DE1950459A1

DE1950459A1 - Vorrichtung zum Schneiden oder Schweissen entlang der Durchdringungslinie von zwei Zylindern

Info

Publication number: DE1950459A1
Application number: DE19691950459
Authority: DE
Inventors: Michel Gamot
Original assignee: Air Liquide SA
Current assignee: Air Liquide SA
Priority date: 1968-10-09
Filing date: 1969-10-07
Publication date: 1970-04-16
Also published as: FR1603387A

Description

Dr. Hans-Heinrich Willrath d - « wihsbadhn, fa» 6. ι ο. 1969

Dr. Dieter Weber

PATENTANWÄLTE 19RfU^Q <*******#«**

I S3 JUHOsJ Telefon (06121) 37 2720

Telegrammadreese: WIiLPATENT Postediedt: Frankfurt/Main 6763 Ι/ϋΟΘ

Bank.: Dresdner Bank AG. Wicabaden Konto Nr. 276807

L"Air Liquide, Societe Anonyme pour l*Etude et 1'Exploitation des Procedes Georges Claude, 75» Quai d'Orsay, Paris

Vorrichtung zum Schneiden oder Schweißen entlang der Durchdringungslinie von zwei Zylindern

Priorität» vom 9. Oktober 1968 unter der P,V.No. 169 269 in Prankreich

Die Erfindung betrifft ein Gerät zum Schneiden oder Schweißen entlang der Durchdringungslinie eines ersten und eines zweiten Zylinders, das zur Führung des Schneidoder Schweißwerkzeuges einen Taster besitzt, den man in Kontakt mit einer ortsfesten Lehre verschiebt. Der Taster

ο ■ - ■

ο und das Werkzeug sind dabei auf derselben Achse getragen,

die parallel zu den Erzeugenden des «raten Zylinders v«r-

S^ läuft ♦

*"* Flg. 1 »«ißt perspektivisch und atark eoheraatieiert ein bekannt·· Gerät dieser Art, da· zu« Verschweißen ein··

Umdrehungszylinders mit einem anderen benutzt wird. Das Werkzeug 2,mit dem man die beiden Zylinder h und 6, die zuvor entlang ihrer Durchdringung^- oder Schnittlinie 7 geschnitten worden sind, verschweißen will, wird von einem Taster 8 geführt, den man in Kontakt mit einer Steuerkurve 10 verschiebt. Diese Steuerfläche, die eine lineare Lehre darstellt, hat dieselbe Form wie die Durchdringungslinie 7· Der Taster ist an das Werkzeug mittels eines Trägers 12 angeschlossen, der längs einer mit dem Zylinder 6 koaxialen Achse 14 - 14 gleiten und sich um dieae Achse drehen kann. Im allgemeinen besteht das Werkzeug 2 aus einem Schneidbrenner bzw. genauer gesagt aus der Stichflamme dieses Brenners. Der Taster 8 besteht z.B. aus einer Rolle. Diese Vorrichtung besitat den Mangel,

/man
daß 'jedes-mal, wenn man den Radius eines der Zylinder oder den Abstand bzw. Winkel zwischen deren Achsen verändert , eine andere Lehre benutzen nuß. Eine solche Lehre ist aber ziemlich schwierig zu fertigen, denn sie stellt eine Kurve vierten Grades dar. ■

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt»diese Mängel zu beheben und dieselbe Lehr· für Zylinder unterschiedlichen Radius gebrauchen zu können, wobei diese Lehren außerdem leicht herzustellend» zylindrische Oberflächen haben.

Das Gerät nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Lehre fixiert ist und aus eines Zylinder,dessen Erseugessde parallel zn denjenigen dee »weiten Zylinders

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sind, oder aus einer annähernd zylindrischen Oberfläche besteht.

der

Xn 'Zeichnung sind schematisch beispielshalber vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung dargestellt.

Fig. 1 zeigt eine bekannte Vorrichtung;

Fig. 2 und 3 stellen eine erste Ausführungsform der Br- g

findung im Aufriß und in Seitenansicht und zwar in zwei verschiedenen Weisungsmomenten dar;

Fig. h und 5 geben eine andere Ausführungsform der Erfindung wieder;

Fig. 6 und 7 zeigen noch eine andere Ausführung3form;

Fig. 8 und 9 stellen eine weitere Ausführungsform der Erfindung dar;

Fig. 10 zeigt koordinierte Achsen für die Vorrichtung nach Fig. 8 und 9.

Im folgenden ist angenommen, daß es sich um die Verschweißung von zwei Zylindern k und 6 von unterschiedlichem Durchmesser miteinander mittels eines Schweißbrenners handelt. Der Zylinder 6 von kleinerem Durchmesser steht senkrecht, und die Zylinder sind zunächst entlang ihrer Durchdriiging geschnitten worden. Die Achsen der beiden Zylinder k und 6 sind 16-16 bzw. 14- 1^. Der Zylinder 6 spielt die Rolle des ersten Zylinders und der Zylinder k die des zweiten Zylinders.

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Flg. 2 ist eine Schnittansicht in der Ebene II - II der Fig. 3, die durch die Achse 1fr - ifr gelegt ist. Fig. 3 ist eine Projektion auf eine Ebene parallel zu den Achsen 1fr „ 1fr und 16 - 16. In jeder dieser Figure« ist die Vorrichtung in dem Augenblick wiedergegeben, wo der Taster und der Brenner sich in der Ebene befinden, die durch die Achse 1fr - 1fr geht und parallel zur Zeichenebene ist. Die Vorrichtung nach Fig. 2 und 3 dient zum Anschweißen eines Umdrehungszylinders 6 an einen Zylinder fr von beliebiger Ausrichtung»betrachtet vom Ende in Fig. 2 und in Seitenansicht in Fig. 3· Die Achcen der Zylinder befinden sich auf einem Abstand d, der auch null sein kann.

Die Lehre 10 ist eine Zylinderoberflache, die durch geradlinige Bewegung des Zylinders fr parallel zur Achse 1fr - 1fr des Zylinders $ über eine Länge 1 erhalten worden ist. Die Länge 1 ist nach Belieben so gewählt, daß sie die Arbeit erleichtert. In Fig. 3 ist die Lehre im Schnitt durch die Ebene wiedergegeben_r welche die Achse 1fr - ifr enthält und parallel zur Achse 16 - 16 verläuft. Der Taster 8, der z. B. durch «ine Feder zum bleibenden Kontakt an der Lehre 10 angedrückt wird, 1st mit dem Brenner 2 verzugsfrei, abgesehen von Einstellungen,verbunden. Die Gesamtheit aus Taster und Brenner wird beispielsweise mittels einer Buchse 18 auf einer im wesentlichen mit dem Zylinder 6 koaxialen Achse 20 geführt, &%&£ der die Buchse gleitbar und drehbar let.

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Der Träger 12 umfasst die Buchse 18,einen an der Buchse 18 starr befestigten Arm 22, der nicht-parallel zur Achse 20 ■ sein MJlSt eine mechanisch starre Verbindung zwischen dem Taster und dem Brenner,und diese Verbindung weist eine Buchse 2k auf, die eine Gleitbewegung längs des Armes 22 gestattet. Der Träger 12 ist derart ausgeführt, daß der Brenner und der Taster sich ständig auf derselben Parallele zur Achse \k - 14 und in einem Abstand 1 voneinander befinden, der die Lage der Lehre 10 bestimmt. Bine Schraube 26 gestattet vor jeder Schweißung,die Buchse 2k auf dem Arm in einer solchen Lage festzulegen, daß der Abstand zwischen der Achse i4 - Ik und dem Taster und damit auch dem Schneidbrenner gleich dem Radius FL des Zylinders 6* ist. Andererseits wird er durch die Lehre «xd den Taster gezwungen, in gleicher Weise dem Zylinder k zu folgen. Dr folgt also der Durchdringungelinie der beiden Zylinder.

Wenn man den Schweißbrenner durch einen Saueretoffschneidbrenner ersetzt, kann die dargestellte Vorrichtung auch zum Schneiden des Zylinders k nach der Durchdringungslinie 7 dienen, wobei der Zylinder Odaim nicht vorhanden ist. Zur gleichen Zeit kann man den Zylinder 6 abschneiden, wenn er sich oberhalb der Stelle befindet, die er aaoh der Schweißung einnehmen soll. Bin zweiter Brenn«? let dann oberhalb dee Brenners 2 auf derselben Senkrechten vorgesehen. Man kann tm.@h den Zylinder 6" alle!» abeeimeiden, wenn sieh der Zylinder k aioht an seiaes Pl&is he-

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findet, aber die Lehre 10 ist so konstruiert und angeordnet ,als ob der Zylinder 4 an dem Platz wäre, den er gegenüber dem Zylinder 6 einnehmen soll. Dasselbe gilt für andere Aueführungsformen der Erfindung.

Venn man nacheinander Zylinderpaare schweißt, deren Zylinder 4 dieselbe Leitlinie . hat, wird die Lehre 10 nicht gewechselt. Man regelt die Lage der Buchse 24 auf dem Arm 22 nach dem Radius R₁ des Zylinders 6 und bringt die Achse 20 zum Zusammenbau mit der Achse Ik - 14 dieses Zylinders.

Der Zylinder 4 braucht kein Umdrehungszylinder.zu sein. Figuren 4 und 5 zeigen eine Abwandlung, die es gestattet: zu Schweißen und Schneiden»wenn der Zylinder 6 kein Umdrehungszylinder ist. Die Darstellung der Fig. k entspricht der Fig. 2 und Fig» 5 ist eine Draufsicht auf die beiden Zylinder. Bei dieser Abwandlung ist die Buchse 24 nicht auf dem Arm 22 festgelegt. Sie wird durch einen Taster 28 verlagert, der sich an dem Zylinder 6 abstützt.

Figo 6 und 7 zeigen in analoger Weise zu Flg. 2 und 3 eine Maschine susi lusaHn«nsoliweiSen oder Absehneiden zwei Usedrehungässylisidem k und 6 w&tmT ¥®rtreadung Lehre 10, unabhängig von des Radius R_ des

h. Als Lehre -verwendet m&& hmlnmn lylisder 3ö₉ vos^dsm Zyliadar¹ 4 dus>eh ein©

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auf der Achse 14- 14 des Zylinders 6 um die Länge 1 abgeleitet ist, sondern einen Zylinder 10 von willkürlichem Radius a, der von dem Zylinder 30 durch eine Homothetie abgeleitet ist, deren Mittelpunkt 32 auf dem Schnittpunkt der Achse 14 - 14 mit dem Zylinder 30 liegt und dessen Verhältnis a s R₂ ist.

Der Taster 8 muß sich gemäß Punkten verschieben, die von derselben Homothetie solcher Punkte wie 34 abgeleitet sind, die auf dem Zylinder 30 auf dem Abstand R₁ von der Achse 14 - 14 liegen. Die Führungen des Brenners 2 und des Tasters 8 erfolgen durch die mechanische Einrichtung in folgender Welses

Der Brenner wird von der Stange 36 getragen, die mit einer Buchse 38 und einem Taster k0 ausgerüstet ist. Die Buchse wird nach Einstellung der Maschine auf einem Arm 22 festgelegt, der sich um die Achse 20 drehen und auf ihr gleiten kann. Diese Festlegung ist derart, daß der Abstand zwischen der Achse 14 - lh und dem Brenner gleich R₁ ist. Die Buchse gewährleistet, daß die geradlinige Verbindung zwischen 2 und ko parallel zur Achse 14-14 bleibt. Der Taster 4o bleibt zwangläufig im Kontakt »it einem Hebel 42, der sich um einen Punkt 43 der Achse 20 drehen kann, aber in derselben Ebene mit dem Arm 22 bleibt. Die Neigung des Hebels 42 l*t durch eine Stange 44 gegeben, die parallel zur Achse 14 - 14 Mittel* einer Buchse 48 geführt wird, in welcher sie

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gleitbar ist. Bei der Einstellung wird diese Buchse am Arm 22 in solcher Lage festgelegt, daß der Abstand zwischen der Stange kh und der Achse 20 oder 14 - 14 gleich a χ R₁ : R„ ist. Da der Taster 8 den Kontakt mit der Lehre 10 beibehält, folgt er so einem homothetischen Weg der Punkte 3^.

Die Stange kh besitzt auf einem Abstand vom Taster 8 gleich dem Abstand I¹ zwischen 32 und kj eine Führung k6, in der der Hebel kZ läuft. Wenn der Taster 8 sich entlang der Lehre 10 bewegYpeschreibt die Führung k6 dieselbe Linie^versetzt nach unten um den Abstand I^ und der Taster kO beschreibt eine homothetische Linie im Verhältnis R_ t a mit dem Punkt 43 als Homo the tie ζ ent rum. Die Kurve j die der Taster 4O beschreibt,liegt also auf einer parallelen Fläche zur Fläche 30, also auch parallel zum Zylinder k. Sie befindet sich ebenfalls entsprechend der Einstellung der Buchse 38 auf einem Abstand von der Achse 14 - 14 gleich R₁ ebenso wie der Brenner 2.

Fig. 8 und 9 stellen eine Abwandlung des vorstehenden Falles dar, wobei die beiden Zylinder noch Umdrehungszylinder sind und ihre Achsen rechtwinkelig zueinander und/konkurrierend, sind. Die Darstellungen entsprechen denen der Figuren 6 und 7» Der Gelenkpunkt Uj des Hebels HZ befindet sich auf einem Abstand 1" von der Stelle, wo die Achse Ik - 14 in den Zylinder k eindringt. Der Abstand zwischen dem Brenner 2 und dem Taster kO ist

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_ ο —

ebenfalls gleich 1". Die Stange 44 1st bei 46 an den Hebel 42 angelenkt. Sie bleibt parallel zur Achse 14 - 14, weil sie die eine Seite eines Gelenkparallelogramms 43, 46, 52, 54 bildet. Die Seite 43 *- 46 und 52 - 54 sind aufgrund der Konstruktion gleich einer Länge bR₁ : R₂, wobei b eine willkürliche Länge ist. Der Taster 8 befindet sich auf einem willkürlichen Abstand ο von dem Taster 46. Die Buchse 38 1st an dem

Arm 22 derart festgelegt, daß der Brenner und der Λ

Taster 4θ sich auf dem Abstand R von der Achse 14 - 14 befinden. Der Brenner bleibt also auf der Oberfläche des Zylinders 6. Damit er gleichzeitig auf der Oberfläche des Zylinders 4 bleibt, wird der Taster zwangläufig im Kontakt mit einer Lehre 10 gehalten, die wie folgt durch ihre Gleichung definiert ist.

Fig. 10 zeigt perspektivisch wie die Bezugsachsen für die Definition der Lehre liegen.

Ursprungs —punkt 0 ist ein Punkt 56 auf der Achse 14 -Die Achse OZ ist parallel zur Achse 14 - Ik. Die Achse OY ist parallel zur Achse 16 - 16„ Die Achse OX steht senkrecht zu den beiden vorstehenden.

Die Oberfläche der Lehre 10 wird definiert durch kartesieche Koordinatennach der Gleichung:

/2 2ν / 2 2 2χ ..2 2/2 2ν _ft (χ * ζ ) (χ ♦ y * ζ ) - 4b ζ (χ + y ) « 0

Venn P «in Punkt dieser Oberfläche ist, P' dl· Projektion

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■■■- ίο -

von P auf die Ebene xoy, γ der Winkel von OP mit OP¹ und θ der Winkel von OP* mit ox ist, so ist in polaren Koordinaten die Oberfläche definiert durch

X= b + sin \ ι (cos θ cos \ + sin T )

Diese Oberfläche ist längs der Achse oy mit einem Zylinder überosculierencE,» wobei der Zylinder 10 wie bei den Figuren 6und 7 definiert ist, wenn man für b eine Länge gleich dem Radius a dieses Zylinders 10 wählt. Man kann also ohne einen wesentlichen Fehler hervorzurufen diese Oberfläche durch einen Zylinder ersetzen, dessen Oberfläche leicht anzufertigen ist.

Die dargestellten Vorrichtungen können abgewandelt werden ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE

J) Vorrichtung zum Schneiden oder Schweißen entlang der Durchdringungslinie eines ersten und eines zweiten Zylinders mit einer Führungseinrichtung für das Schneid- oder Schweißwerkzeug, einen in Kontakt mit einer ortsfesten Lehre verschiebbarer Taster, wobei Taster und Werkzeug auf derselben Achse parallel zu den Erzeugenden des ersten Zylinders getragen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die ortsfeste Lehre aus einem Zylinder mit Erzeugenden parallel zu denen des zweiten Zylinders oder aus einer angenähert zylindrischen Oberfläche besteht.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lehre aus einer zylindrischen Oberfläche besteht, die aus der Gesamtheit oder einem Teil des zweiten Zylinders durch Translation und gegebenenfalls Homothetie erhalten ist.
3. Gerä-t nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Taster und der Brenner nach erfolgter Einrichtung eine unveränderliche Einheit bilden, die parallel zu sich selbst auf einem Arm gleitbar ist, der seinerseits längs der

■ Tragachse des Tasters und des Werkzeuges gleitbar und

ο um diesen Arm drehbar ist.
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4. Vorrichtung nach Anspruch 2 mit einer zylindrischen Oberem fläche als Lehre, die aus der Gesamtheit oder einem Teil

-. 12 -

des zweiten Zylinders durch Translation und Homothetie erhalten worden, ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Taster und der Brenner eine unveränderliche Einheit bilden, die dem Brenner eine homothetische Verlagerung zu derjenigen des Tasters erteilt, wobei das Verhältnis dieser Homothetie umgekehrt zu dem der erstgenannten Homothetie ist.

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