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Die Erfindung betrifft eine Rollennahtschweißvorrichtung, die während
des Schweißens entlang zu verschweißender Blechränder führbar ist, mit zwei von
parallelen Wellen drehbar in einer Ebene getragenen Schweißrollen, welche die zu
verschweißenden Blechrändern zwischen sich fassen, zwei nebeneinander angeordneten
Lagergehäusen, die je um eine zu den Wellenachsen parallele Achse schwenkbar sind
und in denen je eine der Wellen drehbar gelagert ist, einer Rollenantriebsvorrichtung
für die Relativbewegung zwischen Werkstück und Vorrichtung und einer Spannvorrichtung
zum nachgiebigen Gegeneinanderpressen der Schweißrollen.
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Eine derartige Rollennahtschweißzange ist aus der Zeitschrift »Werkstatt
und Betrieb«, Jg. 1962, Heft 5, S. 295 bekannt. Diese dient zum Verschweißen von
Kraftfahrzeug-Karosserieteilen in der Werkstatt. Der Anpreßdruck der Elektrodenrollen
wird mittels Preßluft erzeugt. Für das Verschweißen stehender Falznähte von Blechdächern
ist diese Vorrichtung deshalb nicht ohne weiteres geeignet, weil sie eine räumlich
aufwendige Preßluftspanneinrichtung aufweist, die in diesem speziellen Fall nicht
nur wegen des erforderlichen Preßluftanschlusses und des zugehörigen technischen
Aufwands nachteilig ist, sondern auch deswegen, weil diese Spanneinrichtung an Armen
der Lagergehäuse angreift, die sich über die gemeinsame, die Lagergehäuse tragende
Achse hinaus von den Lagergehäusen weg erstrecken. Das macht die Konstruktion baulich
aufwendig, was der Forderung nach geringem Gewicht und Handlichkeit für eine Dachfalzschweißvorrichtung
widerspricht.
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Ferner ist aus der deutschen Patentschrift 880 914 eine Rollennahtschweißzange
bekannt, bei welcher die beiden Lagergehäuse um eine gemeinsame senkrecht zu den
Rollenachsen verlaufende Schwenkachse gegeneinander schwenkbar sind. Hier wird der
Anpreßdruck für die Rollen mittels eines an einem Lagergehäuse um eine zur Schwenkachse
der Lager-Oehäuse gegeneinander parallele Achse schwenkbar gelagerten Hebels bewirkt,
der mit seinem freien Ende auf eine am anderen Lagergehäuse befindliche Feder drückt.
Zum Anspannen und Lösen dieser Verbindung dient ein von Hand verstellbarer drehbarer
Exzenter, welcher etwa in der Mitte des genannten Hebels angreift und diesen bei
entsprechender Exzenterstellung gegen die Feder drückt. Auch diese Konstruktion
ist zum Dachfalzschweißen nur bedingt geeignet, da die zum Betätigen der Exzentervorrichtung
zwecks Gegeneinanderspannen der Rollen erforderliche Kraft wegen des ungünstigen
Kraftangriffspunktes des Exzenters relativ groß ist. Das gleiche gilt für die Art
der Schwenkbarkeit der beiden Lagergehäuse dieser Konstruktion zueinander, da bei
Dachfalzen nicht immer nur zwei Bleche, sondern manchmal auch drei und vier Bleche
zusammengeschweißt werden müssen, wodurch bei um eine Querachse schwenkbaren Lagergehäusen
beim überaang von einer Gesamtblechdicke zu einer anderen Gesamtblechdicke die Höhenlage
der Schweißnaht über den Dachblechen geändert wird.
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Ferner ist aus der USA.-Patentschrift 1259 274 eine stationäre Rollennahtschweißmaschine
bekannt, bei welcher die untere Schweißrolle um eine am Maschinenrahmen festgelagerte
Achse drehbar gelagert ist, während die obere Schweißrolle von einem um eine horizontale
Achse schwenkbaren Arm getragen ist. An einer Verlängerung dieses Armes über die
Schweißrolle hinaus greift eine Zugstange an, deren freies Ende mit Hilfe eines
am Werkstattboden gelagerten Hebels, zur Erhöhung der vom Gewicht des Schwenkarmes
ausgeübten Anpreßkraft, nach unten gezogen werden kann. Für das Schweißen von Dachfalzen
ist eine derartige Maschine nicht geeignet.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schweißvorrichtung
der eingangs beschriebenen Art so auszubilden, daß sie sich besonders zum Schweißen
stehender Dachfalze eignet, d. h., daß sie eine einfache; leicht betätigbare und
dennoch genügend große Anpreßkraft ausübende Spannvorrichtung aufweist. Dafür ist
nicht jede beliebige mechanische Spannvorrichtung geeignet, da die Arbeitsbedingungen
auf den oft geneigten Dächern schwierig sind und es darauf ankommt, daß das Personal
die Bedienung der Vorrichtung mit einem Mindestmaß an Aufwand durchführen kann.
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Die Lösung der Aufgabe besteht darin, daß erfindungsgemäß die mittels
eines von Hand verdrehbaren Exzenters betätigbare Spannvorrichtung ein die Lagergehäuse
an der der Lagerung der Lagergehäuse an der Vorrichtung abgewandten Seite der Schweißrollen
verbindendes federbelastetes Zugelement ist. Eine derart ausgebildete RollennahtschweißvorrIchtung
kann leicht an dem zu verschweißenden Dachblechfalz angesetzt werden. Nach Gegeneinanderspannen
der Schweißrollen wird die Vorrichtung in Betrieb gesetzt. Ist die Schweißnaht beendet,
so kann wieder mit einem einzigen, nur geringe Kraft erforderlichen Griff die Spannvorrichtung
gelöst werden.
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Vorteilhaft ist die Vorrichtung so ausgebildet, daß das Zugelement
eine Stange ist, die sich zwischen hakenförmigen Vorsprüngen der Lagergehäuse mit
quer zu ihr stehenden elektrisch isolierenden Gelenkbolzen erstreckt, die mit den
hakenförmigen Vorsprüngen zusammenwirken und in denen die Stange in ihrer Längsrichtung
verschiebbar ist, und daß an einem Ende der Stange der Exzenter angebracht ist,
der sich auf einen der Gelenkbolzen abstützt und durch den das am anderen Ende der
Stange angeordnete Federorgan an den anderen Gelenkbolzen anpreßbar ist.
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Um eine Einstellung des Federdrucks zu ermöglichen, ist die Länge
der Stange vorteilhaft veränderlich.
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Zweckmäßig ist jedes Lagergehäuse an der Vorrichtung um eine gesonderte
Achse schwenkbar gelagert, und der Antrieb der Schweißrollenwellen erfolgt über
miteinander kämmende Zahnräder, deren Drehachsen mit den Schwenkachsen der Lagergehäuse
zusammenfallen und von denen eines angetrieben ist. Eine derartige Ausbildung ist
bei feststehenden Schweißmaschinen zum Verschweißen durchlaufender langgestreckter
Werkstücke aus der USA.-Patentschrift 2179 802 bekannt. Ein derartiger gemeinsamer
Antrieb beider Schweißrollenwellen ist bei Vorrichtungen gemäß der Erfindung deswegen
besonders vorteilhaft, weil sich damit die zum Transport der Vorrichtung entlang
der Schweißnaht durch die Schweißrollen aufzubringenden Kräfte auf beide Schweißrollen
gleichmäßig verteilen, ein Durchrutschen der Schweißrollen weitgehend vermieden
wird und die Möglichkeit geschaffen wird, ein selbsttätiges Wandern der Vorrichtung
längs des zu verschweißenden Dachfalzes vorzusehen, indem an der Vorrichtung Lauforgane
angebracht werden, die vorteilhaft als Gleitkufen ausgebildet sein können, da
diese
wegen der geringen Flächenpressung, die sie auf das Dach ausüben, das Blech des
Daches, das heute oft nur wenigeZehntelmillimeter stark ist, nicht verformen.
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Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden an Hand der Zeichnungen
nachstehend beschrieben. F i g. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer Schweißvorrichtung
nach der Erfindung mit Motorantrieb in Seitenansicht; F i g. 2 zeigt die Ansicht
von oben auf F i g. 1; F i g. 3 zeigt die Ansicht von links auf F i g. 1; F i g.
4 zeigt die Ansicht von rechts auf F i g. 1; F i g. 5 ist eine vereinfachte perspektivische
Ansicht der Vorrichtung im Betrieb; F i g. 6 zeigt den Schweißkopf der Vorrichtung
von unten; F i g. 7 zeigt einen Schnitt nach der Linie VII-VII in F i g. 6; F i
g. 8 zeigt die Ansicht von rechts auf F i g. 6; F i g. 9 zeigt die Draufsicht auf
F i g. 6; F i g. 10 und 11 zeigen in zwei zueinander senkrechten Ansichten ein zweites
Ausführungsbeispiel einer Schweißvorrichtung nach der Erfindung.
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Die in F i g. 1 bis 4 gezeigte Vorrichtung besteht aus einer Anzahl
von Hauptteilen, die zu einer Einheit zusammengesetzt sind, die sich längs der zu
verschweißenden stehenden Falzränder zweier nebeneinanderliegender Bleche bewegen
soll. In F i g. 5 sind die beiden Bleche mit 1 und 2 bezeichnet, deren stehende
Falzränder 3 und 4 mittels der Rollenelektroden 7 und 8 aneinandergeschweißt werden.
Die durch die Schweißvorrichtung 5 gebildete Schweißnaht ist mit 6 bezeichnet. Beim
Schweißen bewegt sich die Vorrichtung in der Richtung des Pfeils 9.
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Die Vorrichtung nach F i g. 1 bis 4 besitzt im wesentlichen einen
Schalter 10 mit Anschlußklemmen 12,14 für den Motor- bzw. Schweißstrom und einem
Bedienungsgriff 16, einen Transformator 18, einen Antriebsmotor 20 mit einer
Anschlußdose 38 und einem Kabel 40, ein Getriebe 22, einen Schweißkopf 24, Lauforgane
in Form von zwei Kufen 26, einen Tragegriff 28, eine Vorderstütze 30 für den Traggriff,
ein Halterrahmen 32 und zwei Paare Stützbügel 34, mit deren Hilfe die übrigen Teile
auf den Lauforganen 26 ruhen.
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Der Schweißkopf 24 ist am Halterrahmen 32 durch eine Tragplatte 36
befestigt, die ein Teil des Schweißkopfes ist.
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In dem in F i g. 6 bis 9 gezeigten Schweißkopf sitzen zwei Schweißrollen
7, 8 je auf einem Flansch 42 einer Welle 44, die in einem Lagergehäuse 46 an- ;
gebracht ist. Jedes Lagergehäuse ist seinerseits auf einer Achse 48 gelagert, die
von einem von der Befestigungsplatte 36 vorspringenden Lager 50 getragen wird. Die
Lagergehäuse und damit auch die Rollen 7 und 8 sind zueinander und voneinander um
; die Achsen 48 schwenkbar.
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Sie können mittels der nachfolgend beschriebenen Spannvorrichtung
gegeneinander und somit gegen die zwischen ihnen befindlichen, zu verschweißenden
Falzränder gespannt werden.
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Wie besonders aus F i g. 6 und 9 ersichtlich, besitzt die Spannvorrichtung
eine Stange 52, die sich verschiebbar durch Bohrungen in aus einem elektrisch isolierenden
Material bestehenden Gelenkbolzen 58, 60 erstreckt, die jeweils von zwei haken-
i förmigen Vorsprüngen 54, 56 der Lagergehäuse 46 gehalten werden. Ein Ende der
Stange ist mit einer Exzenteranordnung 62 verbunden, die ein Anpressen des am anderen
Ende der Stange angeordneten Federorgans in Form von Tellerfedern 64 an den Gelenkbolzen
58 an einem Lagergehäuse 46 ermöglicht und sich auf den Gelenkbolzen 60 am anderen
Lagergehäuse 46 stützt. Die Exzenteranordnung besitzt einen Exzenter 66, der auf
einem sich quer durch die Stange 52 erstreckenden Stift 68 gelagert ist. Der Exzenter
66 hat einen Handgriff 70, der sich in F i g. 6 in der Spannlage befindet und (in
F i g. 6) nach oben schwenkbar ist, so daß die Umfangsfläche 72 des Exzenters 66
außer Eingriff mit einer Zwischenplatte 74 kommt, die sich zwischen dem Exzenter
und dem Gelenkbolzen 60 befindet. Nach dem Außereingriffschwenken des Handgriffs
70 kann die Spannvorrichtung entfernt werden. Zumindest können die Schweißrollen
voneinander entfernt werden, damit die Maschine in die Arbeitslage gebracht werden
kann, in der sich die Rollen auf beiden Seiten zweier zu verschweißender Falzränder
befinden.
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Um den Anpreßdruck der Spannvorrichtung ändern zu können, kann die
Stange geteilt sein, wobei das eine Teil 76 als Gewindebolzen ausgebildet
ist, der in ein axiales Gewindeloch des anderen Teils der Stange 52 eingeschraubt
ist. Zum Festlegen der Länge der Stange dient eine gegen die Stirnfläche 80 des
anderen Teils der Stange schraubbare Kontermutter 78.
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Wie aus F i g. 1 und 2 ersichtlich, ist über den Schweißrollenwellen
eine waagerechte Schutzplatte 82 befestigt.
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Die Wellen 44 der Rollen 7, 8, werden durch den Elektromotor
20 über das Getriebe 22 angetrieben, dessen Abtriebswelle 88 (F i
g. 7) ein Zahnrad 90 trägt, das mit einem Zahnrad 92 kämmt, welches auf der Tragachse
48 des einen Lagergehäuses 46 drehbar gelagert ist. Das Zahnrad 92 kämmt ferner
mit einem Zahnrad 94, das auf der Tragachse 48 des anderen Lagergehäuses gelagert
ist (F i g. 6). Die Zahnräder 92 und 94 stehen jeweils im Eingriff mit Zahnrädern
96 (F i g. 7), die fest auf den Wellen 44 sitzen.
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Die Schweißrollen erhalten Schweißstrom vom Transformator
18 über zwei bügelförmige, aus Lamellen zusammengesetzte Leitungsschienen
100 aus Kupfer, die an Befestigungsteile 101 und 103 der Lagergehäuse 46 angeschlossen
sind, die in leitender Berührung mit den Wellen 44 der Schweißrollen stehen. Zur
Isolierung gegen die übrigen Teile der Maschine erstrecken sich die Zwischenachsen
48 durch elektrisch isolierende Buchsen 102 (F i g. 7). Aus dem gleichen
Grund ist das Zahnrad 96 mittels einer isolierenden Nabe 104 auf der Welle 44 befestigt
und isolierende Zwischenscheiben 106 sind zwischen den Lagergehäusen 46 und den
Zahnrädern 96, 92 angebracht.
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Um eine Überhitzung der Schweißrollen und ihrer Wellen zu verhindern,
sind Kühlflüssigkeitskanäle in den Wellen 44 angeordnet. In F i g. 7 sind fünf umfängliche
Nuten 41, 43, 45, 47 und 49 ersichtlich, von denen die äußersten 41 und 49 sowie
die mittlere Nut 45 in axialer Richtung dichtende Ringe 51 aufnehmen, während die
beiden übrigen Nuten 43 und 47 mit radialen Bohrungen 53 bzw. 55 in Verbindung stehen.
Durch diese Bohrungen wird Kühlflüssigkeit in einen Kanal 57 geleitet, der bis zur
Rolle 7 bzw. 8 geht und dort umkehrt. Die Nuten 43 und 47 sind mit Rohren 59 und
61 verbunden, die an das Lagergehäuse 46 angeschlossen sind und zur Zufuhr bzw.
Abfuhr der Kühlflüssigkeit dienen.
Die in F i g. 10 und 11 gezeigte
Maschine dient vor allem zum Verschweißen von Falzrändern, die nicht in einer Ebene
liegen, sondern gekrümmt sind. In diesem Fall muß die Vorrichtung bei ihrer Bewegung
entlang den Falzrändern von Hand geführt werden. Die Wellen der Schweißrollen 7,
8 sind daher nicht wie im vorhergehenden Ausführungsbeispiel senkrecht, sondern
parallel zur Welle des Antriebsmotors 20, wodurch die Vorrichtung beim Schweißen
sich leichter führen läßt. Zwischen dem Metor 20 und dem Schweißkopf 24, der grundsätzlich
in der in F i g. 6 bis 9 gezeigten Weise ausgebildet ist, ist ein Getriebe 110 angeordnet,
dessen Abtriebswelle 112 koaxial zum Zahnrad 92 und durch eine Kupplung 114 unmittelbar
mit diesem Zahnrad verbunden ist, das die Rollenelektrode 8 über das Zahnrad 96
antreibt.
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Damit die handbetätigte Maschine nicht zu schwer ist, trägt ihre Bodenplatte
116 außer dein Schweißkopf 24 nur den Motor 20 und das Getriebe 110, während der
Transformator und die Stromzufuhrleitungen für den Schweißstrom getrennt angeordnet
sind. Für den Motorstrcm ist ein Anschlußstutzen 118 für ein Kabel 120 und ein Schalter
122 zum Ein-und Ausschalten des Motors vorgesehen.
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Die Spannvorrichtung ist wie in F i g. 6 und 9 ausgebildet. F i g.
11 zeigt die Stange 52 der Spannvorrichtung mit ihren Gewindebolzen 76 und Mutter
73' sowie die Federteller 64 und Gelenkbolzen 53, 60, die mit den hakenförmigen
Vorsprüngen 54, 56 der Lagergehäuse 46 für die Wellen 44 der Rollenelektroden
zusammenwirken. Die Ei>zenteranordnungist der übersichtlichkeit halber nicht dargestellt.
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Die Wellen der Schweißrollen werden im Betrieb soweit wie möglich
senkrecht zu den Blechflächen gestellt, wcrauf der Schweißstrom eingeschaltet
wird. Die dazu erforderlichen Einrichtungen sind nicht dargestellt, können aber
ähnlich sein, wie bei der vorhergehenden Ausführungsform, obwohl sie auf einem getrennten
Transformator angeordnet sind: