DE1165974B

DE1165974B - Device for welding seams on workpieces

Info

Publication number: DE1165974B
Application number: DEG30534A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Werner Mayer; Emil Woerlen
Original assignee: Gesellschaft fuer Lindes Eismaschinen AG
Current assignee: Linde GmbH
Priority date: 1960-09-21
Filing date: 1960-09-21
Publication date: 1964-03-19

Description

Vorrichtung zum Schweißen von Nähten an Werkstücken Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schmelzschweißen von sich aus näherungsweise geradlinigen und näherungsweise kreisförmig gekrümmten Kurvenstücken zusammensetzenden Nähten, insbesondere der Naht der Schalenhälften von Messerheften, bei welcher der Abstand zwischen Schweißkopf und Schweißnaht durch eine Schablone und eine Anlaufrolle festgelegt ist.Device for welding seams on workpieces The invention relates to a device for fusion welding inherently approximately rectilinear and seams composed of approximately circularly curved curved pieces, in particular the seam of the shell halves of knife handles, in which the distance between the welding head and the weld seam defined by a template and a run-up roller is.

Es sind bereits Vorrichtungen der erwähnten Art bekannt, bei denen ein Schweißkopf oder gegebenenfalls ein Schweißbrenner vollautomatisch an der Schweißnaht bzw. der Schnittlinie entlanggeführt wird.There are already devices of the type mentioned are known in which a welding head or, if necessary, a welding torch fully automatically on the weld seam or along the cutting line.

Bei einer bekannten Steuervorrichtung für das Schneiden von Figuren, die sich aus Geraden und Kreisen zusammensetzen, wird der Übergang von einem geradlinigen zu einem kreisförmigen Kurvenstück durch Einschalten eines Elektromagneten bewirkt, um dessen Achse, die dann fest auf der Unterlage haftet, sich der Schneidbrenner kreisförmig bewegt. Das Anwendungsgebiet dieser Vorrichtung ist auch für die Führung eines Schweißkopfes denkbar.In a known control device for cutting figures, which are composed of straight lines and circles, becomes the transition from a straight one caused to a circular curve piece by switching on an electromagnet, around its axis, which then adheres firmly to the base, the cutting torch moved in a circle. The field of application of this device is also for leadership a welding head conceivable.

Bei einer anderen automatischen Schweißvorrichtung wird der Schweißbrenner auf der Längsseite eines Messerheftes entlanggeführt, bleibt stehen, während das Messerheft zur Schweißung der hinteren Kuppe unter dem Schweißbrenner um 180° gedreht wird, und setzt sich dann wieder in Bewegung, um die andere Längsseite des Messerheftes zu schweißen.Another automatic welding device uses the welding torch guided along the long side of a knife handle, stops while the Knife handle for welding the rear tip under the welding torch rotated by 180 ° and then starts moving again around the other long side of the knife handle to weld.

Die Aufgabe der Erfindung ist die Konstruktion einer Vorrichtung, die den Schweißkopf entlang der gesamten Schweißnaht mit nahezu konstanter Geschwindigkeit zu führen gestattet.The object of the invention is the construction of a device which move the welding head along the entire weld seam at an almost constant speed allowed to lead.

Erreicht wird dies erfindungsgemäß dadurch, daß der Schweißkopf auf dem Oberschlitten, der auch die elastisch an der Schablone anliegende Anlaufrolle trägt, eines Kreuzsupportes angeordnet ist, dessen Unterschlitten abwechselnd im Kreisbereich der Schablone mit einer um deren Krümmungsmittelpunkt sich in Schweißrichtung drehenden Scheibe und im Längsbereich mit einem in Schweißrichtung in Längsrichtung wandernden endlosen Band kuppelbar ist.This is achieved according to the invention in that the welding head the top slide, which also has the elastic contact roller on the stencil carries, a cross support is arranged, the lower slide alternately in Circular area of the template with a center of curvature extending in the welding direction rotating disc and in the longitudinal area with one in the welding direction in the longitudinal direction wandering endless belt can be coupled.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Further refinements of the invention are set out in the subclaims marked.

Die Erfindung ist im Zusammenhang mit den Figuren beschrieben. Es zeigt F i g. 1 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Anwendung auf das Schweißen von Messerheften in perspektivischer Darstellung, F i g. 2 die Fortbewegungs- und Antriebsmittel der Vorrichtung von F i g. 1 in perspektivischer Darstellung, F i g. 3 den Führungsweg des Schweißkopfes bei derVorrichtung von F i g. 1 und 2 längs derSchweißnaht in schematischer Darstellung und in Draufsicht.The invention is described in connection with the figures. It shows Fig. 1 an embodiment of the device according to the invention in use on the welding of knife handles in a perspective view, F i g. 2 the Means of locomotion and propulsion of the device of FIG. 1 in perspective Illustration, FIG. 3 shows the guide path of the welding head in the device of F i g. 1 and 2 along the weld seam in a schematic representation and in plan view.

Die in F i g. 1 gezeigte Vorrichtung enthält einen Kreuzsupport mit einem Unterschlitten 1 und mit einem rechtwinklig zu dessen Fortbewegungsrichtung auslenkbaren Oberschlitten 2, mit dem ein Schweißkopf 3 starr verbunden ist. Der Schweißkopf 3 kann je nach Art des Schweißverfahrens eine Zuleitung 4 für elektrischen Strom und/oder Gas bzw. Schutzgas sowie gegebenenfalls auch für Kühlwasser enthalten. Auf der Unterseite des Kreuzsupportes sind hinterschnittene Rollen 5 angeordnet, welche in Führungsschienen 6 bzw. 7 oder 8 je nach der augenblicklichen Stellung des Kreuzsupportes eingreifen. In der Mitte der Vorrichtung ist zwischen zwei Bakken 9 und 10 das zu verschweißende Werkstück 11, in diesem Fall ein Messerheft, eingespannt. Die Zusammenpressung der B acken 9 und 10 erfolgt vorzugsweise durch einen pneumatischen oder hydraulischen Preßstempel 12. Unter der Backe 10 ist eine die Umrisse des Werkstückes 11 genau wiedergebende Schablone 13 angeordnet, gegen deren Außenkante eine auf dem Oberschlitten 2 angebrachte Anlaufrolle 14 durch die Kraft einer Feder 15 gedrückt wird. Die Kante der Schablone 13 kann auch längs ihres Umfanges um einen konstanten Wert breiter als das Werkstück sein. Die Fortbewegung des Kreuzsupportes längs der Schienen 7 und 8 an den näherungsweise geradlinigen Teilen der Schweißnaht erfolgt durch raupenartig ausgebildete Transportbänder 16 und 17 aus magnetischem Werkstoff. Die Schiene 6 ist mit einem Schwenkarm 18 aus magnetisierbarem Werkstoff verbunden, welcher um eine Achse 19 frei drehbar ist. Die Drehachse 19 läuft mit einer gedachten Verlängerung durch den Krümmungsmittelpunkt eines gekrümmten Kurvenstückes 20 der Schweißnaht 21 des Werkstückes 11. Der Antrieb der Förderbänder 16 und 17 erfolgt durch einen Elektromotor 22 über Kegelzahnräder 23, 24 und 25 sowie nicht gezeichnete Kettenzahnräder. Die Spannung der Förderbänder 16 und 17 am anderen Ende erfolgt in an sich bekannter Weise ebenfalls durch Kettenräder 26. Die Drehachse 19 des Schwenkarmes 18 ist über Kegelzahnräder 27 und 28 mit einem weiteren Elektromotor 29 in Antriebsverbindung und ferner mit einer Drehscheibe 30 aus magnetisierbarem Werkstoff kraftschlüssig verbunden. Auf der Unterseite des Kreuzsupportes ist ein Elektromagnet 31 angebracht, welcher entsprechend der jeweiligen Stellung des Schweißkopfes 3 eine kraftschlüssige Antriebsverbindung mit den Förderbändern 16 oder 17 herstellt, sowie ein weiterer Elektromagnet 31 a, welcher bei Stromfluß eine kraftschlüssige Verbindung mit dem Schwenkarm 18 bewirkt. Auf der Unterseite des Schwenkarmes 18 ist ein Elektromagnet 32 angebracht, welcher bei Stromfluß eine kraftschlüssige Verbindung mit: der Drehscheibe 30 herstellt, sobald der Schweißkopf das gekrümmte Kurvenstück 20 der Schweißnaht 21 durchläuft. Ferner können die Stirnflächen der Schienen 6, 7 und 8 noch Kupplungsmittel, insbesondere Elektromagneten, aufweisen, um die Schiene 6 an ihrer Endstellung festzuhalten.The in F i g. The device shown in FIG. 1 contains a cross support with a lower slide 1 and with an upper slide 2 which can be deflected at right angles to its direction of movement and to which a welding head 3 is rigidly connected. Depending on the type of welding process, the welding head 3 can contain a feed line 4 for electrical current and / or gas or protective gas and, if necessary, also for cooling water. On the underside of the cross support, undercut rollers 5 are arranged, which engage in guide rails 6 or 7 or 8 depending on the current position of the cross support. In the middle of the device, the workpiece 11 to be welded, in this case a knife handle, is clamped between two jaws 9 and 10. The compression of the jaws 9 and 10 is preferably carried out by a pneumatic or hydraulic ram 12. Below the jaw 10 is a template 13 that accurately reproduces the outline of the workpiece 11, against the outer edge of which a run-on roller 14 is mounted on the upper slide 2 by the force of a Spring 15 is pressed. The edge of the template 13 can also be wider than the workpiece by a constant value along its circumference. The movement of the cross support along the rails 7 and 8 on the approximately rectilinear parts of the weld seam is carried out by conveyor belts 16 and 17 made of magnetic material, which are designed in the manner of caterpillars. The rail 6 is connected to a swivel arm 18 made of magnetizable material, which is freely rotatable about an axis 19. The axis of rotation 19 runs with an imaginary extension through the center of curvature of a curved curve piece 20 of the weld 21 of the workpiece 11. The conveyor belts 16 and 17 are driven by an electric motor 22 via bevel gears 23, 24 and 25 and chain gears (not shown). The tensioning of the conveyor belts 16 and 17 at the other end is carried out in a manner known per se also by chain wheels 26. The axis of rotation 19 of the pivot arm 18 is in drive connection via bevel gears 27 and 28 with a further electric motor 29 and also with a turntable 30 made of magnetizable material tied together. On the underside of the cross support, an electromagnet 31 is attached, which produces a force-fit drive connection with the conveyor belts 16 or 17 according to the respective position of the welding head 3, as well as another electromagnet 31a , which causes a force-fit connection with the swivel arm 18 when current flows. On the underside of the swivel arm 18, an electromagnet 32 is attached which, when current flows, creates a force-fit connection with the turntable 30 as soon as the welding head passes through the curved curve piece 20 of the weld seam 21. Furthermore, the end faces of the rails 6, 7 and 8 can also have coupling means, in particular electromagnets, in order to hold the rail 6 in its end position.

Beim Betrieb der Vorrichtung wird zuerst das Werkstück 11 zwischen die Einspannbacken 9 und 10 gelegt und danach mittels des Preßstempels 12 in seiner Lage gehalten. Der Kreuzsupport befindet sich hierbei an dem der Drehscheibe 30 abgewendeten Ende der Schiene 7 bzw. 8, wobei der Elektromagnet 31 stromlos, der Elektromagnet 31a dagegen in Betrieb ist, so daß der Kreuzsupport an der Schiene 7 bzw. 8 festgehalten wird. Die Schiene 6 liegt mit ihrer Stirnfläche an derjenigen der beiden Schienen 7 und 8 an, welche gerade den Unterschlitten 1 des Kreuzsupportes aufnimmt. Die Förderbänder 16 und 17 sowie die Drehscheibe 30 bewegen sich mit konstanter Geschwindigkeit bzw. Winkelgeschwindigkeit.. Gleichzeitig mit der Zündung des Schweißkopfes 3 .wird automatisch der Stromkreis des Elektromagneten 31 geschlossen bzw. derjenige von Magnet 31a geöffnet, und damit eine kraftschlüssige Verbindung mit dem betreffenden Förderband 16 bzw. 17 hergestellt. Der Unterschlitten 1 des Kreuzsupportes gleitet längs der Schiene 7 bzw. 8 an der Schweißnaht 21 des Werkstückes 11 vorbei, wobei der Schweißkopf 3 und der mit diesem verbundene Oberschlitten 2 des Kreuzsupportes noch Auslenkungen senkrecht zur Fortbewegungsrichtung des Unterschlittens 1 nach Maßgabe der von der Form einer Geraden abweichenden Umrißlinie der Schablone 13 erfährt. Nach Erreichen des gekrümmten Kurvenstückes 20 der Schweißnaht 21 bzw. nach dem Verlassen der Schiene 7 bzw. 8 wird die Antriebsverbindung des Kreuzsupportes durch Abschalten des Elektromagneten 31 unterbrochen und gleichzeitig der Stromkreis der Elektromagneten 31 a und 32 geschlossen. Dadurch erfolgt eine kraftschlüssige Verbindung sowohl des Kreuzsupportes mit dem i Schwenkarm 18 als auch des Schwenkarmes 18 mit der damit starr verbundenen Schiene 6 sowie des auf die Schiene aufgelaufenen Unterschlittens 1 mit der rotierenden Kreisscheibe 30. Nach dem Aufschlagen der Stirnfläche der Führungsschiene 6 auf die gegenüberliegende Schiene 7 bzw. 8 erfolgt eine Abschaltung der Elektromagneten 31a und 32 sowie eine gleichzeitige Einschaltung des Elektromagneten 31. Dadurch wird nach dem Durchlaufen des gekrümmten Kurvenstückes 20 die kraftschlüssige Verbindung des Schweißkopfes 3 mit der Drehscheibe 30 aufgehoben und gleichzeitig eine Antriebsverbindung mit dem dazugehörigen Förderband 16 bzw. 17 hergestellt. Der Schweißkopf 3 läuft dann ohne Geschwindigkeitsänderung von der Schiene 6 herunter, auf die an diese anstoßende Schiene 7 bzw. 8 und auf dieser weiter bis zur Beendigung des Schweißweges, wobei dann eine Abschaltung des Magneten 31 erfolgt. Nach Herausnehmen des fertiggeschweißten Werkstückes 11 aus den Einspannbakken 9 und 10 sowie Einfügen eines neuen Werkstückes findet selbsttätig eineUmsteuerung derMotoren 22 und 29 in entgegengesetzter Richtung statt. Der Schweißkopf 3 durchläuft auf diese Weise nur bei jedem zweiten Werkstück den Schweißweg 21 in gleicher Richtung.When the device is in operation, the workpiece 11 is first placed between the clamping jaws 9 and 10 and then held in its position by means of the press ram 12. The cross support is here at the end of the rail 7 or 8 facing away from the turntable 30, the electromagnet 31 being de-energized, the electromagnet 31a in operation, so that the cross support is held on the rail 7 or 8. The end face of the rail 6 rests against that of the two rails 7 and 8 which is currently receiving the lower slide 1 of the cross support. The conveyor belts 16 and 17 and the turntable 30 move at a constant speed or angular speed .. Simultaneously with the ignition of the welding head 3 .wird automatically the circuit of the electromagnet 31 is closed or that of magnet 31a is opened, and thus a positive connection with the relevant conveyor belt 16 and 17 respectively produced. The lower slide 1 of the cross support slides along the rail 7 or 8 past the weld 21 of the workpiece 11, whereby the welding head 3 and the upper slide 2 of the cross support connected to it still have deflections perpendicular to the direction of movement of the lower slide 1 according to the shape of a Straight deviating outline of the template 13 experiences. After reaching the curved curve piece 20 of the weld seam 21 or after leaving the rail 7 or 8, the drive connection of the cross support is interrupted by switching off the electromagnet 31 and at the same time the circuit of the electromagnets 31 a and 32 is closed. This creates a force-fit connection between the cross support with the swivel arm 18 and the swivel arm 18 with the rail 6 rigidly connected to it as well as the lower slide 1 that has accumulated on the rail with the rotating circular disk 30. After the end face of the guide rail 6 hits the opposite one Rail 7 and 8, the electromagnets 31a and 32 are switched off and the electromagnet 31 is switched on at the same time and 17 respectively. The welding head 3 then runs down from the rail 6 without any change in speed, onto the rail 7 or 8 adjoining it, and continues on this until the end of the welding path, the magnet 31 then being switched off. After the fully welded workpiece 11 has been removed from the clamping jaws 9 and 10 and a new workpiece has been inserted, the motors 22 and 29 are automatically reversed in the opposite direction. In this way, the welding head 3 runs through the welding path 21 in the same direction only for every second workpiece.

Zwecks genauer Anpassung der Vorrichtung an verschiedene Werkstücke ist die Lage der Schienen 7 und 8 zusammen mit ihren zugehörigen Förderbändern 16 und 17 hinsichtlich ihres Abstandes von der Schweißnaht sowie ihrer Winkelstellung zweckmäßig verstellbar eingerichtet. In gleicher Weise ist auch der wirksame Radius der Scheibe 30 bzw. der Abstand der Schiene 6 von der Drehachse 19 verstellbar. Dadurch kann, wie besonders aus F i g. 3 ersichtlich, erreicht werden, daß die Auslenkungen des Oberschlittens während des Vorbeilaufens an der Schweißnaht 21 ein Minimum werden. Die strichpunktierte Linie in F i g. 3 zeigt hierbei den Weg, welchen der Schweißkopf 3 durchlaufen würde, wenn der Oberschlitten 2 unverschiebbar wäre. Bei geeigneter Einstellung der Schienen 6, 7 und 8 kann erreicht werden, daß die tatsächliche Schweißgeschwindigkeit trotz Abweichung der Umrisse der Werkstücke von der Geraden bzw. Kreisform im wesentlichen konstant bleibt. Auch die Lage der Einspannbacken 9 und 10 bzw. des Werkstückes 11 gegenüber der Drehachse 19 kann verstellbar eingerichtet sein.For the purpose of precise adaptation of the device to different workpieces is the position of the rails 7 and 8 together with their associated conveyor belts 16 and 17 with regard to their distance from the weld seam and their angular position appropriately adjustable furnished. The effective radius is also the same of the disk 30 or the distance between the rail 6 and the axis of rotation 19 is adjustable. As a result, as is particularly evident from FIG. 3 can be seen that the deflections of the top slide will be a minimum while moving past the weld seam 21. The dash-dotted line in FIG. 3 shows the path that the welding head takes 3 would run through if the top slide 2 were immovable. With suitable Adjusting the rails 6, 7 and 8 can be achieved that the actual welding speed in spite of the deviation of the outlines of the workpieces from the straight line or circular shape remains constant. Also the position of the clamping jaws 9 and 10 or the workpiece 11 with respect to the axis of rotation 19 can be designed to be adjustable.

Die Vorrichtung kann nicht nur für -offene, sondern auch für geschlossene Schweißwege eingerichtet sein, wobei dann mindestens zwei Drehscheiben 30 vorgesehen sein müssen.The device can be used not only for open, but also for closed Welding paths can be set up, at least two turntables 30 then being provided must be.

Claims

Claims: 1. Device for fusion welding by itself approximately rectilinear and approximately circularly curved curve pieces assembling seams, especially the seam of the shell halves of knife handles, in which the distance between the welding head and the weld seam is determined by a template and a run-up roller is fixed, characterized in that the welding head (3) on the top slide (2), which is also the elastic resting against the template Run-up roller (14) carries, a cross support is arranged, the lower slide (1) alternating in the circular area of the template (13) with one around its center of curvature rotating disc (30) in the welding direction and in Longitudinal area can be coupled to an endless belt (16, 17) traveling in the welding direction.

2. Device according to claim 1, characterized in that both the endless belt (16, 17) and the rotating disk (30) made of magnetizable material exist and the cross support electromagnets (31, 31a, 32) to its coupling with the endless belt (16, 17) or the rotating disk (30).

3. Device according to claims 1 and 2, characterized in that a pivot arm (18) which is freely rotatable about the axis (19) of the disc (30) is provided and which has an electromagnet (32) on its surface opposite the disc (30) and furthermore a guide (6) located on a pale plane with straight guides (7, 8) of the lower slide (1) which, in the transition position from the straight to the circular path of the lower slide (1), has its end faces against the guides (7, 8) lays.

4. Device according to claims 1 to 3, characterized in that that the endless belt (16, 17) and the rotating disc (30) of electric motors (22, 29) can be driven at separately adjustable speeds. Into consideration printed publications: German patent specifications 709 350, 897 745, 964 555; German utility model No. 1814 472.