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verfahren und Vorrichtung zum automatischen ton Blechzargen.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum automatischen Längsschweissen von Blechzargen.
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Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass man
die Zarge einspannt und anschliessend unter Steigerung
des Schweissdruckes auf einen vorbestimmten Maximalwert die Zarge
Die Vorrichtung zur Durchtährung des Verfahrens ist
gekennzeichnet
durch längsgerichtete Mittel zur Sicherstellung der Zargenüberlappuag,
welche Mittel mindestens annähernd senkrecht zu deren Längsachse
in vorbestimmten
Grenzen frei beweglich
gelagert sind, um ein Klemmen der Zargenränder in,
den Mitteln zu vermeiden.
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Die Irtindung-wird anschliessend beispielsweise anhand
von Figuren erläutert. Es zeigt: Fig. 1 eine perspektivische Darstellung
eines Ausschnittes aus einer Sohweissvorriohtung mit Schweissrollen
und
einem Teil des Wagens,
riß. 2 eine perspektivische Seitenansicht
der Vorrichtung nach 7ig. 1,
riß. 3 einen Ausschnitt
aus der Sohweissvorriohtung gemäss Linie III-III der Yig.
2, mit weggelassenen Teilen,
Zig. 4 einen Ausschnitt
aus der Sahweisavorrlohtung gemäss den Yig. 1 und 2 nach Linie IV-IV
der riß. 1,
Fig. 5 einen Ausschnitt analog riß.
4 gemäss Schnittlinie 9-9 der Yig. 4,
Fig. 6 einen Ausschnitt
aus der Vorrichtung nach Schnittlinie VI-YI der riß.
5.
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Die Vorrichtung zum automatischen Längsschweissen von Blechzargen
weist einen Maschinenständer 1 mit einem Synohronsteuergerüt
2 auf. Mit dem Masohineäständer 1 ist
ein horizontal
verstellbarer Oberarm 3 und ein vertikal verstellbarer Unterarmträger
4 verbunden. Der Unterarm-
träger 4 dient der
Aufnahme eines Mittelkantens -5 für einen Wagen 10, welcher an
Tragrollen 6 verschiebbar be-
festigt ist.
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Der Wagen 10 ist, wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich,
längs
mit zwei Reihen Spannorganen versehen, von welchen Spannorgane
11 beweglich und das letzte Spannorgan 12 der Reihe
fest
sind. Die beweglichen Spannorgane 1l weisen einen mit
dessen Gehäuse
über Federn 13 und 14 verbundenen Spannschuh 15
auf. Die beiden Federn
13 und 14 können mittels Spannbolzen
16 und 17 in vorbestimmtem
Masse gespannt werden.
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Die Spannorgane 11 und 12 sind mittels Bolzen 18
und 19
in der in Fig. 3 ersichtlichen Weise mit einer schwenkbaren
Welle 57 verbunden.
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Am Wagenjoch 20 sind Einlaufkufen 22 verstellbar befestigt,
deren Schrägstellung das einfache Zufuhren der Zarge
in den
Wagen 10 ermöglicht. Diese Kufen 22 können
mit Hilfe von
Haltern 24 und Briden 26 eingestellt
werden. Deren Fizierung erfolgt mittels eines Drehgriffes
28. Zur Irleichterung des
Einschiebens der Zargen sind die Halter
24 weiterhin mit
Rollen 30 ausgerüstet. Auch Führungsrollen
21 dienen diesem
Zwecke.
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Das vordere Wagenjoch 20 ist über zwei stabile Längsträger
32 mit einem hinteren Wagenjoch 34 verbunden, welches
dem
Wagen 10 die nötige Steifheit und Festigkeit gibt.
Am
vordern 20 bzw. hintern Wagenjoch 34 ist je eine Lagerbrille 36 bzw. 37 befestigt,
welche der Aufnahme einer Welle 38 dienen. Diese Welle 38 ist im Querschnitt vieleckig
und ist schwenkbar in den Lagerbrillen 36 und 37 angeordnet. Sie dient der
Aufnahme von Lenkern 39, welche mittels Hand-griff 41 und Bolzen 40 an
der Welle 38 befestigt sind. Die
Lenker 39 sind, wie in Fig. 1 ersichtlich,
mit Verstellschlitzen zur Aufnahme von Schrauben versehen. Die Schrauben verbinden
ihrerseits die Lenker 39 mit Zustierh®beln 42, welche Teile von Zentriersegmenten
bilden. Diese Zentrier-segmente 43 sind auswechselbar, wodurch
ein genaues Anpas-
sen an die Zargenform ermöglicht wird.
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Der Wagen 10 ist mit Führungsleisten 45 ausgemistet (Fig.l),
welche der Auflage der Zargen dienen.
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Zum Führen der Blechzarge sind ferner Führungsrollen 46 an Trägern
47 befestigt sowie seitliche Führungsrollen 48. Alle diese Rollen dienen
dazu, die einzuschiebende Zarge sicher zu führen und ein Verklemmen der Zarge
im Wagen zu vermeiden.
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Die schwenkbare Welle 38 ist an ihrem hintern Ende
mit einem Hebel 50 versehen, welcher über eine Kolbenstange 51
mit
einem Kolben (nicht dargestellt) in einem Pressluft-
zylinder
52 verbunden ist. Bei entsprechender Beaufsohlagung mit Pressluft bewegt sich der
Kolben im Pressluftzylinder 52 und versohwenkt über die Welle 389 die
Lenker 39
und die Justierhebel 42 die Zentriersegmente
43. Am obern
Teil des Wagens 10 befindet sich ein ebenfalls
pneumatisch betätigbarer Spannzylinder 55, dessen Kolben über eine La-sche 56
mit der Welle 57 wirkverbunden ist. Diese Welle 57
ist in einer Brille
58 und einem Lager 59 im vordern Wagenjoch 20 schwenkbar gelagert.
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Ein oberer Rollenkopf 62 trägt eine obere Schweissrolle 63,
während eine untere Sohweiserolle 64 in nicht näher erläuterter Weise
im vertikalen verstellbaren Unterarmsupport 4 gelagert ist. $ine Randriervorriohtung
31 dient dazu, die Schweissfläche der oberen Schweissrolle
63 in
dem für eine saubere Schweissung notwendigen Zustand
zu
halten.
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Am hinteren Bade der Welle 38 befindet sich neben
dem
festen Spannorgan 12 ein mit Schrauben 70 au= dem Wagen 10 befestigter $ndanschlag
68. Der Endanschlag 68 ist ferner mit einer ringförmigen Fassung ausgerüstet, um
den Anschlag zu führen und zu verschieben, wobei dessen oberer Teil auf
der Welle 38 und der untere Teil auf einem der Längsträger
32 geführt ist. Ein Drehgriff 72 dient dem Festhalten der Ringfassung
den Endanschlages 68 auf dem Längsträger 32.
Ein oberes
74 und ein unteres Handrad 75 erlauben
die Sohweissrollen
63 bzw. 64 in a=ialer Richtung zu
verstellen zum Zwecke, den Schweissort
auf den Rollen zu
verändern und deren einseitiges Abnützen zu verhüten.
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Ein Dämpfungagebilde 77 verhindert bei automatischem
Rüoklaufen
des Wagens 10 dessen unsanftes Auflaufen auf den
Maschinenständer
1.
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Zwischen den Sohweissrollen 63 und 64 und dem
Maschinenständer 1 befindet sich auf dem vertikal verstellbaren
Unterarmeupport
4 eine sog. Z-Schiene 81, deren Profil aus
Fig. 4 ersichtlich ist,
oder andere Mittel zur Sicherstellung der Zargenüberlappung.
Diese Z-Schiene 81 besitzt je ein
seitliches konisohes Wangenpaar
82, welches in eine rechteckförmige, tiefe Nute 83 bzw. 84 ausläuft. Die
Nuten 83 und
84 dienen der Aufnahme der Ränder 89 einer Blechzarge 85,
wie
dies in den Fig. 3 und 4 dargestellt ist. Im Fusse der
Z-Sohiene
81 befindet sich an deren Ende je eine ovale Ausnehmung 86. $ine
mit dem Wagen 10 mittels Schrauben 88
befestigte Lagerstütze
87 dient der Aufnahme eines Lagerzapfens 90, welcher mit einem
Klinkenrad 91 ausgerüstet
ist, dem sich in der in den Fig.
4 und 5 ersichtlichen Wei-
se einexzentrischer Steuerzapfen 92
anaohliesst. Das unte-
re lade des Lagerzapfens 90 ist als
Gewindezapfen 93 ausge-
bildet, über den eine Tellerfeder 94
gesteckt ist, die durch einen Federteller 95 festgehalten wird. Der Feder-teller
95 seinerseits wird durch eine Mutter 96 gesichert.
Die eine Stirnseite des Klinkenrades
91 läuft auf einer Lagerscheibe.97.
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Neben der Lagerstütze 87 und parallel zu dieser ist eine Schaltschiene
100 mit einem Klinkenbolzen 101 angeordnet, auf welchem eine Schaltklinke 102
drehbeweglich befestigt
ist. Eine Klinkenfeder 103 presst
die Nase der Schalt-
klinke 102 in die Klinkenzähne des Klinkenrades 91 bzw.
versucht die Sohaltklinke 102 im Gegenuhrzeigersinn (Fis. 6) zu drehen.
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Da die Z-Schiene 81 zwei exzentrische Steuerzapfen .92 aufweist,
ist auch die Sohaltaohiene 100 entsprechend mit
einer Doppelgarnitur
von Klinkenbolzen 101, Sohaltklinken 102 und Klinkenfedern 103 ausgerüstet.
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Am hintern Maschinenende befindet sich ein mit einer
Feder
versehener Support 106. An der Sohaltschiene 100 ist ein Schaltbalken
105 befestigt, welcher im Betrieb vom nach
hinten geführten Wagen 10 über
einen in der Ausragung einstellbaren Anschlagbolzen 107 in Richtung des Supports
106 bewegt wird. Bei jeder Bewegung nach hinten in Pfeilriohtung
109 der Schaltschiene 100 gegen den Support 106
hin dreht die Sohaltklinke
102 das Klinkenrad 91 um einen
Zahn weiter,
so dass sich der exzentrische Steuerzapfen 92 im Uhrzeigersinn
bewegt und entsprechend der Ausnebmung 86
die Z-Schiene 81 quer
verschiebt. Durch entsprechende Wahl
der Zähnezahl und Teilung des
Klinkenrades 91 sowie in Ab-
hängigkeit der Zczentrizität
des Steuerzapfens 92 nimmt die
Querbewegung der Z-Schiene
81 das gewünschte Mass an. Damit
wird automatisch für
jede Längsnahtschweissung einer Zarge
ein anderer Teil der Schweissrollen
63 und 64 zur Schweissauflage kommen, womit eine gleichmässige Abnutzung
der
Schweissrollenprofile sichergestellt und damit auch die
Qualität
der Schweissnähte annähernd konstant gehalten werden kann.
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In Fig. 3 sind zwei Zargen 85 und 115 eingeführt,
welche
zeigen, dass ein Sehweissen von Zargen verschiedenster
Durchmesser
möglich ist. Dafür sind insbesondere die aus-
wechselbaren und den
jeweiligen Krümmungen der Blechzargen angepassten Zentriersegmente
43 mitbestimmend.
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Die Schweissmaschine arbeitet folgendermasaens
Die Schweissvorrichtung befindet sich in ihrer Ruhe-
lage mit
eingefahrenem Wagen 10. Die Blechzarge 85 wird
vom Schweisser Front
gegen die Maschinenerfasst und deren
vom Schweisser
abstehenden Ende über die $inlaufkufen 22
und die Rollen
30 in den Wagen 10 eingeschoben, wobei die
unteren 46 sowie die seitlichen
Führungsrollen 48 das Ein-
führen in die richtige Tage erleichtern.
Die Ränder 89 der Zarge 85 befinden sich oben und gelangen beim Einstossen in die
beiden quer übereinander liegenden Nuten 83 und 84 der Z-Schiene 81, wie dies in
Fig. 4 ersichtlich ist.
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Sobald die Blechzarge 85 am Endanschlag 68 anstösst, ist
der Einführvorgang beendet, Nun muss die Blechzarge 85 im Wa-
gen 10
zentriert und hierauf festgehalten werden. Zu diesem Zwecke wird ein Schalter
(nicht dargestellt) betätigt, wel-
cher auf das pneumatische System wirkt,
derart, dass sich der Kolben im Pressluftzylinder 52 nach aussen bewegt und
damit die Kolbenstange 51 über den Hebel 50 die Welle 38 und mit ihr
die Lenker 39 mit den Zentriersegmenten 43
an der Blechzarge
85 anliegen und diese festhalten. In
sind normalerweise vier derartig
pneumatisch betätigt* Zentriersegmente 43 vorgesehen. Sie bringen die Zarge 85 genau
parallel in die Nuten 83 und 84 der Z-Sahiene 81.
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Wenn der Druck in den beidseits angeordneten Pressluftzylindern 52
aufgebaut ist, werden über ein Rblais die
Spannzylinder 55 betätigt. Deren
Kolbendrehen über die
Laschen 56 die Welle 57 und mit ihr die
Spannorgane 11
und 12, die sich, in Fig. 3 gesehen, rechts im
Gegenuhrzeigersinn und links im Uhrzeigersinn gegen die Blech-
zarge
85 absenken und diese auf ihre Unterlagen pressen. Dabei ändert
entsprechend der äinstellung der ledern 13
und
14 der Druck der Schuhe 15 der Spannorgane 11 auf die
Blechzarge
85, wobei dieser Druck, wie erwähnt, in Rich-
tung gegen
den Masohinenständsr 1 von vorne nach hinten zunimmt und der grösste
Druck durch das letzte Spannorgan 12 erreicht wird, welches als festes
Spannorgan ohne Federn
13 und 14 ausgebildet ist.
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Bingehende Versuche haben gezeigt, dass die bekannte
magnetische Halterung der Blechzarge 85 nicht genügt und
dass
sich der Festhaltedruok in beschriebener Weise längs
den Zargenrändern
89 ändern muss, um eine optimale Schweissnaht der Blechzarge 85 zu erreichen
und zu verhüten, dass
die Zargenränder 89 in unrichtiger Zage
unter die Schweiss-
rollen 63 und 64 gelangen.
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Nachdem der Festhaltedruok einen gewissen Wert er-
reicht
hat, wird der obere Rollenkopf 62 mit der obern
Schweissrolle 63 abgesenkt
und nach Erreichen des eingestellten Vorhettdruokes bei stillstehendem
Wagen 10 ein
Punkt geschweisst. Bei dünnen Blechen kann grundsätzlich
ohne
vorhergehende Puakteohweissung direkt die Naht durchgeschweisst werden.
Anoohliessend wird der Vorschub und der
8ohweisatrom mit dem vorbestimmten
Stromanstiegsverlauf eingeschaltet, wobei zwiaohen dem Stromtluss
für die
Punktschweissung und dem Fluss des anschliessenden Nähtsohweisstromes
eine kurze Pause herrscht. Der Anfangs-
wert
des Nahtsohweisstromes ist normalerweise etwas ge-
ringer als
der Punktsohweisstrom; er steigt aber bis
zu ungefähr dem doppelten
Wert des Punktschweisstromes an.
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Während des Ansteigens des Sohweisetromes
wird auch
der Vorheftdruok erhöht und gelangt ungefähr
zur gleichen
Zeit auf seinen Maximalwert wie der Schweisstrom. Von
leer ab verläuft er gleichmässig wie der Schweiastrom bis zum
Ende der Schweissung.
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Nach Beendigung der Sohweissung wird die Einspannvorriohtung
automatisch gelöst und der Wagen 10 pneumatisch
in seine Ausgangslage,
in welcher er in den Fig. 1 und 2
dargestellt ist, zurückgestossen.
Der obere Rollenkopf 62
bleibt dabei in seiner untern Lage und hält
die verschweisste Zarge 85 fest, womit diese automatisch aus der
Vorrichtung
herausgesohoben wird. Sobald der Wagen 10 sich in seiner
Ausgangslage
befindet, wird der Rollenkopf 62 angehoben
und die Maschine
ist wiederum bereit zur nächsten Sohweissung.
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Um zu verhüten, dann die Schweissrollen 63 und 64
immer
auf den gleichen Stellen zum Schweissen kommen, wird
in beschriebener
Weise die Z-Schiene 81 quer zu deren
Längsase verschoben. Bei jedem
Rücklauf den Wagens 10
stOset der Anschlagbolzen 107 gegen
den Schaltbalken 105
der Schaltschiene 100 und zieht diesen
mitsamt der Schalt-
schiene 100 in Pfeilrichtung 109 soweit, bis
der Schalt-
balken 105 am Support 106 aufläuft.
Bei dieser Bewegung
schaltet die Schaltklinke 102 das Klinkenrad
91 um einen
Zahn und erreicht damit die Querverschiebung
der Z-Schiene 81.
Auf diese Weise wird die Handverstellung der Z-Schiene
81
oder der Schweissrollen 63 und 64 in axialer Richtung
unnötig
und auf automatische Weise und völlig gleichmässig für jeden Schweissvorgang
die Lage der Schweissrollen
63 und 64 bezüglich der Zargenränder
89 verändert.
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Weiterhin, und dies ist ebenfalls ein äusserst wichti- ges
Merkmal, kann sich die Z-Schiene 81 in Richtung der Aae des Steuerzapfens
92 heben und senken, so dass die Zargen-
ränder 89 der Blechzarge
85 praktisch spannungslos in den
Nuten 83 und 84 der Z-Schiene 81
eingeführt und in ihrer richtigen Lage durch die Spannorgane geführt
und gehalten
werden können.
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Mit der vorbeschriebenen Vorrichtung ist es möglich.
die
Schweissnaht derart sauber herzustellen, dass auch
bei anschliessender
Lackierung und Einbrennung keine
Blasen entstehen. Es bilden sich
auch keine vorstehenden
Kanten, was insbesondere dann von grosser
Wichtigkeit ist,
wenn die Zargen zur Herstellung von Gefässen
dienen, in
denen beispielsweise Polyaethylenbeutel mit Inhalt
gelagert
werden, bei denen die Gefahr besteht, durch abstehende
scharfe
Blechteile beschädigt zu werden.