DE1690640A1

DE1690640A1 - Halbautomatische Schweissmaschine zum Schweissen von Blechen

Info

Publication number: DE1690640A1
Application number: DE19671690640
Authority: DE
Inventors: Hans Byland; Paul Opprecht
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1966-09-12
Filing date: 1967-09-04
Publication date: 1971-06-09
Also published as: DE1690640B2; US3504155A; AT265821B; CH462979A

Description

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Paul Opprecht , Bergdietikon / ZH

Halbautomatische Schweissraaschine zum Schweissen von Blechen.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine halbautomatische Schweissmaschine zum Schweissen von Blechen mit annähernd punktförmig auf dem Schweissgut und flächenförmig auf Elektrodenrollen aufliegenden, einteiligen, zusammenhängenden, drahtförmigen, mechanisch angetriebenen Elektroden!.

Es sind Schweissmaschinen bekannt geworden, welche als am

Elektroden einen einteiligen Draht verwenden, welcher zuerst über die eine und anschliessend über die andere Elektrodenrolle geführt wird. Praktische Versuche haben jedoch ergeben, dass es auf diese einfache Weise nicht möglich 1st, eine halbautomatische oder gar vollautomatische Schweißmaschine zu schaffen, welche Blechkörper in zufriedenstellender Welse 3chwelsst. Es zeigt-sich nämlich, dass die. drahtförmig« Elektrode nach dem ersten Durchgang durch die Schweissteile

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gestreckt wird, so dass sich notgedrungen zwischen dem ersten und dem zweiten Durchgang durch die Schweisstelle, an welcher beide Elekbrodendrahtstellen die gleiche Geschwindigkeit aufweisen,müssen, um eine einwandfreie Schweissnaht sicherzustellen, infolge des ständigen Streckvorganges eine Schlaufe ergibt, welche ohne zusätzliche Hilfsmittel die Durchführung eines Schweissprozesses auf einer derartigen Schweissmaschine praktisch verunmöglicht.

Die vorliegende Erfindung bezweckt, diesem Uebelstande abzuhelfen. Sie zeichnet sich dadurch aus, dass Mittel nach der ersten und vor der zweiten Elektrodenrolle sowie nach der zweiten Elektrodenroile vorgesehen sind, um die während des Schweissens entstehenden Schlaufen aufzunehmen und die eine der Schlaufen bei unbelasteten Elektrodenrollen nachzuziehen.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes wird anschllessend anhand einer Figur erläutert, welche eine schematische Darstellung der vom Bedienenden aus gesehen rechten Seite des Oberteils einer Schweissmaschine darstellt. Die in der Bⁿlgur ersichtliche Schweissmaschine, welche z.B. dem halbautomatischen Schweissen verzinnten oder verzinkten Eisenblechs oder Aluminiumblechs dient, weist einen festen Arm 1 und einen um eine' Achse 3 schwenkbaren Arm ^fi auf. Der Arm ü wird über einen Kolben 6 In einem Zylinder Ü pneumatisch

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oder hydraulisch betätigt. Er kann mechanisch, z.B. über eine Feder geschwenkt werden. An den beiden Enden 7 und der Arme 1 und 5 sind mittels Zapfen 11 und 13 als Elektroden ausgebildete Rollen 15 und 17 drehbar gelagert. Die Rollen 15 und 17 sind profiliert. Ein stromleitender kontinuierlicher Draht 19, welcher von einer Spule 21 abgezogen wird, gelangt über eine Drahtbremse 22 und eine Führungsrolle 23 zur Elektrodenrolle 15, in deren Nute er eingelegt wird, um nach einem Umschlingungswinkel von über 18O° einer Transportrolle 25 zugeführt zu werden, der sich eine Spannrolle 27 an einem durch eine Feder 29 belasteten Hebel 31 anschliesst. Der Hebel 31 ist in seiner einen Bewegungsrichtung durch einen, gegebenenfalls verstellbaren, Endanschlag 33 begrenzt. Er ist doppelarmig und um einen Punkt 32 schwenkbar. Die Anordnung ist derart getroffen, dass das auf die Spannrolle 27 wirkende Spannmoment praktisch über deren ganzen Schwenkbereich konstant und gleich dem Produkt Federkraft mal Länge des Hebelarmes 30 mal cos ^ ist.

Anschliessend gelangt der Elektrodendraht über zwei Führungs-· rollen 35 und 37, um hierauf in die Nut der zweiten Elektrodenrolle 17 eingelegt zu werden. Der Elektrodendraht 19 wird dann um eine zweite Transportrolle 39 geschlungen. Der Draht 19 gelangt von der Rolle 39 über eine federbelastete Führungsund Streckrolle Il sur Aufnahmespule 44. Auf diese Weise kann

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der Elektrodendraht 19 in einem Durchgang beiden Elektrodenrollen- 15 und 17 dienen. Die Führungs- und Streckrolle ist ebenfalls an einem doppelarmigen Hebel 42 schwenkbar um den Befestigungspunkt 47 angeordnet. Dieser steht unter dem Zug einer Feder 49. Auch hier ist die Anordnung .so, dass das Spannmoment auf die Spann- oder StreckroILe 41 über ihren ganzen Schwenkbereich praktisch konstant und gleich dem Produkt Federkraft mal Länge des Hebelarmes 45 mal cos β wird. Dabei verhalten sich z.B. bei gleicher Länge der Arme 30 und 45 die Federkonstanten der Federn 29 und 49 ungefähr wie 1 : 2. Dies heisst, dass der Drahtzug herrührend vom Hebel 42 ungefähr doppelt so gross ist, wie derjenige, den der Hebel 31 auf den Draht ausübt. Die Anschlagbereiche des Hebels 42 sind begrenzt, wobei am einen Bereichsende ein sich öffnender Endschalter 51 und am anderen ein analoger Schliess— Endschalter 53 angeordnet ist.

Die Wellen der beiden Transportrollen 25 und 39 sind starr miteinander verbunden. Während aber die Rolle 25 auf ihrer Welle festsitzt, ist die Rolle 39 mit der ihren über eine Freilauf- oder Ueberholkupplung 34 in der Vorwärtsdrehrichtung verbunden. Diese Verbindung bewirkt, dass bei Beginn der Schwelssung sich beide Transportrollen 25 und 39 gleichzeitig in Bewegung setzen und gleich beschleunigt werden,

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Wird die halbautomatische Schweissmaschine in Betrieb genommen und das zu verschweissende Blech zwischen die anschliessend zusammengepressten Elektrodenrollen 15 und 17 zur Schweissung eingeführt, so erfolgt - bedingt durch den Druck auf den Elektrodendraht 19 im Schweisspunkt, d.h. im Berührungspunkt der beiden Drahtschlaufen um die Elektrodenrollen 15 und 17 eine Streckung des Drahtes. Da die Drahtgeschwindigkeit ν der beiden Draht schlaufen im Schweisspunkt gleich gross sein muss, so verlängert sich das Trum des Drahtes 19 zwischen der Elektrodenrolle 15 und der Elektrodenrolle I7. Die Verlängerung der Draht schlaufe zwischen diesen beidenRollen wird während der Schweissung von der Spannrolle 27 aufgenommen, welche, wie erläutert, auf ihrem ganzen Bewegungsbereich einen konstanten Zug auf den Elektrodendraht 19 ausübt und damit auch die Schlaufe gespannt hält. Eine weitere Schlaufe bildet sich nach der Elektrodenrolle 17, welche Schlaufe während des Schweissprozesses von der Spannrolle ¹H aufgenommen wird.

Während die Umfangsgeschwindigkeit der beiden Rollen 15 und gleich der DrahtZuliefergeschwindigkeit v, ab Spule 21 ist, entspricht die ümfangs- oder Transportgeschwindigkeit der beiden Transportrollen 25 und 39 der Geschwindigkeit V₁ + ν des ausgewalzten Drahtes, wobei v, ^ vg ist.

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Bei Schweissbeginn le&gt der Hebel 31 am Anschlag 33. Der Hebel 42 befindet sich in irgend einer Lage zwischen dem Schliess~Endsehalter 53 und dem Geffnungs-Endschalter 5I₉ im Extremfall in der in der Figur dargestellten Lage. Die Länge der Schlaufe um die Spannrolle 27 ist minimal. Der Motor M drehe sich. Die Aufwickelgeschwindigkeit der Spule ist grosser als die Anfallgeschwindigkeit des Drahtes 19 _s d.h. als ν + ν . Dabei bedeuten v, die Abzugsgeschwindigkeit des Drahtes 19 von der Rolle 2I₉ welche gleich der Drahtgeschwindigkeit im Schweisspunkt sein-muss, und ν die durch die Quetschung bedingte Geschwindigkeit» Während die untere Schlaufe um die Spannrolle 27 nur die Längendifferenz zwischen dem ausgewalzten und dem ungewalzten Draht aufsunehmen hat und sich daher während des Schweissvorganges der Hebel 31 nur langsam verschwenkt, wächst die Sehlaufe um die Rolle 4l ^bei stillstehendem Motor M gemäss der Abzugsgeschwindigkeit ^vl ^{+ V}2 der".Transportrolle 3-9»'.so dass sich der Hebel 42 mit wesentlich grösserer Umfangsgeschwindigkeit im Gegenuhrzeigersinn bewegt als etwa der Hebel 31 im Uhrzeigersinn.

Die Aufspulgeschwindigkeit der Spule 44 ist in Jedem Falle grosser als die Geschwindigkeit V₁ +V₂ des von der Transportrolle 39 anfallenden Drahtes, so dass bei laufendem Motor M der Hebel 42 unter Verkleinerung der Schlaufe um die Rolle sich im Uhrzeigersinn schwenkt, bis er den Oeffnungs-End-■schalter 51 betätigt und damit den Stromkreis des Motors M

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bzw» des Motorschütz unterbricht. Hierauf dreht sich der Hebel 42 unter Vergrösserung der Schlaufe wieder im Gegenuhrzeigersinn, bis der Hebel 42 den Schliess-Endschalter sehliesst und der Motor M anläuft. Der Hebel 42 wird sich wieder im Uhrzeigersinn schwenken. Da der Schalter 53 mit einem Halterelais, wie in der Figur ersichtlich, ausgerüstet ist, wird der Stromkreis aber nicht wieder geöffnet und der Motor M wickelt den Draht auf die Spule 44, bis der Hebel wiederum in die gezeichnete Extremlage gelangt und den Oeffnung-Endschalter 51 öffnet.

M Ende einer Schweissung, d.h. wenn sich die obere Schweissrolle 17 von der untern 15 abgehoben hat, wird die von der Spannrolle 27 während des Schweissvorganges gespannt gehaltene Schlaufe durch die Schwenkbewegung des Hebels 42, welcher einen beträchtlich grösseren, z.B. doppelt so grossen Zug auf den Draht 19 ausübt wie der Spannhebel 31, nachgezogen, bis der Hebel 31 am Anschlag 33 ansteht. Dabei stehen die Transportrolle 25 und die Welle der Rolle 39 still, während die Transportrolle 39 infolge der Freilaufkupplung 34 beim Nachziehen des Drahtes 19 auf ihrer Welle frei mitdreht.

Dieser Vorgang ist durch die Möglichkeit des Nachziehens des Drahtes mittels des Hebels 42 gegeben, sowie durch den Einbau der vorerwähnten Freilaufkupplung 34. Bi@ freilaufkupplung

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bewirkt, dass beide Rollen 25 und 39 von einem einzigen Antrieb angetrieben werden und sich trotzdem die Rolle 39 beim Nachziehen frei drehen kann.

Das Nachziehen der Schlaufen des Elektrodendrahtes findet in der Zeit statt, die gebraucht wird, um das geschweisste Stück zu entfernen und ein neues Schweisstück in die Haltevorrichtung der Schweissmaschine einzuführen.

Es hat sich gezeigt, dass, sobald die Elektrodenrollen 15 und 17 sich schliessen und der Schweissdruck ansteigt, der Draht 19 wie in einem Walzprozess verformt wird, d.h. verbreitert und verlängert wird. Sofern nun beim zweiten Durchgang ein derartig verformtes Uebergangsstück die Schweisstelle während des Sehweissprozesses durchläuft, tritt in der Schweissnaht, bedingt dureh die kurze kleine Einschnürung des Schweissdrahtes eine Unregelmässigkelt auf. Dies beeinträchtigt natürlich die Gleichförmigkeit und Zuverlässigkeit der SchweIssung, so dass diese Stellen des Schweissdrahtes 19 vor ihrem Durchgang an der Schweisstelle alisgeglättet werden müssen.

Eine Möglichkeit * die plötalich auftretende kurze Einschnürung des Setiweissclraiites 19 aufgrund übt- Abhebe- und Auf set zf Umänderung d@r Sehweissrolle If auf die Schw©isss?olle 15 aus dem ev®t®& BpaiitriMFClliilmai zu "verMMem _ΰ bestellt, darin _s durch

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Anbringen entsprechender Dämpfungsmittel am schwenkbaren Arm ein entsprechend sanftes Aufsetzen der Elektrodenrolle 17 auf das Schweissgut zu bewirken. Damit wird ein plötzlicher Dickenabfall in der Verformung des Schweissdrahtes 19 vermieden.

Es hat sich weiterhin gezeigt, dass beim Verschweissen stark gekrümmter Blechzargen der zu verschweiss enden Rundkörper, insbesondere Dosenkörper, die Auflagefläche des inneren und , äusseren Elektrodendrahtes 19 verschieden gross ist, da im einen Fall einer konkaven Zargenfläche ein konvexes Drahtprofil gegenüberliegt, während im andern Fall sowohl die Zarge wie der Draht konvex gekrümmt sind und mithin eine kleinere Berührungsfläche bilden als im ersterwähnten Falle. Diese Tatsache verhindert ebenfalls das Herstellen optimaler Schweissnähte.

Aus diesen Gründen wird vor die Führungsrolle 37, welche sich unmittelbar vor der obern Elektrodenrolle 17 befindet, ein Rollenwalzenpaar 36 geschaltet, welches dem Draht 19 im Sinne der Zargenfläche beispielsweise eine konkave Form aufdrückt, um die Auflagefläche mit der zugehörigen Zarge im Schweisspunkt optimal zu gestalten. Speziell beim Schweissen verzinkter Bleche, welche meist grössere Blechstärken aufweisen und insbesondere höhere Stromstärken verlangen, bringt diese Massnahme gö|r.sse Vorteile mit sich.

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Im Sinne einer Vereinfachung der Masehinengestaltung hat es sieh ferner als vorteilhaft erwiesen, den Transport des Schweissgutes, insbesondere der Bleehkörper für die Dosenherstellung, mit Hilfe des bewegten Elektrodendrahtes 19 vorzunehmen und auf spezielle Ketten und andere Transportmittel zu verzichten. Dies geschieht durch die Bewegung des Drahtes 19, welcher über konische Rollen der Transportrollen 25 und 39 gezogen wird.

Auf diese Weise wird es möglich, eine halbautomatische Schweissmaschine mit einer einzigen Drahtelektrode zu schaffen, welche den gestellten Anforderungen genügt und eine optimale Ausnützung des Elektrodendrahtes gestattet, und welche, mit Ausnahme "-der. zusätzlichen Strecklänge nach dem ersten Durchgang durch den Schweisspunkt, eine doppelte Ausnutzung des Elek~ trodendrahtes gegenüber den bisher bekannten derartigen Schweiäs maschinen gestattet.

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Claims

Pate · ta1 wait Patentansprüche:

1) Halbautomatische Schweissmaschine zum Schweissen von Blechen mit annähernd punktförmig auf dem Schweissgut und flächenförmig auf Elektrodenrollen aufliegenden einteiligen, zusammenhängenden, drahtförmigen, mechanisch angetriebenen Elektroden, dadurch gekennzeichnet, dass. Mittel (29, 31, bzw. 49, 42) nach der ersten (15) und vor der zweiten Elektrodenrolle (17) sowie nach der zweiten Elektrodenrolle (17) vorgesehen sind, um die während des Sehweissens entstehenden Schlaufen aufzunehmen und die eine der Schlaufen bei unbelasteten Elektrodenrollen (15, 17) nachzuziehen.

2) Schweissmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel ie einen federbelasteten Drahtspanner (29, 31 bzw. 42, 49) umfassen.

3) Schweissmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Transport öes Drahtes (19) zwischen den Elektrodenrollen (If!j IT) ein erstes Traß§p®Ftorgan (25) und Bach der gweiten Elektrode?, ClT) eia alt ümm erstes iia toti°i@b starr g@kupp©lt;@3J₅ s";7©i'&es S^ssspoFfeöi'gajs (39) angeo^öEet ist,

4) Schweissraaschine nach Anspruch 1 oder einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drahtspanner als Hebel (31, 42) und mit einer Feder (29, 49) versehen, derart ausgebildet und angeordnet sind, dass die auf den Draht; (19) wirkende Streckkraft über den ganzen Hebelausschlag mindestens'annähernd konstant ist.

5) Schweissmaschine nach Anspruch 1 oder einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehmoment auf den Drahtspanner (42) nach der zweiten Elektrodenrolle (17) grosser ist als dasjenige auf den anderen Drahtspanner (3D, z.B. doppelt so gross.

6) Schweissmaschine nach Anspruch 1 oder einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens die Ausgangslage des einen Drahtspanners (31) durch einen Anschlag (33) fixiert ist.

7) Sehweissraaschine nach Anspruch 1 oder einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für mindestens einen Drahtspanner (42) zwei Endschalter (51,53) angeordnet sind, welche vom Hebel (42) in dessen Endlagen betätigt werden.

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