DE2747223B2 - Elektrische Widerstands-RoUeiuiahtschweißmaschine - Google Patents

Description

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine

ίο elektrische Widerstands-RoUennahtschweißmaschine mit einem Paar SchweißroUen und mindestens einem Elektrodendraht, der von einer VorratssteUe für frischen Draht über wenigstens eine der SchweißroUen zu einer Sammelstelle für verbrauchten Draht geführt

'5 ist und mittels der Schweißrollen an die zu verschweißenden Werkstücke anpreßbar ist, und mit einer zwischen der VorratssteUe und den SchweißroUen angeordneten Bremsvorrichtung und einer zwischen den SchweißroUen und der Sammelstelle angeordneten Zugvorrichtung für den Elektrodendraht wobei die Summe der mittels der Zugvorrichtung auf den Draht ausgeübten Zugkraft und der mittels der Bremsvorrichtung auf den Draht ausgeübten Bremskraft groß genug ist, um den Elektrodendraht auf seinem Weg zwischen der Bremsvorrichtung und der Zugvorrichtung fortwährend gespannt zu halten.

Bei bekannten Schweißmaschinen der genannten Art wird der Eiektrodendraht aHein mittels der Zugvorrichtung in Bewegung versetzt, wobei der Draht auch die SchweißroUen anzutreiben und die zwischen den Schweißrollen hindurchlaufenden Werkstücke während des Schweißvorganges mitzunehmen hat Dies hat zur Folge, daß der Eiektrodendraht auf seiner ganzen Länge zwischen der Bremsvorrichtung und der Zugvorrich tung einer verhältnismäßig hohen Zugspannung unter worfen ist die zu einer beträchtlichen Dehnung des Drahtes führen kann. Dies wiederum kann Schwierigkeiten in bezug auf die Synchronisierung des Drahtbzw. Schweißrollenantriebes und der Transportvorrich- tung zum Zubringen der zu verschweißenden Werkstükke zu den SchweißroUen führen. Aus diesen Gründen weisen bekannte Rollennahtschweißmaschinen der eingangs genannten Art spezielle Mittel und Maßnahmen auf, um die jeweils auftretende Längsdehnung des Elektrodendrahtes nach Beendigung eines jeden Schweißvorganges durch freies Nachziehen des Drahtes unschädlich zu machen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Rollennahtschweißmaschine der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß die geschilderten Schwierigkeiten vermieden und Mittel zum freien Nachziehen des Drahtes nach jedem Schweißvorgang entbehrlich sind.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß wenigstens eine der SchweißroUen mit einer Antriebsvorrichtung gekuppelt ist, die dazu bestimmt ist, mittels der genannten Schweißrolle dem über diese geführten Elektrodendraht eine mit der gewünschten Vorschubgeschwindigkeit der Werkstücke während der Schweißnahtbildung übereinstimmende Laufgeschwin digkeit zu erteilen, und daß die Differenz zwischen der mittels der Zugvorrichtung auf den Draht ausgeübten Zugkraft und der mittels der Bremsvorrichtung auf den Draht ausgeübten Bremskraft kleiner ist als die vom Umfang der Schweißrolle auf den Draht ausgeübte

^hr> Mitnahmekraft

Damit wird die Schweißgeschwindigkeit durch direkten Antrieb einer der SchweißroUen unabhängig von einer gegebenenfalls auftretenden Dehnung des

Elektrodendrahtes festgelegt Die Zugvorrichtung am Ende des Laufweges des Drahtes hat lediglich die Aufgabe, für eine ausreichende Spannung des Drahtes zu sorgen, damit er nicht locker wird, und viie von der angetriebenen Elektrodenrolle ablaufende verbrauchte Drahtpartie sicher wegzuziehen und zur Sammelstelle zu fördern.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Inder Zeichnung ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung rein beispielsweise und schematisch veranschaulicht

Fig. IA, IB und IC zeigen je eine Seitenansicht verschiedener Baugruppen einer Rollennahtschweißmaschine, wobei nur diejenigen Teile dargestellt sind, die für die Erläuterung der Erfindung von Bedeutung sind, während die übrigen Teile der Schweißmaschine der Einfachheit halber und zur Erhöhung der Verständlichkeit nicht dargestellt sind;

F i g. 2 ist eine Draufsicht auf einen Teil der in F i g. 1A dargestellten Baugruppe der Schweißmaschine;

F i g. 3 ist eine analoge Draufsicht auf einen Teil der in F i g. IC gezeigten Baugruppe der Schweißmaschine.

Mit 11 und 12 sind in Fig. IA eine untere bzw. eine obere Schweißrolle bezeichnet, zwischen denen die miteinander zu verschweißenden Werkstückteile, z. B. zylindrisch gerollte Dosenmäntel, hindurchzulaufen haben. Die untere Schweißrolle 11 ist mittels einer feststehenden Achse 13 an einem Arm 10a des Maschinenständers 10 frei drehbar gelagert. Die obere Schweißrolle 12 hingegen sitzt fest auf einer Welle 14, die gemäß Fig.2 drehbar in einem Lagergehäuse 15 gelagert ist, welches sich in axialem Abstand seitlich der Schweißrolle 12 befindet. Das von der Schweißrolle 12 abgewandte Ende der Welle 14 ist mittels einer flexiblen Kupplung 16 mit einem Zwischenwellenstück 17 verbunden, das seinerseits wieder mittels einer flexiblen Kupplung 18 mi; der abgehenden Welle 19 eines Getriebes 20 gekuppelt ist. An das Getriebe 20 ist ein elektrischer Antriebsmotor 21 angeflanscht, der zum Antreiben der Schweißrolle 12 dient. Die Drehgeschwindigkeit der Schweißrolle 12 ist in weiten Grenzen stufenlos veränderbar. Das die Schweißrolle 12 tragende Ende der Welle 14 ist mittels eines Führungslagers 25 in vertikaler Richtung bewegbar geführt. Gemäß Fig. IA drückt eine Feder 26 das Führungslager 25 nach unten, um die obere Schweißrolle 12 gegen die unlere Schweißrolle 11 zu pressen und den nötigen Schweißdruck zu erzeugen. Diese Bewegung der Welle 14 ist durch die flexiblen Kupplungen 16 und 17 bei jeder beliebigen Drehstellung der Welle 14 ermöglicht. In an sich bekannter Weise ist die Niederspannungswicklung eines nicht dargestellten Schweißtransformators einerseits mit dem Maschinenständer 10 und anderseits mit dem Lagergehäuse 15 verbunden, das vom Maschinenständer 10 elektrisch isoliert ist. Die flexiblen Kupplungen 16 und 18 wirken elektrisch isolierend, so daß auch die Welle 14 und die obere Schweißrolle 12 vom Maschinenständer elektrisch isoliert sind. Die Drehlager zwischen der Achse 13 und der unteren Schweißrolle 11 sowie zwischen dem Lagergehäuse 15 und der Welle 14 sind für die Übertragung des Schweißstromes vom ruhenden auf den drehbaren Teil und umgekehrt ausgebildet.

Um beim Verschweißen von Werkstückteilen aus Weißblech eine Belegung der Schweißrollen 11 und 12 mit geschmolzenem Zinn zu vermeiden, ist in bekannter Weise ein Elektrodendraht 30 aus elektrisch gut leitendem Material, wie z. B. Kupfer, über einen Teil des Umfanges jeder Schweißrolle geführt, damit das beim Schweißen schmelzende Zinn von der Oberfläche des Weißbleches nicht an den Schweißrollen, sondern am Elektrodendraht haften bleibt und mit diesem wegtransportiert wird Wie aus Fig. IB ersichtlich ist wird der Elektrodendraht 30 aus einem Vorratsbehälter 31 für frischen Elektrodendraht abgezogen, dsinn über eine Bremsvorrichtung 32 geführt und über am Maschinenständer 10 (Fig. IA) drehbar gelagerte Führungs- und Umlenkrollen 33 und 34 zur unteren Schweißrolle 11 geleitet Nach Umschlingung der unteren Schweißrolle 11 läuft der Elektrodendraht 30 über weitere am Maschinenständer 10 drehbar gelagerte Führungs- und Umlenkrollen 35,36 und 37 zu der oberen Schweißrolle 12, die ebenfalls vom Elektrodendraht umschlungen wird. Anschließend gelangt der Elektrodendraht 30 über eine schräggestellte Führungs- und Umlenkrolle 38 zu einer in Fig. IC dargestellten Zugvorrichtung 40, die den Draht einem Zerhacker 41 zuleitet Die Elektrodendrahtschnitzel werden in einer Sammelstelle 42 für verbrauchten Draht aufgefangen. Der Lauf des Elektrodendrahtes ist in den Fi g. IA, IB und IC durch Pfeile angedeutet

Die bereits erwähnte Bremsvorrichtung 32 (F i g. 1 B) weist eine drehbar gelagerte Trommel 50 auf, die vom Elektrodendraht mehrmals umschlungen ist. Mit der Trommel 50 arbeitet eine Bremsbacke 51 zusammen, die an einem schwenkbaren Hebel 52 angeordnet ist Der Hebel 52 steht unter dem Einfluß einer Feder 53, die bestrebt ist die Bremsbacke 51 gegen die Trommel 50 zu drücken. Am Hebel 52 ist ferner eine sogenannte Tänzerrolle 54 drehbar gelagert über welche der Elektrodendraht 30 läuft. Die Anordnung ist derart, daß durch den Drahtzug auf den Hebel 52 ein Drehmoment entgegen dem Einfluß der Feder 53 ausgeübt wird. Mit wachsender Zugspannung im Draht läßt daher der Druck der Bremsbacke 51 auf die Trommel 50 nach.

Die Zugvorrichtung 40 (Fig. IC) weist zwei Trommeln 60 und 61 auf, die mit parallelen Achsen nebeneinander angeordnet sind. Der Elektrodendraht 30 ist mehrmals abwechselnd um den halben Umfang der Rolle 60 und um den halben Umfang der Rolle 61 geschlungen. Durch ein endloses Band 63, das über drei Umlenkrollen 64, 65 und 66 geführt ist, werden die Drahtwindungen an den Umfang der Trommel 61 angepreßt. Die Achse der Rolle 66 steht unter dem Einfluß einer Feder 67, die das endlose Band spannt und einen Trum desselben ständig in Anlage am Umfang der Trommel 61 hält. Während die eine Trommel 60 frei drehbar ist, sitzt die andere Trommel 61 auf einer Welle 70, die gemäß F i g. 3 durch einen Kettentrieb 7Ϊ mit der Welle 72 eines elektrischen Antriebsmotors 73 in Verbindung steht. Der Motor 73 ist ein Asynchronmotor, der über eine elektronische Steuereinrichtung 74 aus dem Wechselstromverteilnetz gespeist ist. Die Steuereinrichtung 74 weist z. B. in bekannter Weise eine Schaltungsanordnung zur Phasenanschnittsteuerung auf, wobei der Zündpunkt innerhalb jeder Wechselspannungshalbwelle mittels eines Einstellgliedes 75 veränderbar ist, um das vom Asynchronmotor 73 erzeugte Drehmoment steuern zu können. Nach dem Durchlaufen cn.r Antriebsvorrichtung 40 wird der Elektrodendraht in ein Führungsrohr 80 hineingestoßen (F i g. IC), durch welches der Draht zu dem bereits erwähnten Zerhacker 41 geleitet wird.

Mittels der Zugvorrichtung 40 (F i g. IC) wird auf den Elektrodendraht 30 eine Zugspannung ausgeübt, wäh-

rend gleichzeitig die Bremsvorrichtung 32 (F i g. 1 B) auf den Draht eine Bremskraft ausübt. Die Summe der Zugkraft und der Bremskraft muß ausreichend groß sein, um den Elektrodendraht auf seinem Weg von der Bremsvorrichtung 32 bis zur Zugvorrichtung 40 ^r> gespannt zu halten. Hingegen ist die von der Zugvorrichtung 40 auf den Draht ausgeübte Zugkraft nicht so groß, daß sie ausreichen würde, um den Elektrodendraht durch die Schweißmaschine zu ziehen. Es ist durchaus möglich, die Zugkraft der Zugvorrich- in tung 40 und die Bremskraft der Bremsvorrichtung 32 annähernd oder genau gleich groß einzustellen. In jedem Fall ist die Differenz zwischen der von der Zugvorrichtung 40 erzeugten Zugkraft und der von der Bremsvorrichtung 32 ausgeübten Bremskraft kleiner als ι ο die von der angetriebenen Schweißrolle 12 auf den Elektrodendraht 30 durch Reibung ausübbare Mitnahmekrait. Folglich wird die Vorschubbewegung des Elektrodendrahtes 30 ausschließlich durch die Drehgeschwindigkeit der angetriebenen Schweißrolle 12 2» festgelegt. Die Zugvorrichtung 40 fördert lediglich den von der Schweißrolle 12 ablaufenden Elektrodendraht zum Zerhacker 41 und zur Sammelstelle 42 für verbrauchten Draht.

Mit Hilfe der Steuereinrichtung 74 und des Einstell- 2"> gliecles 75 ist das vom Motor 73 erzeugte Drehmoment und somit auch die von der Zugvorrichtung 40 auf den Elektrodendraht 30 ausgeübte Zugkraft veränderbar und einstellbar (Fig.3). Die Zugkraft kann daher den jeweiligen Betriebsbedingungen der Schweißmaschine, i« wie z. B. Schweißgeschwindigkeit, Qualität des Elektrodendrahtes usw., optimal angepaßt werden. Auch die Grundeinstellung der Bremsvorrichtung 32 ist entsprechend anpaßbar durch Verstellen der Feder 53 (F i g. 1 B). Im übrigen wird durch die Tänzerrolle 54 und den Hebel 52 erreicht, daß während des Betriebes die von der Bremsvorrichtung auf den Elektrodendraht ausgeübte Bremskraft automatisch wenigstens annähernd konstant gehalten wird.

Die beschriebene Art der Drahtführung und des Drahtantriebes hat im wesentlichen folgende Vorteile: Die im Elektrodendraht 30 entstehenden Zugspannungen sind insgesamt geringer als in dem zum Stand der Technik gehörenden Fall, bei welchem der Draht ausschließlich durch eine Zugvorrichtung (an der Stelle der Zugvorrichtung 40) durch die ganze Schweißmaschine gezogen wird. Die Vorschubbewegung des Eiektrodendrahtes wird ausschließlich durch die angetriebene Schweißrolle 12 bestimmt, deren Umfangsgeschwindigkeit auch die Schweißgeschwindigkeit festlegt. Die Schweißgeschwindigkeit kann daher nicht durch die auf den Elektrodendraht ausgeübten Zugkräfte und Bremskräfte beeinflußt werden. Somit haben von der Tänzerrolle 54 gegebenenfalls auf den Draht ausgeübte stoßartige Spannungsschwankungen praktisch keinen Einfluß auf die Schweißgeschwindigkeit. Schließlich ist auch vorteilhaft, daß die für den Drahtantrieb vorhandenen Mittel nur verhältnismäßig geringen Massenwirkungen unterliegen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Elektrische Widerstands-Rollennahtschweißmaschine mit einem Paar Schweißrollen und mindestens einem Elektrodendraht, der von einer VorratssteUe für frischen Draht über wenigstens eine der Schweißrollen zu einer Sammelstelle für verbrauchten Draht geführt ist und mittels der SchweißroUen an die zu verschweißenden Werkstücke anpreßbar ist, und mit einer zwischen der VorratssteUe und den SchweißroUen angeordneten Bremsvorrichtung und einer zwischen den Schweißrollen und der Sammelstelle angeordneten Zugvorrichtung für den Elektrodendraht, wobei die Summe der mittels der Zugvorrichtung auf den Draht ausgeübten Zugkraft und der mittels der Bremsvorrichtung auf den Draht ausgeübten Bremskraft groß genug ist, um den Elektrodendraht auf seinem Weg zwischen der Bremsvorrichtung und der Zugvorrichtung fortwährend gespannt zu halten, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine (12) der SchweißroUen (11,12) mit einer Antriebsvorrichtung (14, 17,19, 20, 21) gekuppelt ist, die dazu bestimmt ist, mittels der genannten Schweißrolle (12) dem über diese geführten Elektrodendraht (30) eine mit der gewünschten Vorschubgeschwindigkeit der Werkstücke während der Schweißnahtbildung übereinstimmende Laufgeschwindigkeit zu erteilen, und daß die Differenz zwischen der mittels der Zugvorrichtung (40) auf den Draht (30) ausgeübten Zugkraft und der mittels der Bremsvorrichtung (32) auf den Draht ausgeübten Bremskraft kleiner ist als die vom Umfang der Schweißrolle (12) auf den Draht ausgeübte Mitnahmekraft.

2. Schweißmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugvorrichtung (40) mindestens eine vom Elektrodendraht (30) umschlungene Trommel (60, 61) aufweist, die durch einen elektrischen Asynchronmotor (73) mit veränderlichem, einstellbarem Drehmoment angetrieben ist.

3. Schweißmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrodendraht (30) um zwei Trommeln (60,61) geschlungen ist, die parallel zueinander angeordnet sind und von denen nur die eine (61) mit dem Asynchronmotor (73) in Verbindung steht.

4. Schweißmaschine nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Anpressen des Elektrodendrahtes (30) an den Umfang der angetriebenen Trommel (61) ein endloses Band (63) vorhanden ist, das über mindestens zwei Umlenkrollen (64,65,66) läuft, von denen wenigstens eine (66) unter dem Einfluß einer Feder (67) steht, die eine Anpreßkraft zwischen einem Trum des endlosen Bandes (63) und dem Umfang der Trommel (61) hervorruft

5. Schweißmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsvorrichtung (32) eine vom Elektrodendraht (30) umschlungene Trommel (50), eine Bremse (51) zum Ausüben eines Bremsmomentes auf die Trommel (50) und eine an einem Schwenkarm (52) angeordnete Tänzerrolle (54) aufweist, über die der Elektrodendraht (30) nach dem Ablaufen von der Trommel (50) geführt ist, welcher Schwenkarm (52) mit der Bremse (51) in Wirkungsverbindung steht und einerseits unter dem Einfluß einer Feder (53) und anderseits unter dem Einfluß der vom Elektrodendraht (30) mittels der Tänzerrolle (54) übertragenen Zugkraft derart schwenkbar ist, daß die durch die Bremsvorrichtung (32) auf den Draht (30) ausgeübte Bremskraft wenigstens annähernd konstant bleibt