DE2251450A1 - Automatische schweissmaschine - Google Patents

Description

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SOCIETE AIOIBlE _{A 6}

AUTOMOBILES CITROEN

PARIS (FRANKREICH) · .

Automatische Schweißmaschine

Die Erfindung "betrifft eine automatische Schweißmaschine zur Herstellung von Schweißnähten mittels Schweißelektroden.

Solche automatischen Schweißmaschinen sind bereits bekannt. Sie gestatten jedoch nur die Schweißung eines einzigen Werkstücktyps, da die Anordnung der Schweißköpfe und diejenigen Elemente,die die zu schweißenden Werkstücke tragen, bezüglich dieser Werkstücke spezifisch sind. Bisher wurden die Werkstücke praktisch unmittelbar vom Rahmen der Schweißmaschine getragen, was dazu geführt hat, daß in der Vergangenheit so viele unterschiedliche Maschinen vorgesehen werden mußten als es unterschiedliche Arten von Schweißungen durchzuführen gab. Zwar waren, auf eine gegebene Maschine.bezogen, leichte Verstellungen der Schweißköpfe möglich, die es erlaubten, geringfügig voneinander verschiedene Schweißungen zu realisieren*

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Indessen, derartige Verstellungen waren dafür, daß sie Schweißungen von deutlich voneinander verschiedenen Konstruktionsteilen hätten bewerkstelligen können, ungenügend, oder aber auch für unterschiedliche Schweißgeometrieen, zum Beispiel kreisförmige und geradlinige Schweißnähte.

Ganz gewiss stellt die Notwendigkeit, eine Vielzahl von Schweißmaschinen vorzusehen, einen Nachteil dar, sowohl bezüglich der Behinderung oder Uberfüllung von Fabrikationshallen als auch bezüglich der Investitionskosten für diese Hallen.

Es sind nun Untersuchungen und Versuche unternommen worden, um diese Nachteile zu beseitigen, und das Ergebnis dieser Untersuchungen hat seinen Niederschlag in einer neuartigen Schweißmaschine gefunden, wie sie den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet.

Die Erfindung geht aus von einer automatischen Schweißmaschine zur Herstellung von Schweißnähten mittels Schweißelektroden, bestehend aus einem Rahmen, an den die zu schweißenden Werkstücke oder Teile angekoppelt sind, und aus wenigstens einem Schweißkopf, der ebenfalls an den Rahmen angekoppelt ist, wobei die zu schweißenden Werkstücke einerseits und der oder die Schweißköpfe andererseits relativ zueinander mittels zugehöriger Antriebsorgane bewegt werden können, ferner bestehend aus einer entsprechenden Steuereinrichtung für die Antriebs-.

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organe und aus angebauten Elementen, die insbesondere Schweißenergiequellen und gegebenenfalls Quellen für aktive Gase oder Inertgase für die Schweißung und /oder Vorrichtungen zur Dampfabsaugung tragen, wobei der oder die Schweißköpfe mit diesen angebauten Elementen verbunden sind.

Eine derartige Schweißmaschine ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem einen Werkzeughalter aufweist und mehrere voneinander verschiedene Spezialwerkzeuge vorgesehen sind., von denen jedes zur Durchführung einer besonderen Schweißung geeignet ist und die mittels lösbarer Befestigungen jeweils mit dem Werkzeughalter fest verbunden werden können, daß jed.es Werkzeug selbst durch einen Werkstückträger und durch einen oder mehrere Schweißköpfe gebildet ist, und daß jedes Werkzeug außerdem Mittel zum Anschließen des oder der Schweißköpfe an die am Rahmen fest angebauten bzw. angekoppelten Elemente sowie gegebenenfalls Mittel zum Anschließen der Steuereinrichtung an die Antriebsorgane aufweist, wenn die Steuereinrichtung ebenfalls mit dem Eahmen festgekoppelt ist.

Gemäß einer Weiterbildung weist die Schweißmaschine bei einem mit Abschmelzelektrode]! arbeitenden Schweißverfahren in an sich bekannter Weise einen Elektrodenvorrat zur Versorgung des oder der Schweißköpfe auf und dieser Elektrodenvorrat ist auf dem Eahmen angeordnet.

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Es ist vorteilhaft, wenn die Mittel zum Anschließen des oder der Schweißköpfe an die angebauten Elemente in der Art von Schnellverbindungen ausgebildet sind.

Schließlich weist der Werkzeughalter vorzugsweise eine Auflagefläche auf, die auf dem Rahmen gleitbar angeordnet ist.

Zum besseren Verständnis der Erfindung, zur Erläuterung ihrer Weiterbildungen und zur Verdeutlichung ihrer Vorteile dient die nachfolgende Beschreibung eines Ausführungsbeispiels.

Selbstverständlich stellen die nachfolgenden Beschreibung und die zugehörigen Zeichnungen keine Beschränkung der Erfindung auf das Ausführungsbeispiel dar.

In den beigefügten Zeichnungen, auf die nunmehr Bezug genommen wird, zeigen:

Fig. 1 eine Gesamtansicht der Maschine nach der Erfindung,

Fig. 2 eine Einzelheit der Maschine gemäß Fig. 1 und

Fig. 3 ein besonderes Werkzeug, das auf der Maschine gemäß Fig. 1 befestigt werden kann.

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Gemäß Fig. 1, aus der die Gesamtanordnung der Schweißmaschine ersichtlich ist, weist diese Maschine insbesondere einen Rahmen 1 auf, der auf dem Boden ruht und praktisch unbeweglich ist. Die hier beschriebene Schweißmaschine ist für die Ausführung einer elektrischen Lichtbogenschweißung mittels Abschmelzelektroden geeignet. Auf dem Rahmen 1 sind daher Spulen 2 zur Bevorratung des Elektrodenmaterials 3 vorhanden. Ferner weist der Rahmen 1 eine Schält- und Bedienungstafel 4 für den gewünschten SchweißVorgang auf, die· gleichfalls eine Steuereinrichtung für Antriebsorgane enthält, welche eine Verschiebung der Schweißköpfe relativ zu den zu schweißenden Werkstücken erlauben. Weiterhin ist auf dem Rahmen 1 eine Einrichtung 5 zum Sammeln der bsi den Schweißungen entstehenden Dämpfe angeordnet. Wenn die Schweißungen unter besonderen GasatmoSphären durchgeführt werden müssen, dann sind entsprechende Gasvorratsbehälter ebenfalls auf dem Rahmen 1 angeordnet.

Der größte Teil der angebauten Maschinenteile und jedenfalls alle schweren Teile sind mit dem Rahmen 1 verbunden. Unter anderem umfassen diese angebauten Maschinenteile die Quellen zur Lieferung der Schweißenergie, unter denen die Abschmelzelektroden zu finden sind, wenn diese Art der Schweißung angewendet wird. Die hier gezeigte Schweißmaschine könnte gleichfalls zur Durchführung von Schweißungen mittels Gas-

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Schweißbrennern eingesetzt werden können, die zum Beispiel mit Azetylengas gespeist werden, so daß die Anwendung dieser Maschine nicht auf das hier beschriebene Ausführungsbeispiel begrenzt ist. Obgleich die Anwendung der Schweißmaschine in dem Falle besonders vorteilhaft ist, in welchem Schweißungen mittels Abschmelzelektroden durchgeführt werden, könnte die Maschine aber auch für Schweißungen mit nichtabsohmelzenden Elektroden brauchbar sein.

Die vorliegende Schweißmaschine weist noch eine horizontale Führungsschiene 6 auf, auf der jeweils gleiche, durch einen Rahmen gebildete Gehänge 7 a, 7 b und·7 c aufgehängt sind. Diese Gehänge sind mit Rollen 8 zur Aufhängung und zum Transport auf der Schiene 6 versehen, während die Rollen 8 jeweils über die äußeren Enden 6 a und 6 b der Schiene 6 auf diese aufgesetzt werden können. Die Schweißapparate befinden sich in Bezug auf den Rahmen der Maschine gegenüber derjenigen Position, die vom Gehänge 7 b eingenommen wird, das sich zwischen den äußeren Gehängen 7 a und 7 c befindet.

Man stellt fest, daß auf dem Gehänge 7 a, daa als Werkzeug halter dient, ein spezielles Werkzeug 9 angeordnet ist. Einzelheiten dieses Werkzeugs 9 werden weiter unten in Verbindung mit der Fig. 3 beschrieben. Andererseits bemerkt man, daß das Gehänge 7 b zwei Konstruktionen 7 d und 7 e

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aufweist, die im vorliegenden Fall voneinander getrennt sind, die aber geeignet sind, nach Zentrierung mittels Stiften 10 miteinander "befestigt zu werden. Weiterhin besitzt der Rahmen Verlängerungen in Form von Säulen oder Pfosten 11, zwischen denen das Gehänge in seine Position 7 b gebracht werden kann. Diese Säulen oder Pfosten 11 tragen eine erste Hebevorrichtung oder dergleichen Mittel, die die obere Konstruktion 7 d des Gehänges unter Druck zu setzen vermögen, und eine zweite Hebevorrichtung oder dergleichen Mittel, welche die untere Konstruktion 7 e unter Druck setzen können. Die obere Konstruktion 7 d des Gehänges 7 b besitzt mehrere Anschluß- oder Verbindungselemente für das Werkzeug, etwa für das Werkzeug 9, zum Anschließen dieses Werkzeugs an Elemente, die am Rahmen der Schweißmaschine angebaut sind. Ein derartiges Verbindungselement 12 ist in Fig. 2 dargestellt. Diese Verbindungselemente sind zum Anschließen der Werkzeuge, die, wie dies weiter unten noch ersichtlich sein wird, Mittel zur Befestigung der zu schweißenden Teile und zum Bewegen dieser Teile relativ zu den Schweißköpfen aufweisen, und zum Anschließen der Schweißköpfe selbst an die elektrischen Energiequellen für die Schweißung und/ oder den Werkstücksantrieb, an die Quellen für Aktiv- oder Inertgas und an die Mittel zum Absaugen der Dämpfe geeignet.

Aus der Fig. 2 ist im einzelnen ein Anschluß- oder Verbindungselement 12 für eine Dampfabsaugleitung 13^Λ ersichtlich,

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die ihrerseits an Dampfsammler 5 angeschlossen und mit dem Rahmen 1 fest verbunden ist, wobei also die Dampfabsaugleitung 13 an eine weitere Leitung 14 anzuschließen ist, die selbst zur Dampfabsaugung dient, die aber mit den Schweißköpfen in Verbindung steht und mit dem Werkzeug 9 gekoppelt ist. Der Rahmen 1 besitzt eine Verbindungsfläche 15, in welche die Leitung 13 über eine Öffnung 13 a mündet. Die obere Konstruktion 7 d des Gehänges 7 b besitzt ihrerseits eine Verbindungsfläche 16, in welche die Leitung 14 über eine Öffnung 14 a einmündet. Wenn sich das Gehänge 7 b in seiner richtigen Position in Bezug auf den Bahmen 1 befindet, so liegen die Öffnungen 13 a und 14 a zunächst einander gegenüber, derart, daß durch eine Annäherung des Gehänges an den Rahmen unter Zuhilfenahme an sich bekannter Mittel, beispielsweise mittels in diesem Augenblick zwischen dem Gehänge 7 b und dem Rahmen 1 angekoppelter Hebevorrichtungen, die Verbindungsflächen 15 und 16 miteinander in Berührung gebracht werden, wobei die gegenseitige Verbindung der Leitungen 13 und 14 erreicht wird.

Die Ausbildung des Werkzeugs 9 wird nunmehr unter Bezugnahme auf Fig. 3 genau erläutert. Dieses Werkzeug ist einerseits mit einem Träger 17 ausgestattet, auf dem durch Spannbacken oder durch andere fcjuucx Mittel die Werkstücke 19 a und 19 b befestigt sind, die durch eine Schweißnaht 20 miteinander verschweißt werden sollen, und andererseits trägt das Werkzeug

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einen Sockel 21, der ein Lager für die um eine vertikale Achse

23 drehbare Anordnung mehrerer Schweißköpfe 22 bildet* Der Träger 17 und der Sockel 21 sind jeweils durch an sich bekannte, lösbare Befestigungsmittel mit den oberen bzw. unteren Konstruktionen 7 d bzw. 7 e des Gehänges 7 b formschlüssig verbunden. Zwischen einem beweglichen Teil 25, das die Schweißköpfe 22 trägt, und dem an der Konstruktion 7 d befestigten Sockel 21 ist ein Antriebsmotor 24 angeordnet. An der Konstruktion 7 d sind schließlich nach unten ragende Säulen 26 befestigt, welche -Dampfansaugdüsen 27 tragen. Nebenbei kann man feststellen, d.aß die Düsen 27 hinsichtlich ihrer Position auf den Säulen 26 mittels Schrauben 27 ä und hinsichtlich ihrer Neigung mittels Schrauben 27 b eingestellt werden können. Dieses spezielle Werkzeug 9 für die Werkstücke-19 a und 19 b ist durch eine Vielzahl von biegsamen leitungen mit angebauten Elementen verbunden·, die bereits im Vorangehenden erwähnt worden sind. So sind elektrische Kabel 28 zum Transport der elektrischen Energie zu den Schweißköpfen 22 vorhanden, ebenfalls Gasleitungen 29 zur Förderung der bei der Schweißung benötigten Aktiv- dder Inertgase zu den Schweißköpfen 22. Ferner gibt es mit den Düsen 27 verbundene Leitungen

24 zum Absaugen der Dämpfe sowie ein elektrisches Kabel 30 zur Energieversorgung des Antriebsmotors 24.

Die Vorteile der soeben beschriebenen, erfindungsgemäßen Schweißmaschine lassen sich noch besser aus der folgenden Erläuterung ihrer Anwendungsweise verstehen.

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Es sei angenommen, daß sich zu einem ersten Zeitpunkt kein Werkstück in einer Schweißposition befindet. Man wählt dann zuerst ein geeignetes Werkzeug 9 aus und bringt dieses auf einem Gehänge an, dessen Konstruktionen 7 d und 7 e zusammengefügt und verriegelt werden. Dies kann an einer vom Rahmen 1 der Maschine entfernten Stelle vorgenommen werden, da das Gehänge vom Bahnen abnehmbar ist. Anschließend setzt man die Rollen 8 des Gehänges auf die Schiene 6 und bringt das Gehänge in die Position 7 b. Mit den ersteren Hebevorrichtungen oder dergleichen der Säulen 11 bringt man die Verbindungsfläche 15 des Rahmens 1 mit der Verbindungsfläche 16 der Konstruktion 7 d in Berührung, wodurch die verschiedenen Anschlüge zwischen dem Werkzeug 9 und den am Rahmen 1 angebauten Elementen hergestellt werden, entsprechend der Verbindung 12. Im Anschluß an diese Operation kann das Werkzeug wie bei bekannten Maschinen in Betrieb gesetzt werden. Die untere Konstruktion 7 e des Gehänges wird mittels der weiteren Hebevorrichtungen oder dergleichen der Säulen 11 beeinflußt, so daß nach dem Trennen der Stifte dieser untere Teil 7 e abgesenkt werden kann und auf diese Weise eine Auflagefläche zur Beschickung mit den zu sphweißenden Werkstücken gebildet wird. Sodann wird durch eine umgekehrte Bewegung die Verbindung zwischen dem unteren Teil 7 e mit dem Teil 7 d wieder hergestellt. Die Schweißnaht 20 kann nunmehr erzeugt werden« Für Werkstücke von ein und derselben Art wird selbstverständlich der gleiche Träger 17 benutzt.

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Unterdessen ist es möglich,, ein zweites Werkzeug vorzubereiten, um die Fabrikation gemäß einer anderen Werkstücksart zu bewerkstelligen. Um diesen weiteren Fabrikationszug in Angriff zu nehmen, genügt es, das anfängliche' Gehänge 7 b abzutrennen und an dessen freie Stelle das mit dem zweiten Werkzeug versehene Gehänge zu schieben. In dieser Hinsicht bietet die Schiene 6 eine große Leichtigkeit für das Wechseln der Gehänge, während die Schnellverbindungen, wie das Verbindungselement 12, ein praktisch augenblickliches Anschließen der Werkzeugs 9 an die an den Rahmen angebauten Elemente und Organe gestatten.

Der wesentlichste Vorteil der erfindungsgemäßen Schweißmaschine liegt in der Tatsache, daß mit einem einzigen Rahmen 1 so viele unterschiedliche Schweißungen durchgeführt werden können, wie man dies wünscht, soweit man die besonderen Werkzeuge für jeden zu schweißenden Werkstücktyp schafft. Man erzielt also Einsparungen sowohl an der Zahl der Maschinenrahmen, als auch an Platzbedarf, als auch an Einrichtungs- bzw. Betriebskosten«, ■ ,

Dies ist insbesondere im Falle von Schweißungen mittels ' Abschmelzelektroden vorteilhaft, wenn man den Saumbedarf, das Gewicht und den Preis der Vorratsspulen und der Zuführungsvinrichtungen für die Elektroden berücksichtigt_o

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Früher war es erforderlich, die Spule in eine Relativbewegung zu versetzen und zwar entsprechend der relativen Verschiebung der zu schweißenden Werkstücke in Bezug auf die Schweißköpfe, während jetzt die Spule 2 auf den Rahmen 1 montiert ist. Bei der vorliegenden Maschine betrifft die Steuerung der relativen Verschiebung lediglich die Schweißköpfe 22 und der Antrieb läßt sich nun durch einen wesentlich kleineren Motor als früher realisieren. Darüber hinaus ist die Trägheit der in Bewegung befindlichen Teile beträchtlich vermindert und die Rückläufe der Schweißköpfe 22 in ihre Ausgangsstellungen erfolgen wesentlich rascher als vorher. Man erzielt also, insgesamt betrachtet, gleichzeitig Einsparungen an Platzbedarf, an Gewicht und an Investitionskosten, aber auch Einsparungen an Verbrauch elektrischer Energie und eine Erhöhung des Ausstoßes infolge schneller Rückläufe .

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die im vorangehenden beschriebene Ausführung beschränkt, vielmehr sind, ohne den Rahmen und den Sinn der Erfindung zu verlassen, noch andere Ausführungen möglich.

- Patentansprüche

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Claims (4)

1. A A 33 260

   Patentansprüche

   Automatische Schweißmaschine zur Herstellung von Schweißnähten mittels Schweißelektroden, bestehend aus einem Rahmen, an den die zu schweißenden Werkstücke oder Teile angekoppelt sind, und aus wenigstens einem Schweißkopf, der ebenfalls an den Rahmen angekoppelt ist, wobei die zu schweißenden Werkstücke einerseits und der oder die Schweißköpfe andererseits relativ zueinander mittels zugehöriger Antriebsorgane bewegt werden können, ferner bestehend aus einer entsprechenden Steuereinrichtung für die Antriebsorgane und aus ange-bauten Elementen, die insbesondere Schweißenergiequellen und gegebenenfalls Quellen für aktive Gase oder Inertgase für die Schweißung und/oder Vorrichtungen zur Dampfabsaugung tragen, wobei der oder die Schweißköpfe mit diesen angebauten Elementen verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Maschine außerdem einen Werkzeughalter (7a; 7b; 7 o) aufweist und mehrere voneinander verschiedene Spezialwerkzeuge (9) vorgesehen sind, von denen jedes zur Durchführung einer besonderen Schweißung geeignet ist und die mittels lösbarer Befestigungen jeweils mit dem Werkzeughalter fest verbunden wer-

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   den können, daß jedes Werkzeug (9) selbst durch einen Werkstückträger (17) und durch einen oder mehrere Schweißköpfe (22) gebildet ist, und daß jedes Werkzeug außerdem Mittel zum Anschließen des oder der Schweißköpfe an die am lahmen (1) fest angebauten bzw. angekoppelten Elemente sowie gegebenenfalls Mittel zum Anschließen der Steuereinrichtung an die Antriebsorgane aufweist, wenn die Steuereinrichtung ebenfalls mit dem Rahmen (1) fest gekoppelt ist.
2. 2.) Schweißmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie bei einem mit Abschmelzelektroden arbeitenden Schweißverfahren in an sich bekannter Weise einen Elektrodenvorrat zur Versorgung des oder der Schw«ißköpfe (22) aufweist und daß dieser Elektrodenvorrat (2) auf dem Rahmen Q) angeordnet ist.
3. 3.) Schweißmaschine nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Anschließen des oder der Schweißköpfe (22) an die angebauten Elemente in der Art von Schnellverbindungen (12) ausgebildet sind.
4. 4.) Schweißmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeughalter (7 aj 7 bj 7 c ) eine Auflagefläche aufweist, die auf dem Rahmen (1) gleitbar angeordnet ist.

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