte 197a schließen den Stromkreis mit einer Stromquelle 178,
wodurch das Relais 189 in die Umkehrstellung kommt. So beginnt also die mit der
Linie 200 in Fig. 12 und 13 dargestellte Bewegung des Wagens in Vorwärtsrichtung
nach Schließen des Schalters 195 und nachdem der Schalter 175 heruntergedrückt und
das Relais 176 betätigt worden ist. Dann wird also der Wagen D in Vorwärtsrichtung
gegen die Wand 21 bewegt, wie mit der aufsteigenden Linie 200 angedeutet.
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Normalerweise werden die Schweißräder in einer Lage über dem Arbeitsbereich
gehalten, und zwar durch den Druckluftmotor 73, und der Schweißstrom zu den Schweißelektroden
47 ist ausgeschaltet. Die Drehbewegung des Hilfswagens 41 in dem Rahmen 25 des Wagens
ist in Fig. 12 mit der Linie 201 dargestellt, wobei das Ansteigen dieser Linie die
Lage darstellt, in der der Wagen mit den Schweißrädern 47 in Schweißstellung ist.
Der Schweißstrom ist durch die Linie 202 in Fig. 12 dargestellt. Ein durch ein Solenoid
betätigtes Feder-Rückschlagventil 205 steuert den Druckluftzylinder 73, wodurch
der Hilfswagen 41 die Schweißelektroden 47 in den Arbeitsbereich bringt, wenn diese
von einer Stromquelle 178 aus über einen durch die Linie 199 in Fig. 13 dargestellten
Stromkreis unter Strom gesetzt ist. Dieser Stromkreis besteht aus einem normalerweise
geschlossenen Mikroschalterkontaktpunkt 179 b, einem normalerweise geschlossenen
Mikroschalterkontaktpunkt 206a und einem Relaiskontaktpunkt 189 b des Relais
189, der geschlossen ist, wenn das Relais 189
sich in Vorwärtsstellung
befindet. Der Mikroschalter 206 mit den Kontaktpunkten 206 a und der Schalter 179
mit den Kontaktpunkten 179 b und 179 a sind an eine Klemmenplatte
71 an der Seite 29 des Wagens D angeschlossen. Die den Schalter betätigenden Arme
208, 209 der beiden Schalter 206 und 179 berühren eine Nockenplatte 210 auf der
Führung 24 und bewirken ein öffnen der Kontaktpunkte 208 durch den Schalter 206,
wenn der Wagen sich von dieser Ausgangsstellung in eine Stellung bewegt, in der
die Schweißräder 47 gerade in den Arbeitsbereich 106 gelangen, und ein Nocken 211
betätigt den Arm 208, wodurch die Kontaktpunkte 179 a und 179 b des
Schalters 179 geöffnet werden, wenn die Schweißräder den Arbeitsbereich durchlaufen
haben. Die Schweißräder werden dann nach unten gegen die Finger 102 und die Wellungen
14 gedrückt, wenn die Schweißräder vertikal gegenüber den Fingern 101 oder 102 ausgerichtet
sind.
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Nach Schließen der Relaiskontakte 113a eines Relais 113 werden die
Schweißräder 47 und die Finger 100 durch eine Schweißstromquelle K unter
Strom gesetzt. Das Relais 113 wird durch mit den Relaiskontaktpunkten 112 in Serie
geschaltete Kontakte 176b unter Strom gesetzt. Die Punkte 112a des Relais 112 werden
geschlossen, wenn dieses Relais 112 durch einen mit der Linie 190 bezeichneten Stromkreis
unter Strom gesetzt ist. Der Schweißstrom ist dann wirksam, wenn beide Relais 116
und 112 unter Strom gesetzt sind. Dies ist nur der Fall, wenn die Schweißräder sich
innerhalb des Arbeitsbereiches 106 befinden.
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Während der Vorwärtsbewegung des Wagens D und nachdem die Schweißräder
den Arbeitsbereich durchlaufen haben, wird der Schalter 179 durch den Nocken geöffnet,
wodurch der durch die Linie 190 dargestellte Stromkreis geschlossen wird, und der
Schweißstromkreis abgeschaltet. Das Andrücken der Schweißräder hört dann auf, und
die Schweißräder bewegen sich nach oben. Wenn der Wagen D seine maximale Vorwärtsbewegung
erreicht hat, kommt der Schalterarm 198 in Berührung mit dem Ring 199, so daß der
Schalter 197 geschlossen wird. Das Relais 189 gerät so in Umkehrlage. Dadurch wird
die Umkehrkupplung 197 betätigt, und der Wagen D läuft zurück in seine Ausgangsstellung.
Die Schweißräder 47 bleiben in oberer Lage, und der Schweißstrom bleibt abgeschaltet,
solange der Wagen D sich zurückbewegt. Wenn dann der Betätigungsarm 192 des
Schalters 191 in Berührung mit der Wand 22 kommt, wird der Strom durch die Kontaktpunkte
191a der Umkehrkupplung unterbrochen.
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Nach Herstellung der Verschweißung muß der untere Fingersatz 101 oder
102 aus dem Arbeitsbereich herausgezogen werden, dann müssen die oberen Finger durch
Drehung der Nockenwellen 115 und 116 nach unten gebracht werden, und die herausgezogenen
Finger müssen nach oben über den oberen Metallstreifen 14 gebracht werden, so daß
ein neuer Metallstreifen über die Finger 101 oder 102 gebracht werden kann zwecks
Verschweißung, wie in den Fig. 11a bis 11h gezeigt. Außerdem ist es wünschenswert,
daß die oberen Finger vor dem Herausziehen der unteren Finger nach oben gebracht
werden, damit die unteren Finger nicht Stellen zwischen den Metallstreifen und den
Fingern verschweißen und damit die Reibungsberührung vermindert wird. Das ist wünschenswert,
wenn durch übermäßige Schweißhitze von den Schweißelektroden 47 etwa eine Verschweißung
eines Metallstreifens 14 mit seinen abstützenden Fingern zu befürchten ist.
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Um eine richtige Arbeitsfolge zu erzielen, sind die Relaiskontaktpunkte
213 b des Relais 213 normalerweise geschlossen. Dann wird das Relais 225 geschlossen
durch die Kontaktpunkte 225 a, die in Serie geschaltet sind mit zwei Paar
von Mikroschalterkontaktpunkten 226a und 227a der Schalter 226, 227,
die so angeordnet sind, daß sie betätigt werden, wenn die Fingersätze
102 und 101 vollkommen herausgezogen sind. Die Kontakte
225 b des Relais 225 schließen sich, wenn das Relais unter Strom gesetzt
wird, und dann erfolgt nach Schließen der Kontakte 197a die Bewegung der Finger.
In
der vorgeschriebenen Arbeitsweise wird das Relais 225 unter Strom gesetzt, wenn
der Wagen D das Ende seiner Vorwärtsbewegung erreicht hat. Wenn die Kontaktpunkte
225b nach Rückkehr des Wagens in seine Ausgangsstellung geschlossen sind,
werden die Kontakte 197a geschlossen, wodurch ein durch ein Solenoid betätigtes
Doppelventil 230 unter Strom gesetzt wird, welches den Druckluftmotor 153
steuert und so eine geringe Bewegung der Zahnstange 122 bewirkt. Dadurch werden
die unteren Finger nach unten bewegt und die oberen Finger nach oben. Die durch
das Ventil 230 bestimmte Bewegungsrichtung und damit die Bewegungsrichtung
der Zahnstange 122 wird durch die Kontaktpunkte 231 a und 232 a der
Mikroschalter 231 und 232 bestimmt. Diese Schalter liegen auf Brettern 104 der Führungsplatte
und sind derart angeordnet, daß sie mit einem der Finger 101 und
102 in Berührung kommen, so daß die Kontaktpunkte 231 a oder
232 a
von den Fingern 101 oder 102 nur geschlossen werden, wenn diese in der
unteren Schweißlage sich befinden. Wenn sich die Finger 101 in der unteren Lage
befinden, werden die Kontaktpunkte 232 a geschlossen, so daß sich der Druckluftmotor
153 nach rechts bewegt, und bei unterer Lage der Finger 102 schließen sich die Kontaktpunkte
231a, so daß der Druckluftmotor 153 die Zahnstange 122 nach links bewegt.
Die Nockenflächen 119 und 120 liegen normalerweise nicht in ihrem
größten gegenseitigen Abstand, so daß bei Bewegung der Zahnstange 122
durch
den Motor 153 die Nockenflächen in eine Lage bewegt werden, wo ihr gegenseitiger
Abstand am größten ist. Dadurch entfernen sich die oberen Finger in größerem Maße
von den unteren Fingern.
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Die beiden Mikroschalter 233 und 234 sind auf einem Arm
151 gelagert, so daß der Arm 152 die Schalterkontaktpunkte 233 a des
Schalters 233 schließt, wenn dieser Arm in die weiteste Lage nach links bewegt wird.
Die Kontaktpunkte 234 a des Schalters 234 werden geschlossen, wenn sich der Arm
in der weitesten Lage nach rechts befindet. Die Kontaktpunkte 233 a sind in Serie
geschaltet mit den Kontaktpunkten 235a des Schalters 235, wodurch ein durch ein
Solenoid betätigtes Federventil 238 betätigt wird, das ein Zurückziehen des
Fingersatzes 101 durch den Motor 134 bewirkt, wenn beide Kontaktpunkte
235a und 233a geschlossen sind. Ein weiteres durch ein Solenoid betätigtes
Ventil 239
steuert den Motor 135, so daß dann die Finger 102 aus dem Arbeitsbereich
herausgezogen werden. Die Kontaktpunkte 234 a sind in Serie geschaltet mit den Kontaktpunkten
236a des Mikroschalters 236, so daß bei Schließen beider Schalter 234a und
236a das Ventil 239 betätigt wird.
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Die Schalter 235 und 236 sind auf Anschlägen 144 bzw. 143 angeordnet,
so daß, wenn der Ring 142 sich weit nach rechts bewegt hat, die Kontakte 235a geschlossen
werden, und wenn der Ring sich weit nach links bewegt hat, die Kontakte 236a geschlossen
werden. Wenn der Motor 153 den Zahnstangenarm 152 nach rechts bewegt, werden die
Kontaktpunkte 233 a geschlossen, und da der Ring 142 in der Stellung am weitesten
links ist, wird der Stromkreis zum Ventil 238 geschlossen, so daß der Motor 134
jetzt die Finger 101 aus dem Arbeitsbereich herausziehen kann. Bewegt der Motor
153 den Zahnfingerarm 152 nach links, so werden die Schalterkontaktpunkte 234 a
geschlossen, und der Ring 142 ist in der Stellung am weitesten rechts, wodurch der
Stromkreis zu dem Ventil 239 geschlossen wird, so daß der Motor 235 die Finger
102 aus dem Arbeitsbereich wegziehen kann. Sind die Finger herausgezogen, so -werden
die normalerweise offenen Kontaktpunkte 227 b des Mikroschalters 227 oder die normalerweise
offenen Kontaktpunkte 226 b des Mikroschalters 226 geschlossen. Der Schalter
227 ist, wie oben beschrieben, derart angeordnet, daß er die Schalterkontaktpunkte
227a öffnet bzw. die normalerweise offenen Kontaktpunkte 227b schließt, und zwar
durch Berührung mit der Fingerplatte 109,
'nachdem die Finger 101. aus dem
Arbeitsbereich herausgezogen sind. Andererseits ist der Schalter 226 so gelagert,
daß er die Schalterkontaktpunkte 226 a öffnet und die normalerweise offenen
Schalterkontaktpunkte 226 b schließt, und zwar durch Berührung mit der Fingerplatte
113, nachdem die Finger 102 vollständig aus dem Arbeitsbereich herausgezogen
sind. Durch die Schalterkontaktpunkte 227-226b wird ein doppeltwirkendes
Solenoidventi1241 betätigt, wodurch der Motor 1.46 in Gang gesetzt wird,
der die Zahnstange 122 bewegt, wodurch die Nockenflächen 119 und
120 die Fingersätze 101 und 102 anheben bzw. nach unten bewegen.
Bei der Bewegung der Zahnstange öffnen dann die Kontaktpunkte 235a und 236 a den
Stromkreis zum Ventil 241 und bewirken dann das Hineinbewegen der Fingersätze
101
oder 102 nach innen in den Arbeitsbereich. Werden die Schalter 226 oder
227 nach vollständigem Herausziehen der Fingersätze 101 oder 102 betätigt,
so öffnen die Kontaktpunkte 222 a oder 227 a den Stromkreis zum Relais
225. Gleichzeitig sind die Kontaktpunkte 226a oder 227a so angeordnet,
daß sie bei Schließen eine Umkehr des Ventils 239 bewirken, so daß dann die Finger
sich gegen den Arbeitsbereich 106 bewegen.
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Beim Bewegen der Fingersätze 101 und 102 ändern sich die Schweißlage
und die Lage der Schweißfläche um die Hälfte zwischen den Schweißflächenabständen.
Deshalb ist es nötig, die Schweißräder 27 in Querrichtung wieder mit den zu verschweißenden
Flächen in Übereinstimmung zu bringen. Dies erfolgt durch das solenoidbetätigte
Ventil 241, das den Druckluftmotor 75 betätigt, durch den der Block E nach der einen
oder anderen Seite bewegt wird, so daß die Schweißräder 47 mit den unteren
Fingersätzen 101
oder 102 übereinstimmen. Auf diese Weise bewegen sich also
die Schweißräder auch und kommen in seitliche Übereinstimmung mit den unteren Fingern
101 oder 102 bei Abwärtsbewegung der letzteren.
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In den Fig. 12 und 14 ist die Lage des Fingersatzes 102 in
dem Arbeitsbereich mit der Linie 230 dargestellt, und zwar mit dem unteren
Teil der Linie bei unterer Lage im Arbeitsbereich und mit dem oberen Teil der Linie
nach Herausziehen aus dem Arbeitsbereich. Ähnlich ist die Lage der Fingersätze 101
mit der Linie 231 dargestellt. Die vertikale Lage der Fingersätze 102 ist
durch die Linie 232 dargestellt, mit dem oberen Teil die angehobene Lage
anzeigend und mit dem unteren Teil die untere Lage der Finger anzeigend, und ähnlich
ist die vertikale Lage des Fingersatzes 101 mit der Linie 233 dargestellt. Die relativen
Lagen der Schweißräder des Blockes E sind mit der Linie 234 dargestellt, und zwar
mit dem oberen Teil der Linie die Lage der Schweißräder in Übereinstimmung mit dem
Fingersatz 101 anzeigend und mit dem unteren Teil der Linie die überein-
Stimmung
mit dem Fingersatz 102 anzeigend. Angenommen, daß die Finger 102 in der oberen Lage
sind und die Fingersätze 101 in der unteren Lage bei Beginn der Fingerquerverschiebung
(Fig. 11a bis 11 b), so wird bei Eingang eines Startsignals das Relais
225,
wie mit der Linie 240 dargestellt, unter Strom gesetzt. Der Fingerauswechselschalter231a
ist geschlossen, weil die Finger 101 sich in der unteren Lage befinden, wodurch
die Finger 102 sich nach oben bewegen. Die Finger 101 sind also bei Bewegung
der Zahnstange 122 niedriger und befinden sich zwischen den Anschlägen 156. Nach
Beendigung dieser Bewegung schließen die Kontaktpunkte 233 a, wodurch der Stromkreis
durch die Kontakte 235 a geschlossen wird, so daß das Herausziehen der Finger
101 aus dem Arbeitsbereich beginnt (Fig. 11e). Nach vollständigem Herausziehen der
Fingersätze 101 öffnet der Schalterkontaktpunkt 227a, so daß das Relais
225 stromlos wird, und der Schalterkontaktpunkt 227 b wird geöffnet, so daß
sich die Zahnstange 122 so bewegt, daß die Finger 102 sich nach unten und die Finger
101. nach oben bewegen (Fig. 11 d). Dann öffnen die Kontaktpunkte 235a und
bewirken, daß die Fingersätze 101 wieder in den Arbeitsbereich eingeführt werden
(Fig. 11 e). Gleichzeitig bewegt sich der Block E mit den Schweißrädern 47 seitwärts,
wie mit der Linie 234 dargestellt. Auf diese Weise wird eine vollständige Fingerauswechslung
bewirkt, so daß eine neue Wellung bzw. ein neuer Metallstreifen 14 in den Arbeitsbereich
eingesetzt werden kann und das Verfahren wiederholt werden kann (Fig. 11 f und 11
h).
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Aus der Zeitfolge der Fig. 12 ergibt sich, daß das Schweißen bei der
Vorwärtsbewegung erfolgt und daß die Fingerauswechslung mit einem Impuls beginnt,
der durch Schließen des Kontaktpunktes 197a im Moment der Bewegungsumkehr des Schweißwagens
D gegeben wird. In dem Steuerstromkreis der Fig. 10 ist ein Schalter 180 mit Kontaktpunkten
180a bis 180d ersichtlich, der eine Änderung der Arbeitsfolge nach
Fig. 12, wie in Fig. 15 dargestellt, ergibt. In Fig. 15 und 12 sind gleiche Bezugszeichen
verwendet. Bei der Arbeitsfolge nach Fig. 15 haben die Schweißräder 27 einen größeren
gegenseitigen Abstand als der Abstand zwischen zwei benachbarten Schweißflächen,
und die Räder sind ein Vielfaches des Abstandes zwischen den Schweißflächen. Auf
diese Weise kommen die Schweißräder mit wenigstens zwei voneinander entfernten Schweißflächen
in Berührung, wie aus Fig. 16 ersichtlich. Es ergibt sich so. daß beim Schweißen
kleinerer honigwabenartiger Zellen zweckmäßigerweise die Schweißräder wenigstens
zwei Schweißflächen weit voneinander entfernt liegen, so daß die Elektroden, die
Isolatoren und die elektrischen Verbindungen des Blockes E hinsichtlich ihrer praktischen
Herstellung nicht zu klein werden.
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Hinsichtlich der Fingerlagen (vgl. Fig. 11 a bis 11 h und i, 9 und
16) ergibt sich, daß der untere Fingersatz als Hauptunterstützung für die honigwabenartige
Struktur dient, mit Ausnahme der in den Fig. 11 c und 11 d dargestellten Arbeitsphase,
in der nur die oberen Finger die Struktur abstützen, damit die unteren Finger wegbewegt
werden können. In allen Arbeitsphasen, mit Ausnahme während der Zeit, in der die
unteren Finger herausgezogen werden, stützen die oberen Fingersätze den oberen Metallstreifen
ab. Zu diesem Zweck können sich die oberen Fingersätze außerhalb Berührung mit dem
Metallstreifen befinden oder auch nur so gelagert sein, daß sie nur mit dem oberen
Metallstreifen übereinstimmen, derart, daß die entsprechenden Schweißflächen mit
dem unteren Metallstreifen übereinstimmen, ohne daß eine zusätzliche Abstützung
für den Metallstreifen notwendig ist, oder daß, als dritte Möglichkeit, die oberen
Finger eine Abstützung für den unteren Metallstreifen ergeben, wozu dann eine besondere
Ausrichtungsmatrize notwendig wäre. Soweit in den Patentansprüchen von Abstützung
eines Metallstreifens die Rede ist, soll darunter verstanden sein, daß die Finger
unter den Schweißflächen 15 c des oberen Metallstreifens liegen und diese abstützen.
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Gemäß Fig. 6 und 8 ist jedes Schweißrad 47 drehbar auf eine Hauptstange
62 gelagert, und die Stange ist ihrerseits gelenkig auf einer Achse 63 gelagert,
so daß die Schweißräder hinsichtlich ihrer vertikalen Bewegung schwebend gelagert
sind, ausgenommen, wenn sie mit der Abstützvorrichtung C oder mit der Walze 48 in
Berührung sind. Wenn der Wagen sich in Schweißlage befindet, drückt die Walze 48
gegen den Umfang der- Schweißräder, d. h. drückt diese nachgiebig gegen die Finger
100. Dies ergibt einen geringen Druck der Räder gegen das Werkstück, so daß bei
Unregelmäßigkeiten der Oberflächen der Metallstreifen oder der Elektrodenfinger
100 die Schweißräder vertikal ausweichen und solchen Unregelmäßigkeiten folgen
können. Alle Schweißräder üben auf diese Weise einen gleichmäßigen Schweißdruck
aus. Die Walze 48 kann auch am Umfang mit Einschnitten versehen sein, in die sich
die Schweißräder einlegen, wodurch die Drehbewegung der Schweißräder geführt und
eine Querverschiebung verhindert wird. Die nachgiebige Gummiwalze 48 kann auch mit
einem Abriebmittel imprägniert sein, beispielsweise mit Sand- oder Schleifpartikeln,
so daß die Walzenfläche die Schweißräder hält.
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Infolge der geringen Massen und infolge des unabhängigen Andrückens
der Schweißräder durch die Walze können sich die Schweißräder schnell nach unten
bewegen und behalten den Druck während des Schweißens bei, auch wenn sich eine Verringerung
der Gesamtdicke zweier Streifen ergibt.
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Bei der Arbeitsfolge nach den Fig. 15 ist der Wagen D so angeordnet,
daß er bei der Vorwärtsbewegung die Hälfte der Schweißflächen schweißt. Vor der
Rückbewegung des Wagens D bewirkt der Hilfswagen 41 eine Ausrichtung mit den noch
nicht verschweißten Flächen. Während der Rückbewegung werden die Schweißräder nach
unten gedrückt, so daß dann die noch nicht verschweißten Flächen bei der Rückbewegung
verschweißt werden. Ein Zurückziehen der Finger 101 und 102 ist so lange nicht möglich,
bis der Wagen seine Ausgangsstellung in der Nähe der Rückwand 22 erreicht hat.
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Die Kontaktpunkte 180a führen den Stromkreis des Relais 176 in den
in Fig. 12 durch eine ge-
strichelte Linie 249 angedeuteten Stromkreis über,
wobei ein normalerweise geschlossener Schalterkontaktpunkt 206b des Mikroschalters
206 und ein normalerweise offener Kontaktpunkt 191 b des Mikroschalters 191 parallel
liegen mit einem Relaiskontaktpunkt 189 c des Relais 1.89, welcher nur geschlossen
ist, wenn sich das Relais 189 in Vorwärtsstellung befindet. Dieser Wechsel bewirkt
einen Wechsel der Steuerung der Kontakte 176b, wie mit der gestrichelten Linie 250
in Fig. 13 angedeutet, so daß bei der
Rückwärtsbewegung das Relais
176 nach Passieren des Arbeitsbereiches unwirksam ist. Der Punkt 180 b betätigt
ein doppeltwirkendes solenoidbetätigtes Ventil 251 in einem von dem Relais 189 gesteuerten
Stromkreis. Das Ventil 251 betätigt den Druckluftmotor 74, der eine Einstellung
des Hilfswagens 41 innerhalb des Wagens 25 bewirkt. Diese Bewegung wird gesteuert
durch die Relaiskontaktpunkte 189 b des Relais 189, so daß der Hilfswagen bei der
Vorwärtsbewegung in der einen und bei der Rückbewegung in der anderen Richtung bewegt
wird.
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Die Kontaktpunkte 180c schließen die Relaiskontaktpunkte 189
b kurz, so daß der durch die Linie 190 dargestellte Stromkreis gemäß der
gestrichelten Linie 253 in Fig. 13 geändert wird. Damit ist der Schweißstrom geschlossen,
und der Motor 73 ist unter Strom gesetzt, so daß die Schweißräder bei der Hin- und
Rückbewegung des Wagens D gegen die Finger 100 gedrückt werden. Die Umschaltpunkte
180d verstellen den Stromkreis für die Fingerquerbewegung von dem Kontakt
225 b auf die Kontakte 225c und auf die normalerweise offenen Mikroschalterkontaktpunkte
191c. Dies bewirkt einen verzögerten Startimpuls, so daß die Fingerquerbewegung
verzögert wird, bis der Schalter 191 bei der Rückbewegung des Wagens in seine Ausgangsstellung
eingeschaltet wird.
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Wie aus den Fig. 10 sowie 13 bis 15 ersichtlich, ist bei Beginn des
Schweißvorganges der die Kantenausrichtung ergebende Schalter 175 niedergedrückt,
und damit ist das geschlossene Relais 176 unter Strom gesetzt. Nach Niederdrücken
des Schalters 195 bewegt sich dann der Wagen nach vorwärts. Die seitliche Lage des
Hilfswagens 41 zum Wagen D ist in Fig. 12 und 14 dargestellt mit der Linie
225, wobei die über der Linie liegenden Teile die Stellung des Wagens in
der Stellung weit rechts darstellen und die Teile darunter die Stellung des Wagens
in der Lage am weitesten links. Bei Beginn der Vorwärtsbewegung des Wagens bewegt
sich der Hilfswagen 41 von links nach rechts. Wenn dann der Wagen eine bestimmte
Vorwärtslage erreicht hat, werden die Schweißräder 47 nach unten bewegt,
wie mit der Linie 201 angedeutet, und der Schweißstrom wird geschlossen,
wie mit der Linie 202 angedeutet. Bei Erreichen des Endes des Arbeitsbereiches bewegen
sich die Schweißräder nach oben, und der Schweißstrom wird ausgeschaltet. Wenn der
Wagen seine äußerste Vorwärtsstellung erreicht, wird der Schalter 197 betätigt,
wodurch eine Einstellung des Relais 189 und eine Rückwärtsbewegung des Wagens bewirkt
wird und der Hilfswagen 41 sich innerhalb des Wagens 45 nach links bewegt. Bei Rückkehr
des Wagens in den Arbeitsbereich werden die Schweißräder wieder nach unten bewegt
und der Schweißstrom eingeschaltet. Nach Passieren des Schweißbereiches wird der
Schweißstrom abgeschaltet, und die Schweißräder bewegen sich nach oben. Wenn dann
der Wagen seine Ausgangsstellung erreicht, wird der Schalter 191 betätigt, und es
erfolgt die Fingerquerbewegung, wie in Fig. 14 dargestellt.
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Gemäß den Fig. 1. bis 4 sind vier verschiedene Zellengrößen vorgesehen,
und zwar 9,5, 6,3, 4,7 und 3,2 mm. Die Schweißflächen 15d haben bei allen
Zellengrößen die gleiche Abmessung, während die anderen Abmessungen verschieden
sind. Da die Schweißflächen 15d eine Standardgröße haben, können Elektrodenräder
47 der gleichen Größe für verschiedene Zellenabmessungen verwendet werden. Die Schweißungen
sind dann bei allen Zellengrößen gleich. Die Schweißflächen 15 c sind bei allen
Zellengrößen etwas breiter als die Schweißflächen 15d.
Dadurch kann die Schweißfläche
15 d in der Breite etwas variieren, und trotzdem ist der flache Teil der
Schweißfläche 15 c in Kontakt mit dem flachen Teil der Schweißfläche 15d.
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Die in Fig. 1 und 2 dargestellten 9,5-mm- und 4,7-mm-Zellen oder die
in Fig. 3 und 4 dargestellten 6,3-mm- und 3,2-mm-Zellen können durch einen Block
E mit Schweißrädern 47 verschweißt werden, welche einen gegenseitigen Abstand haben,
der dem größeren der beiden Zellen entspricht. Beim Verschweißen der größeren Zellen
von 9,5 und 6,3 mm ist die Arbeitsfolge wie in Fig. 12 angewendet. Bei der Herstellung
der kleineren Zellengrößen ist die Abstützungsvorrichtung C derart abgewandelt,
daß die Fingersätze 102 und 101 sowie die Platten 161
und 105
der kleineren Zellengröße entsprechen. Die Arbeitsfolge des Schweißens ist dann
wie in Fig. 15 dargestellt. Die Schweißräder sind dann so angeordnet, daß sie bei
einem Durchlauf eine Schweißfläche überspringen und beim Rücklauf die nicht verschweißten
Flächen verschweißen.
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Die Vorrichtung ist also für die Fabrikation verschiedener Zellengrößen
anpaßbar. Der B1ockE kann durch Entfernung der Schraube 52 weggenommen werden
und durch einen Block mit Schweißrädern ersetzt werden, deren gegenseitiger Abstand
jeder Zellengröße anpaßbar ist. Die Fingersätze 101 und 102, die Führungsplatten
104 und die die Kanten ausrichtenden Platten 146 können von der Führung 24 entfernt
und durch andere Finger bzw. Platten mit anderen Abmessungen ersetzt werden. Bei
Anwendung der zwei Arbeitsfolgen kann ein bestimmter Block E für das Verschweißen
von wenigstens zwei Zellengrößen benutzt werden. In jedem Fall kann aber die Betriebsweise
der Maschine, mit Ausnahme der gemäß Fig. 12 und 15 verschiedenen Arbeitsfolgen,
die gleiche bleiben, unabhängig von den Zellengrößen. Es können natürlich andere
Abwandlungen vorgesehen sein. Beispielsweise kann sich der Hilfswagen
41 in mehr als zwei Auswahlstellungen bewegen, so daß die Schweißräder
47 nur eine Teilgruppe von Schweißflächen bei jedem Durchgang berühren, aber
mehrere Durchgänge vorgesehen sind, so daß doch jede Schweißfläche verschweißt wird.
Erfolgt dies, dann können sogar noch Zellen kleinerer Abmessungen mit einem Block
E bestimmter Größe hergestellt werden.
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Fig. 17 und 18 stellen andere als bisher beschriebene besondere Formen
eines widerstandsverschweißten Materials dar. Gemäß Fig. 17 wechselt ein flacher
Metallstreifen 250 mit einem gewellten Metallstreifen 251 ab. Die Schweißfläche
251 d des unteren gewellten Metallstreifens 251 ist
bei 250 a mit dem flachen Metallstreifen 250 verschweißt, und
die Schweißfläche 251d eines oberen gewellten Metallstreifens 251 ist bei
250b mit dem flachen Metallstreifen 250 verschweißt. Wie aus Fig. 17 ersichtlich,
haben die beiden Schweißflächen 250 a und 250 b
des flachen Metallstreifens 250 gleichen Abstand voneinander.
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Gemäß Fig. 18 sind abwechselnde flache und gewellte Metallstreifen
260 und 261 insofern anders als in Fig. 17 angeordnet, als der flache Metallstreifen
260 zwischen zwei Schweißflächen 261d und 26l e
bei
260a zwischengelegt ist, so daß die Schweißung durch drei Metallstreifen erfolgt.
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Gemäß Fig. 19 ist eine andere Wellungsart vorgesehen, in der die Metallstreifen
270 sinusartig gewellt sind und abwechselnd Schweißflächen 270d
und 270c bilden.
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In Fig. 20 ist eine noch andere Wellungsart dargestellt, die in der
Form im wesentlichen den Fig. 1 bis 4 entspricht. Ein Metallstreifen 275 bildet
mehrere sich längserstreckende Halbzellen, wie mit 276a
und 276 b bezeichnet,
die aus drei winklig zueinander verlaufenden Streifenteilen 277 a, 277 b
und 277 c
zusammengesetzt sind und mit dem mittleren Streifen 277 c stumpf
verlaufen, so daß eine Schweißfläche entsteht. Die Teile 277 a und
277 b jeder Halbzelle bilden die Hauptflächen. Die Teile 277a und
277b
sind bei 278 nach innen gebogen und verlaufen von da ab bei 279 nach
oben und bilden so zwei verstärkende Hilfsflächen, die zur Mittelebene der Hauptflächen
277a und 277b winklig verlaufen. Auf diese Weise wird bei 280 ein
Einschnitt gebildet, in den ein im wesentlichen U-förmiger Elektrodenfinger sich
einlegt. Der Einschnitt 280 entspricht in seiner Form dem oberen flachen Teil 100
a der Finger 100. Wenn der Metallstreifen 275 oben auf den Fingern 100 liegt, bildet
der Einschnitt 280 eine Haube, die an dem Tei1100a anliegt und so eine übereinstimmung
der Schweißfläche 277c mit dem Teil 100 a
ergibt.
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Fig. 24 zeigt eine andere Ausbildung, bei der die Metallstreifen 305
so übereinandergelegt sind, daß obere Halbzellen 306a und untere Halbzellen
306 b
gebildet werden. Jeder Streifen 305 hat gegenüberliegende Schweißflächen
307 d und 307 c mit Hauptflächen 307a und 307b, die die beiden Schweißflächen verbinden.
Jede Hauptfläche ist so umgebogen, daß wenigstens drei Abbiegungen 308, 309, 310
gebildet sind, die Hilfsflächen 312 und 311 ergeben, die sich von den Hauptflächen
307a und 307b der Halbzelle 306 a nach innen und von den Halbzellen 306b nach außen
erstrecken. Die Hilfsflächen 312 der oberen Halbzellen 306 a führen und richten
den oberen Metallstreifen 305 an den Schweißelektroden 315 aus, welche beim Schweißen
innerhalb der Zellen liegen. Bei dieser Ausführungsart haben die Hilfsflächen und
die geraden Teile der Hauptfläche ungefähr die gleiche Länge, so daß sich eine größere
Gleichförmigkeit der Struktur ergibt.
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Die Zellenausbildung nach Fig. 20 und 24 ergibt infolge der Wellungen
eine größere Nachgiebigkeit der Zellenstruktur und auch eine genaue Übereinstimmung
zwischen dem Metallstreifen und den Elektrodenfingern.
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Fig. 22 betrifft den Fall, wo besonders lange Metallstreifen zu einer
honigwabenartigen Struktur verschweißt werden sollen. Natürlich kann die Anzahl
der Schweißflächen gemäß Fig.5ff. vergrößert werden, indem man zusätzlich Schweißräder
und Fingerelektroden vorsieht. Die Erfindung soll aber auch den Fall einschließen,
daß nur die Anzahl der Fingerelektroden vergrößert wird und die Länge des Metallstreifens
verlängert wird. Dann sind die Schweißräder derart angeordnet, daß sie quer zu den
Fingern und Schweißflächen bewegt werden können, so daß also der Wagen erst eine
erste Gruppe von Schweißflächen überfährt und sich dann in eine zweite Lage querbewegt,
um eine zweite Gruppe von Schweißflächen zu verschweißen und möglicherweise auch
noch eine dritte Lage mit einer dritten Gruppe von Schweißflächen.
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In Fig. 22 sind ein Schweißwagen 290 mit Schweißrädern 298 und mit
einem Mechanismus zur Übereinstimmung der Schweißräder dargestellt, der im wesentlichen
dem in Fig. 5 ff. gezeigten Mechanismus entspricht. Die Elektrodenfinger 291 werden
ähnlich wie die Finger 100 gemäß Fig. 5 ff. bewegt, mit der Ausnahme, daß sie in
einer größeren Anzahl vorhanden sind in Anpassung an eine größere Länge des Metallstreifens.
Der Schweißwagen 290 bewegt sich nach Passieren einer ersten Zellengruppe, wie mit
294 angedeutet, in Querrichtung und kommt dann mit einer zweiten, mit 295 bezeichneten
Zellengruppe in Ausrichtung. Auf diese Weise wird eine honigwabenartige Zellenstruktur
verschweißt, die zweimal so lang ist wie die Entfernung zwischen den Schweißrädern
des Wagens 290.
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Die Ausführung nach Fig. 23 entspricht der nach Fig. 22, mit der Ausnahme,
daß der Wagen 290 in Querrichtung festliegt und ein Mechanismus 300 die Finger 191
querbewegt, so daß in einer ersten Lage der Wagen 290 niit seinen Schweißrädern
298 mit einer Gruppe 297 von Schweißflächen ausgerichtet ist und in einer zweiten
Lage mit einer Gruppe 299 von Schweißflächen. Auf diese Weise ist ebenfalls wie
in Fig. 22 die Länge der Honigwabe A zweimal so lang wie die Entfernung zwischen
den Schweißrädern des Wagens 290.
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Bei beiden Ausführungen (Fig. 22 und 23) richten sich die Schweißräder
298 gemäß den die Schweißflächen abstützenden Fingern aus, und die Finger 291 werden
aus dem Arbeitsbereich herausgezogen und ändern ihre Lage in vertikaler Richtung
wie beschrieben bezüglich der Fig. 11 a bis 11 h. Um eine Übereinstimmung zwischen
den Fingern und den Schweißrädern herzustellen, können auch, trotz Querbewegung
der Schweißräder, die Finger 100 selbst querbewegt werden.