DE2245909A1

DE2245909A1 - Verfahren zum verschweissen von metallstreifen und bandstreifen-abschmelzschweissmaschine zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE2245909A1
Application number: DE19722245909
Authority: DE
Inventors: John Colin Clews
Original assignee: British Federal Welder and Machine Co Ltd
Current assignee: British Federal Welder and Machine Co Ltd
Priority date: 1971-09-22
Filing date: 1972-09-19
Publication date: 1973-03-29
Also published as: FR2153341B1; JPS4872049A; IT967701B; FR2153341A1; GB1367784A; BE789205A

Description

P A T E N T A N W Ä L T E

DIPL.-IN6. DR. IUR. DIPL.-ING,

VOLKER BUSSE DIETRICH BUS

45 Osnabrück , "den 18. September 1972

MOSERSTRASSE 2Ο/24 L/Th

BRITISH FEDERAL WELDER & MACHINE COMPANY LIMITED Castle Mill Works, Dudley, Worcestershire, England

Verfahren zum Verschweißen von Metallstreifen und Bandstreifen-Abschmelzschweißmaschine zur, Durchführung des Verfahrens

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verschweißen von Metallstreifen in einer Bandstreifen-Abschmelzschweißmaschine und eine Bandstre.ifen-Abschmelzscheißmaschine zur Durchführung des Verfahrens. Maschinen dieser Art werden zum gegenseitigen Verbinden von Metallstreifen verwendet, die alsdann als ein druchgehender Bandstreifen einer Weiterbe- und -Verarbeitung zugeführt werden. Der Schweißvorgang muß schnell durchgeführt werden und Schweißverbindungen einheitlicher höher Qualität ergeben. Die normale Vorbereitung für das Verschweißen von Streifen umfaßt ein Abschneiden der Enden des alten und des neuen Streifens auf einer Bahn außerhalb der Schweißmaschine und Anlegen dieser Flächen an einen Meßstab. Das Ausrichten der Streifenenden mit dem Meßstab ist ausschlaggebend für zufriedenstellende Setoeißergebnisse

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und unterliegt der Kontrolle einer Bedienungsperson, was zu Mängeln in der Konsistenz aufeinanderfolgender Schweißverbindungen führen kann.

Das Einbeziehen von Abschmelzschweißmaschinen für Spulenverbindungsvorgänge in kontinuierliche Abbrenn-, Entzunderungs- bzw. Abbeizstraßen erfordert ein Aufstellen der Abschmelzschweißmaschine im Eingangsabschnitt der Straße, wobei der Bandstreifen vor Durchlaufen der kontinuierlichen Straße vereinigt wird.

An der Stelle, an der die Schweißverbindung hergestellt wird, ist daher noch Oberflächenverzunderung an dem Streifen vorhanden,

Dieser Zunder, der einen höheren Widerstand als Stahl hat, setzt dem Stromdurchgang in den Streifen während des Schweißvorgangee Widerstand entgegen und bewirkt zusätzlich, daß hohe Temperaturen an der Oberfläche des Materials auftreten. Dies führt zu einem Aus fressen und Erodieren der Werkzeugflächen der Naschine.

Die Dicke und das Haftvermögen des Zunders sind unkontrolliert. Sein Vorhandensein trägt daher eine Variable in den Schweißvorgang hinein und verursacht Schwierigkeiten bei der Herstellung von Schweißverbindungen gleichbleibend hoher Qualität.

Die DT-OS 2 163 014- der Anmelderin enthält bereits Vorschläge zur Verbesserung und Vereinfachung des SchweißVorgangs.

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Aufgabe der Erfindung ist es, den Schweißvorgang weiter zu verbessern.

Hierzu sieht das Verfahren nach der Erfindung vor, daß die' Enden der Metallstreifen in einem Einspannbereich angeordnet und eingespannt, die Streifenenden gereinigt und abgeschnitten und die abgeschnittenen Streifenenden im Einspannbereich verschweißt werden.

Die Bandstreifen-Abschmelzschweißmaschine nach der Erfindung zur Durchführung des Verfahrens ist gekennzeichnet durch Spannvorrichtungen zum Einspannen der End,en von Metallstreifen in einem Einspannbereich, eine Reinigungsvorrichtung zum Reinigen der Streifenenden und eine Abscher- bzw. Schneidvorrichtung zum Abschneidender Streifenender. zwischen den Spannvorrichtungen.

Mehrere Ausführungsbeispiele des Gegenstands der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. la - Ig eine Übersicht zur Veranschaulichung einer

Reihenfolge von Stufen bei der Vorbereitung. zum Schweißen.

Die Fig. la bis Ig zeigen die vorbereitenden Arbeitsstufen für das Schweißen in einer Bandstreifen-Abschmelzschweißmaschine, die im wesentlichen derjenigen nach der obengenannten DT-OS

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2 163 014 entspricht. Die Maschine ist mit Haupt- und Hilfsspann- bzw. -klemmvorrichtungen 10 und'11 für die nachlaufende Kante des alten Metallstreifens 14 sowie Haupt- und Hilfsspann- bzw. -klemmvorrichtungen 12 und 13 für die vorauslaufende Kante des neuen Streifens 15 versehen. Zwischen den Hauptspannvorrichtungen 11 und 12 befindet sich ein Spann- bzw. Schneidbereich 16. Die Hilfsspannvorrichtungen 10 und 13 sind für eine Bewegung relativ zu den Hauptspannvorrichtungen mit hydraulischen Antriebseinheiten (nicht dargestellt) verbunden. Fig. la zeigt die Vorrichtung in der Ausgangsposition.

Fig. Ib zeigt sämtliche Spannvorrichtungen kurz vor dem Schließen. Die Enden der Streifen befinden sich im Bereich 16, der bei dieser Ausführung etwa 23 cm (9") lang ist, d. h. der Abstand ■zwischen den Hauptspannvorrichtungen 11 und 12 beträgt etwa 23 cm (9"). Die Bedienungsperson braucht zur Durchführung eines Schervorganges lediglich sicherzustellen, daß die Streifenenden jeweils mindestens etwa 2,5 cm (1") in den Bereich 16 hineinragen. Dies ist leicht zu bewerkstelligen und erfordert wenig Geschick seitens der Bedienungsperson.

Nun erfolgt gemäß Fig. Ic die Reinigung. Bei der dargestellten Ausführung werden hierzu vier rotierende laminierte Schleifräder 19 verwendet, die mit Karborundschleifmittel beschichtet sind. Die Räder werden von den Wellen doppelseitiger Antriebsmotoren getragen. Diese Einheit ist an einer Stahlbalkenkonstruktion gehalten, die in der obengenannten DT-OS 2 I63

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ausführlicher.beschrieben ist. Die Aufgabe der Schleifräder bei ihrem Durchgang durch den Zwischenraum für' das Schweißwerkzeug besteht darin, unerwünschte Oberflächenüberzüge vom Material über die volle Breite des Streifens und über einen dem Bereich der Spannbacken der Schweißmaschine entsprechenden Bereich zu entfernen. Die Schleifräder werden.sowohl während des Vorlauf- als auch während des Rücklaufhubes des Haltebalkens betätigt, um ein Zweigang-Reinigungssyjkem zu schaffen.

Entsprechend der Darstellung in Pig. Id wird sodann eine Schervorrichtung betätigt, um- Schneidglieder 20 durch den Bereich l6 hindurchzubewegen. Gemäß der genannten DT-OS 2163 014 durchqueren die Schneidglieder 20 den Bereich 16 in horizontaler, statt in sonst üblicher vertikaler Richtung.

Die Hauptspannvorrichtungen 11 und 12 werden nun geöffnet (Fig. Ie) und die hydraulischen Antriebseinheiten betätigt, um die Hilfsspannvorrichtungen 10 und 13 derart relativ zu den Hauptspannvorrichtungen zu bewegen, daß die Streifenenden ein vorgegebenes SJuück über die Hauptsparinvorrichtungen vorstehen (Fig If)

Die Hauptspannvorrichtungen werden dann wieder geschlossen, und in Fig. Ig ist das übliche Heränbewegen der vorauslaufenden Kante des neuen Streifens 15 für ein Anlegen an die nachlaufende Kante des alten Streifens Ik zum Beginnen der Abschmelzschwei- ßung veranschaulicht. Dieses Heränbewegen wird durch eine entsprechende -Bewegung eines die Haupt- und Hilfsspannvorrichtungen

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12 und 13 tragenden (nicht dargestellten) Tisches herbeigeführt.

Das auf diese Weise ermöglichte genaue Schneiden bzw. Abscheren und Anordnen der Streifenenden relativ zu den Hauptspannvorrichtungen 11 und 12 gestattet ein Fortlassen von Meßstäben und ein Herstellen von Schweißverbindungen gleichbleibend guter Qualität.

Die Anzahl und Anordnung der SchMfrader ist natürlich von der besonderen Ausbildung der Schweißmaschine, an der die Vorrichtung angebracht wird, abhängig. Zum Säubern der unteren Flächen des vorauslaufenden und des nachlaufenden Streifenendes sind nur zwei auf die Unterseite des jeweiligen Streifens einwirkende Schleifräder erforderlich. Andererseits kann diese Einrichtung unter gewissen umständen nur zum Reinigen der oberen Flächen der Streifenenden oder zum gleichzeitigen oder aufeinanderfolgenden Reinigen sowohl der oberen als auch der unteren Flächen gebraucht werden. '

In gleicher Weise hängt die Ausbildung des die Schleifräder tragenden Haltearms von den Reinigungseinrichtungen ab, die in der gegebenen Schweißmaschine benötigt werden. So kann ein einfacher Balken, der zum Reinigen der unteren Flächen der Streifen unter den Streifenenden herbewegt wird, und ein einfacher Balken der zum Reinigen der oberen Flächen der Streifen über den Streifenenden herbewegt wird, verwendet werden. In den Fällen, in denen obere und untere Reinigungseinrichtungen für einen gege-

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benen Anwendungsfall erforderlich sind, kann eine C-förmige Rahmenkonstruktion eingesetzt werden.

In allen Fällen ist die.Geschwindigkeit, mit der der Balken und die Reinigungsvorrichtung quer über die Streifenenden bewegt werden, zu regulieren, um eine Einstellung der optimalen Geschwindigkeit für den jeweils gegebenen, von den Streifenenden zu entfernenden Oberflächenüberzug zu ermöglichen. Die Schleifräder weisen Nächsteilvorrichtungen auf, durch die ein Verschleiß der Schleifflächen, der zu einer Verkleinerung des wirksamen Durchmessers der Schleif räder führt, ausgeglichen, wird.

Anstelle der oben beschriebenen laminierten Schleif- oder Schmirgelräder können auch feste oder biegsame Sehleifräder, Schmirgelscheiben oder -riemen Verwendung finden.

Angesichts der Möglichkeit, daß unter bestimmten Umständen Oberflächerübe&üge mit hoher Widerstandskraft gegen Schleifmittel vorkommen, können auch Sandstrahldüsen am vorderen Ende des Balkens angebracht sdn, um Oberflächenüberzüge durch die Wirkung von Metall- oder sonstigen körnigen Partikel zu entfernen, die mit hoher Geschwindigkeit gegen die zu säubernden Flächen der Streifen gerichtet werden. ;

Die Erfindung ist insoweit unter Bezugnahme auf die Bandstreifen-Abschmelzschweißmaschine nach der DT-OS 2 163 014 beschrieben worden, die Erfindung kann jedoch auch in Form einer unabhängigen

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Reinigungsoinheit bei herkömmlichen, einen Meßstab verwendenden Abschmelzschweißmaschinen verwendet werden. Die Reihenfolge der· Arbeitsschritte ist dann folgende:

Bei geöffneten Haupt- und Hilfsspannvorrichtungen der Schweißmaschine verlangsamt die Bedienungsperson das nachlaufende Ende des Streifens und hält es in einer solchen Stellung an, daß das vorgeschnittene Ende, von dem Abfallstücke in der Ab3cher- bzw. Schneidvorrichtung der Fertigungsstraße entferntworden sind, etwa in einer Linie mit den Ausgangsbacken der Schweißmaschine angeordnet ist.

Die Meßeinheit wird in den Zwischenraum für das Schweißwerkzeug eingelegt.

Das nachlaufende Ende wird durch eine geeignete Vorrichtung herangefahren, um es an der Bezugsfläche der Meßeinheit anzulegen.

Die Bedienungsperson bewegt das vorgeschnittene vorauslaufende Ende der neuen Streifenspule bzw. -rolle langsam vorwärts bis zu der entsprechenden Fläche der Meßeinheit, um die vorauslaufen de Kante des Streifens genau zu positionieren.

Die Streifenenden werden auf der Mittellinie des Eingangsabschnitts der gesamten Fertigungsstraße mittels in der Schweißmaschine vorgesehener Zentriereinheiten zentriert.

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Die Haupt- und Hilfsspannvorrichtungen werden geschlossen, um die Streifenenden in der horizontalen Ebene festzulegen, und die Meßeinheit wird zurückgezogen.

Die Antriebsmotoren der Reinigungsvorrichtung werden betätigt, um die Reinigungsräder in Drehbewegung zu versetzen und den Haupthaltebalken derart zu betätigen, daß die rotierenden Reinigungsräder quer in den Zwischenraum für das Schweißwerkzeug hineinbewegt werden, dabei entsprechend den jeweiligen Erfordernissen der Anlage über und/oder unter dem Streifen geführt werden und in einem streifenförmigen Bereich den Oberflächenüberzug vom Streifen über dessen volle Breite entfernen.

Beim Erreichen seiner vorderen Endstellung wird der Balken in seiner Bewegung verzögert und angehalten, woraufhin das Antriebssystem des Balkens umgesteuert wird, um den Balken mit den zugehörigen Reinigungsvorrichtungen bzw. -rädern aus der Maschine herauszubewegen.

Wenn die Oberflächenüberzüge eine hohe Abriebfestigkeit aufweisen, können die Reinigungsräder auch während des Rücklaufhubes des Balkens betätigt werden, damit die Streifenoberflächen einem zweiten ReinigungsVorgang ausgesetzt werden.

Bei Beendigung des Rücklaufhubes gibt der Balken die Schweißmaschine frei, so daß die nachfolgenden Richtarbeiten wie folgt durchgeführt werden können: ·

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a) Die Hauptspannvorrichtungen der Schweißmaschine werden geöffnet, um die Streifenenden freizugeben.

b) Die noch mit den Streifenenden in Eingriff befindlichen Hilfsspannvorrichtungen werden, bezogen auf den Zwischenraum für das Schweißwerkzeug, nach außen entlang der Führungsbahnen bewegt, um die Streifenenden in die Schweißmaschine zu ziehen.

c) Die Hauptspannvorrichtungen werden erneut auf den Streifenenden in Schließstellung gebracht.

d) Der Antrieb des Hauptsupports der Schweißmaschine wird betätigt, um die breite öffnung zwischen den Spannvorrichtungen bis auf die kleine öffnung zu schließen, die für die Durchführung des automatischen Abschmelzschweißens erforderlich ist.

e) Der Schweißvorgang wird nun in bekannter Weise durchgeführt

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Claims

- 11 P afc e ni^ansp r ü c he:

1. Verfahren zum Verschweißen von Metallstreifen in einer Bandstreifen-Abschmelzschweißmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Metallstreifen in einem Einspannbereich angeordnet und eingespannt, die Streifenenden gereinigt und abgeschnitten und die abgeschnittenen Streifenenden im Einspannbereich verschweiß werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Streifenenden verschweiß werden, indem sie zur Einleitung des Verschweißens relativ zueinander bewegt werden, während ihre Enden eingespannt gehalten werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Streifenenden gereinigt werden, indem eine Reinigungsvorrichtung horizontal durch den Einspannbereich bewegt wird.

k. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die oberen Flächen der Streifenenden gereinigt werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4-, dadurch gekennzeichnet, daß die unteren Flächen der Streifenenden gereinigt werden.

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6. Bandstreifen-Abschmelzschweißmaschine, gekennzeichnet durcl Spannvorrichtungen (12,13) zum Einspannen der Enden von Metall- ■ streifen in einem Einnpannbereich, eine Reinigungsvorrichtung (19 zum Reinigen der Streifenenden und eine Abscher- bzw. Schneidvorrichtung (20) sum Abschneiden der Streifenenden zwischen den Spannvorrichtungen.

7. Maschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungsvorrichtung an einem Balken angebracht ist, der horizontal durch den Einspannbereich bewegbar angeordnet ist.

8. Maschine nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungsvorrichtung derart betätigbar ist, daß eine Reinigung der oberen Flächen der eingespannten Streifenenden erfolge.

9. Maschine nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungsvorrichtung derart betätigbar ist daß eine Reinigung der unteren Flächen der eingespannten Streifen· enden erfolgt.

10. ■ Maschine nach einem der Ansprüche 6 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungsvorrichtung mindestens ein Paar drehbarer Schleifräder und eine Antriebsvorrichtung zum Drehen

der Schleifrader aufweist. . -

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11. Maschine, nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungsvorrichtung mindestens ein Paar Düsen zum Sandstrahlen der zu säubernden Streifenenden aufweist.

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