DE2237061C3

DE2237061C3 - Vorrichtung zum Verschweißen von Blechen, Paneelen o.dgl

Info

Publication number: DE2237061C3
Application number: DE19722237061
Authority: DE
Inventors: Helmut Ing.(Grad.) 6000 Frankfurt Bauer
Original assignee: Messer Griesheim GmbH
Current assignee: Messer Griesheim GmbH
Priority date: 1972-07-28
Filing date: 1972-07-28
Publication date: 1978-03-23
Also published as: FR2236599B3; DE2237061A1; NL7308364A; FR2236599A1; GB1421947A; DE2237061B2

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verschweißen von Blechen, Paneelen oder dgl., bestehend aus einem Fahrwerk und wenigstens einem an diesem angeordneten Schweißbrenner und mit mindestens einer dem Schweißbrenner zugeordneten Abtastrolle, y> die auf den einander zugeordneten Kanten der zu verschweißenden Bleche vorgesehen ist.

Schweißvorrichtungen, bei denen dem Schweißbrenner eine Abtastrolle zugeordnet ist, sind bereits bekannt, wie dies die US-PS 24 03 221 sowie die DL-PS 60 914 zeigen.

Zum Stand der Technik ist weiterhin eine Schweißvorrichtung zu zählen (OE-PS 2 72 802), welche dazu dient, Trapezbleche senkrecht an einem Grundblech anzuschweißen. Um während des Schweißvorganges bo den Brenner an die durch die Form des Trapezbleches bedingte unterschiedliche 1 lohe anzupassen, ist dieser mit einer Abtastrolle ausgestattet, welche auf dem Trapezblech entlang läuft. Des weiteren ist dem Schweißbrenner ein Fühler zugeordnet, durch den der <<5 Brenner stets in die richtige Schweißstellung zur Schweißung einer Kehlnaht zwischen Grund- und TraDezblech verschwenkt wird.

Schließlich sei noch auf die DT-OS 17 52 479 verwiesen, in welcher eine Einrichtung zur automatischen Führung eines Schweißbrenners auf Schweißspaltmitte mit Tastankern dargestellt ist

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches zu schaffen, mit der Bleche über einen großen Bereich hinweg aneinandergeschweißt werden können, wobei trotz vorhandenem Blechvorsatz im Bereich der die Schweißfuge bildenden Blechkanten eine optimale Schweißnaht erzielt wird.

Zur Lösung der genannten Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Abtastrolle verschwenkbar ist und über eine gleichfalls verschwenkbare Steuerschwinge mit dem Schweißbrenner verbunden ist.

Aufgrund dieser erfindungsgemäßen Ausbildung der Schweißvorrichtung ist es vorteilhaft möglich, den Schweißbrenner so entsprechend dem Versatz der zu verschweißenden Blechkanten quer zur Schweißrichtung zu verschwenken, daß stets eine die Schweißfuge vollständig ausfüllende Schweißnaht erhalten wird.

Die Abtastrolle kann sich aufgrund ihrer Verschwenkbarkeit jeder Veränderung des Blechversatzes anpassen und diese Veränderung unmittelbar auf den Schweißbrenner übertragen, der sich dadurch entsprechend der Schrägstellung der Abtastrolle quer zur Schwcißnehtung verschwenkt. Durch diese Verbindung der Abtastrolle mit der Steuerschwinge wird eine kompakte Baueinheit gebildet, durch welche die Abtastrollenverschwenkung — wie oben erwähnt — sofort und verzögerungsfrei dem Schweißbrenner mitgeteilt wird.

Zur Optimierung der Baueinheit — bestehend aus Schweißbrenner, Steuerschwinge und Abtastrolle — ist es weiterhin von Vorteil, wenn bei der die Abtastrolle tragenden Steuerschwinge sowohl ein Motor für die Pendelbewegung des Schweißbrenners als auch eine Lagerung für den Schweißbrenner vorgesehen sind.

Von Vorteil ist es hierbei weiterhin, wenn der verschwenkbare Schweißbrenner von einer Pendelschwinge aufgenommen ist, die mit ihrem einen Ende an der Steuerschwinge drehbar gelagert ist und in deren anderes Ende der Motor für die Pendelbewegung eingreift.

Weitere Vorteile ergeben sich aus den übrigen Patentansprüchen, sowie aus der nachstehenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, die im Zusammenhang mit der beigefügten Zeichnung zur weiteren Erläuterung dient. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht des oberen Teils eines Überkopf-Schweißbrenner-Aggregates im Schnitt einschl. der Erfindung

F i g. 2 den unteren Abschnitt des Aggregates aus Fig.l

Fig.3 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Abtastrolle von links aus F i g. 1 und

F i g. 4 sowie F i g. 5 vereinfachte Darstellungen eines Versatzes der Kantenbleche mit angepaßter Schrägstellung der Abtastrolle.

Die Fig.l und 2 zeigen in Gesamtansicht ein Schweißaggregat 10. Ein solches Schweißaggregat kann beispielsweise in einer Paneel-Schweißanlage zum MAG-Überkopfschweißen vorgesehen werden Der Hauptbestandteil dieses Schweißaggregates ist ein Schutzgas-Schweißbrenner 12, der unterhalb der zu verschweißenden Bleche 14, 16 (F i g. 3) angeordnet ist. Der Schweißbrenner 12 weist einen Düsenkörper 18 auf. In dem Düsenkörper wird über eine Leitung 22 der

(nicht dargestellte) Schweißdraht zugeführt. Weiterhin wird über einen Anschlußstutzen 24 Schutzgas (CO2) und über einen weiteren Stutzen 26 Kühlwasser dem Schweißbrenner zugeleitet, das diesen üoer eine (nicht dargestellte) Ausgangsleitung wiede ' verläßt.

Der Schweißbrenner 12 ist, wie F i g. 1 zeigt, mit einer Platte 28 verschraubt, die ihrerseits wiederum an einem als Pendelschwinge 30 bezeichneten Winkeleisen befestigt ist. Das obere, in F i g. 1 links neben dem Schweißbrenner 12 vorgesehene Ende der Pendelschwinge 30 dient als Lagerung 32 für den Schweißbrenner und besteht aus einer Bohrung 34, in welche Wälzlager 36 eingebaut sind. Die Wälzlager 36 und durch diese der gesamte Schweißbrenner 12 werden von einem Drehbolzen 38 gehalten, der selbst in einer Steuerschwinge 40 befestigt ist. Die Steuerschwinge 40 weist ebenfalls im Bereich des Drehbolzens 38 eine Wälzlager 44 aufnehmende Ausnehmung 42 auf.

An einem Vertikalschlitten 46 der Scnweißvorrichtung, welcher in seiner Höhe gegenüber der Vertikalführung 47 um ein gewisses Maß verstellbar ist, ist ein Schraubbolzen 48 befestigt, an dessen freiem Ende die in der Steuerschwinge 40 angeordneten Wälzlager 44 drehbar gelagert sind.

An dem in Fij: 1 unteren Ende der Steuerschwinge 40 ist ein Elektromotor 50 angeflanscht. Dieser Motor, in dessen Innerem ein die hohe Drehzahl redi. zierendes Planetengetriebe angeordnet ist, trägt an seiner Antriebswelle einen Exzenter 52, der in einer schlitzförmigen Ausnehmung 31, welche der Pendelschwin^e in diesem Bereich die Form einer Gabel verleiht, angeordnet ist.

Bei Einschalten des Motors 50 wird über den Exzenter 52 der Schweißbrenner in e..ie schnelle Hin- und Herbewegung versetzt. Dabei pendelt der Schweißbrenner um die Lagerung 32, und zwar mit einer Pendelfrequenz von bis zu 25 Hz. Die Pendelbewegung des Schweißbrenners 12 erfolgt quer zur Schweißnahtlängsrichtung — also aus der Zeichnungsebene heraus —.

An dem den in Überkopfposition zu verschweißenden Blechen zugekehrten Ende der Steuerschwinge 40 ist erfin.dungsgemäß eine Abtastrolle 54 vorgesehen. Wie aus F i g. 3 ersichtlich, ist die Abtastrolle 54 drehbar von einem Lagerstift 56 gehalten, der in beidseitig vorgesehenen Lagerböcken 58 befesti"' ^;st. Die Abtastrolle 54 besitzt an den beiden Stirnenden jeweils einen Spurkranz 60, 62. Wie F i g. 3 weiterhin zeigt, ist die Abtastrolle 54 der zu verschweißenden Fuge 64 so zugeordnet, daß jeder Spurkranz 60, 62 an einer Kante 66 bzw. 68 der aneinanderliegenden Bleche 14, 16 anliegt.

Um sicherzustellen, daß die Abtastrolle 54 mittels ihrer beiden Spurkränze 60, 62 auch stets beidseitig der Schweißfuge 64 an den Blechen 14, 16 anliegt, ist dem die Steuerschwinge 40 tragenden Vertikalschlitten 46 eine Anpreßeinrichtung zugeordnet. Diese Anpreßeinrichtung besteht im Ausführungsbeispiel aus einer Druckfeder 70, die mit ihrem oberen Ende an einem mit dem Vertikalschlitten 46 fest verbundenen Block 72 anliegt und deren unteres Ende (vergl. hierzu F i g. 2) von einer Druckplatte 74, welche einer die Feder führenden Spindel 76 zugeordnet ist, gehalten ist. Die Spindel 76 ist einstellbar, so daß dadurch die auf die Abtastrolle 54 wirkende Federkraft ebenfalls in ihrer Größe regelbar ist

Die gesamte, oben beschriebene Vorrichtung ist über die Vertikalführung 47 mit einem Ouerschlitten 78 verbunden, durch welche die Schweißrichtung seitlich, d. h. quer zur Schweißrichtung, verschoben werden kann, so daß dadurch die Feineinstellung des Schweißbrenners 12 und auch die richtige Positionierung der erfindungsgemäßen Abtastrolle 54 zur Schweißfuge 64 vorgenommen werden kann.

Wenn nun im Betrieb der Vorrichtung zwei Bleche miteinander zu verschweißen sind wird zunächst, wie oben angedeutet, der Schweißbrenner und damit auch

ίο die fest mit diesem verbundene Abtastrolle zur Schweißfuge ausgerichtet, derart, daß der Schweißbrenner im richtigen Abstand unter der Schweißfuge und exakt zu deren Mittelachse angeordnet ist und die Abtastrolle 54 mittels ihr τ beiden Spurkränze 60,62 an den Kanten 66, 68 der ζ j verschweißenden Bleche 14 bzw. 16 zur Anlage kommt (vergl. hierzu F i g. 1 und 3).

Während des Schweißvorganges, bei welchem gemäß dem Ausführungsbeispie! die Schweißfuge durch Überkopfschweißen durch den quer zur Schweißrichtung (Pfeil S in Fig. 1) pendelnden Schweißbrenner 12 geschlossen wird, läuft die Abtastrolle um ein konstruktiv bestimmtes Maß vor dem Schweißbrenner 12. Wenn nun während des Schweißvorganges der Schweißbrenner an eine Stelle gelangt, an welcher die miteinander zu verschweißenden Bleche 14, 16 nicht in einer Ebene liegen, wie dies in F i g. 3 angedeutet, sondern ein Blech gegenüber dem anderen Blech versetzt ist (Fig. 4 und 5), so wird durch diesen gegenseitigen Blechversatz die vorlaufende, durch Federkraft an den Blechkanten 66, 68 gehaltene Abtastrolle 54 in ihrer horizontalen Achse verschwenkt. Einer der Spurkränze wird also dabei durch das jeweils tiefer liegende Blech 14 oder 16 nach unten gedrückt und dadurch gleichzeitig die .Steuerschwinge 40 entsprechend verschwenkt. In dieser

3· Schwenkstellung übt die Feder 70 auf die Abtastrolle 54 eine Stellkraft aus, welche die Abtastrolle in ihrer Position hält. Der Drehpunkt D, um welchen sich die Abtastrolle 54, bedingt um das Maß des Blechversatzes verschwenkt, liegt in der Mitte einer gedachten Verbindungslinie zwischen den Endpunkten der beiden einander zugeordneten Blechkanten 66, 68. Die Steuerschwinge 40 wird während dieser Verschwenkung der Abtastrolle 54 nach rechts oder links (Fig. *■ oder 5) in der Ausnehmung 42, welche — wie F i g. 3 zeigt — als eine Kreisbahn ausgebildet ist, durch die Wälzlager 44 geführt.

Bedingt durch die Verschwenkung von Abtastrolle und Steuerschwinge wird über den als letzterer angeflanschten und damit ebenfalls verschwenkten Motor 50 und durch dessen in der schlitzförmigen Ausnehmung 31 der Pendelschwinge 30 spielfrei geführten Exzenter 52 die Pendelschwinge um einen gewissen Winkelbetrag quer zur Schweißrichtung verstellt. Die Verschwenkung der Pendelschwinge

s5 erfolgt hierbei um ihre Lagerung 32. Da nun aber der Schweißbrenner 12 fest mit der Pendelschwinge verbunden ist, wird dieser ebenfalls verschwenkt. Die Neigung des Brenners zu seiner normalerweise vertikalen Schweißrichtung kann hierbei bis zu ± 15^C

(«1 betragen.

Durch die Schrägstellung des Schweißbrenners 12, hervorgerufen durch die Verschwenkung der Abtastroi Ie entsprechend dem Blechversau, ist nunmehr gewährleistet, daß eine exakte Schweißnaht, beginnend

¹^ von den Ecken der Blechkanten 66,68, erhalten wird.

Wenn diese erfindungsgetnäße Anpassung der Schweißbrennerstellung an den Blechversatz, wie es bisher der Fall war. nicht erfolgt, so würde eine·

ungleichmäßige Schweißnaht entstehen, d. h. es entstehen Randkerben, was eine baldige Zerstörung der Schweißnaht und damit auch der Schweißkonstruktion zur Folge hätte.

Durch die erfindungsgemäße Abtastwelle ist weiterhin ein stets gleichmäßiger Abstand des Schweißbrenners von der Schweißfuge gewährleistet, unabhängig davon, wie wellig die zu verschweißenden Bleche sind.

Im vorliegenden Ausftihrungsbeispiel ist wohl eine MAG-Überkopfschweißvorrichtung beschrieben, es ist aber selbstverständlich möglich und liegt im Rahmen der Erfindung, die Abtastrolle auch für Schweißvorrichtungen zu verwenden, die von oben nach unten schweißen, wie z. B. eine MIG- oder UP- Schweißvorrichtung.

Durch die weiterhin in vorteilhafter Weise vorgesehene Anordnung des Pendelmotors 50 direkt an der Steuerschwinge 40 ist ein unmittelbares Eingreifen dessen die Pendelbewegung bewirkenden Exzenters 52 in die Pendelschwinge gewährleistet, was einen sehr kurzen Pendelweg bei geringer Massenbewegung sicherstellt, so daß dadurch eine — gegen bisher — wesentlich höhere Pendelfrequenz von bis zu 25 H? erhalten wird.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Verschweißen von Blechen, Paneelen oder dgl, bestehend aus einem Fahrwerk und wenigstens einem an diesem angeordneten Schweißbrenner und mit mindestens einer dem Schweißbrenner, in Schweißrichtung gesehen, vorgeordneten Abtastrolle, die auf den einander zugeordneten Kanten der zu verschweißenden Bleche vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastrolle (54) verschwenkbar ist und über eine gleichfalls verschwenkbare Steuerschwinge (40) mit dem Schweißbrenner (12) verbunden ist

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der die Abtastrolle (54) tragenden SteueiTSchwinge (40) sowohl ein Motor (50) für die Pendelbewegung des Schweißbrenners (12) als auch eine Lagerung (32) für den Schweißbrenner (12) vorgesehen sind.

3. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der verschwenkbare Schweißbrenner (12) von einer Pendelschwinge (30) aufgenommen ist, die mit ihren; einen Ende an der Steuerschwinge (40) drehbar gelagert (32) ist und in deren anderes Ende (31) der Motor (50) für die Pendelbewegung eingreift.

4. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Anspräche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastrolle (54) beidseitig angeordnete Spurkränze (60,62) aufweist, von denen ein jeder auf einer Kante (66,68) der Bleche (14,16) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastrolle (54) mittels einer der Steuerschwinge (40) zugeordneten Einrichtung (70) gegen die Kanten (66, 68) der Bleche (14,16) preßbar ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Anpreßeinrichtung eine Druckfeder (70) vorgesehen ist.