DE2938489A1 - Pendelschweissvorrichtung - Google Patents

Description

NARIESTAOS KONSTRUKTIONSBYRA AB Karlagatan 3

S-542 00 MaHestad / Schweden Pendel schweißvorrichtung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Pendelschweißvorrichtung z.B. zum Automatschweißen tiefer Fugen, insbesondere V-Fugen mit einer seitwärts Über eine Schweißnaht hin und her beweglichen DUse. Unter Pendelschweißvorrichtung 1st hier zu verstehen, daß die Schweißdlise sich Über die Fugenbreite hin und her bewegt, während die Vorschubbewegung in Längsrichtung der Fuge langsamer verläuft. Jede Naht wird in mehreren Vorgängen geschweißt, wobei die Tiefe immer geringer, und die Fuge zunehmend mehr ausgefüllt wird. Bei V-Fugen nimmt infolgedessen die fUr die Pendelbewegung der DUse erforderliche Amplitude mit abnehmender Schweißtiefe zu.

Es sind verschiedene Arten von Pendelschweißvorrichtungen bekannt, von denen die meisten jedoch hinsichtlich Steuerung der Pendelbewegung als Funktion der Fugen- bzw. Schweißtiefe wesentliche Nachteile aufweisen. Die vorhandenen Lösungen sind umständlich und teuer, was teilweise auf das

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für Feinmechanik unfreundliche Milieu zurückzuführen ist. Dies gilt insbesondere dann, wenn ein völlig stufenloses Einstellen verschiedener Schweißtiefen oder -niveaus gewünscht wird.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, durch die die Pendelbewegung der Schweißdüse als Funktion der Schweißtiefe erfolgt, und die außerdem einfach ist und völlig stufenloses Einstellen der Schweißtiefe ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen angegebenen Merkmale gelöst. Demgemäss wird die Seitwärts- oder Pendelbewegung der Düse dadurch bewirkt, daß eine Kippscheibe, gegen die ein Folgeglied anliegt, rotiert wird, wobei die Schweißdüse an das Folgeglied oder die Kippscheibe gekuppelt ist. Zwecks Bewirkung der automatischen Änderung der Pendelamplitude als Funktion der Schweißtiefe hat die Kippscheibe zu ihrer Drehachse einen Winkel, der halb so groß wie der Fugenwinkel ist. Ferner ist entweder die Kippscheibe oder das Folgeglied an die Düse gekuppelt, während der andere Teil der Vorrichtung in einem bestimmten Abstand über der Schweißnaht festliegt, so daß bei Verlagerung der Düse von einer Tiefe zu einer anderen eine entsprechende Veränderung des Radius für das Folgeglied zur Kippscheibe erfolgt. Vorzugsweise entspricht die Bodenlage der Düse, d.h. wenn keine Pendelbewegung erforderlich ist, der Anlage des Folgegliedes gegen das Drehzentrum der Kippscheibe.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird die Kippscheibe über ein nicht-lineares Getriebe getrieben, das so angeordnet ist, daß die Drehgeschwindigkeit für die

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Kippscheibe abnimmt, wenn die Pendelbewegung ihre Endlagen einnimmt, während die Geschwindigkeit in den dazwischenliegenden Bereichen zunimmt. Hierdurch wird die Eindringung in die Wände der V-Naht verstärkt und dadurch die Gefahr von Bindefehlern vermindert. Da jedoch die Eindringung an den Wänden der Naht gegen die höchstzulässige Schweißgeschwindigkeit für die Schweißdüse bei ihrem Passieren der Mitte der V-Naht abgewogen werden muß, und außerdem die Forderungen an Eindringung in die Wände der V-Naht für verschiedene Tiefen unterschiedlich sein können, wird nach einer weiteren Weiterbildung der Erfindung der Grad der Nicht-Linearität des nicht-linearen Getriebes so von der Schweißtiefe gesteuert, daß der Grad der Nicht-Linearität abnimmt, wenn die Schweißdüse sich der Oberseite der V-Naht nähert. Man könnte sich zwar anstelle dessen denken, die Schwingungszeit für die Schweißdüse zu ändern, dies würde jedoch dazu führen, daß verschiedene Vorschubgeschwindigkeiten in Längsrichtung der Naht notwendig wären, was nicht wünschenswert ist.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben, die eine Universalpendel vorrichtung gemäß der Erfindung zeigt, und in der

Fig. 1 ein Längsschnitt der Pendelschweißvorrichtung gemäß der Erfindung, und

Fig. 2 ein Querschnitt der Vorrichtung in Fig. 1 ist.

Die Pendelschweißvorrichtung enthält einen Ständer in Form eines flachen offenen Kastens, an dessen Boden bzw. Seitenkanten die in der Pendel Schweißvorrichtung enthaltenen

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Komponenten befestigt und von der Umgebung durch einen Deckel 2 abgeschirmt sind, der den Kasten-Ständer 1 verschließt. Am Boden des Standers 1st an einer Kante ein Druckluftzylinder 3 mit einer Betätigungsstange 4 befestigt, die Ihrerseits an einem Lagerstück 5 fUr eine die Schweißdlise 6 tragende, in axialer Richtung bewegliche Achse oder Stange 7 befestigt 1st. Um zu verhindern, daß das Lagerstück 5 sich um die Betätigungsstange 4 des Druckluftzylinders 3 dreht, ist am LagerstUck 5 eine weitere FUhrung in Form einer Stange 8 befestigt, die In einer 1m Ständer befestigten FUhrung axial verschiebbar 1st. Die Stange 8 1st natürlich parallel zur Betätigungsstange 4 flir den Druckluftzylinder 3. Um ferner zu verhindern, daß die Tragstange 7 der Schweißdüse 6 sich im LagerstUck 5 dreht, ist mit der Stange 7 eine parallele Stange 9 fest verbunden, die auch im LagerstUck 5 geführt und in diesem axial beweglich 1st. Die Schweißdüse 6 1st an der Stange 7 befestigt, wo diese aus dem Ständer 1 herausragt, und zur Erhöhung der Einstellbarkeit ist die Schweißdüse Über eine Schwinghaiterung 10 befestigt.

Am anderen Ende der Stange 7 ist eine Kugelrolle 11 angeordnet, die eine Nylonkugel 12 einschließt, die von einer Spiralfeder um die Stange 7 zur Anlage gegen eine Kippscheibe 13 gebracht wird, die auf der abgehenden Helle eines Winkelgetriebes 14 befestigt ist. Der Winkel, den die Kippscheibe 13 mit der Normalebene der Welle 15 bildet, ist halb so groß wie der Winkel fUr die zu schweißende Naht.

Auf der eingehenden Welle 16 des Winkelgetriebes 14 1st eine Scheibe 17 angeordnet, in der eine exzentrische Rolle 18 befestigt ist. Die Rolle 18 ihrerseits ist in einer Nut in einem Mitnehmer 19 aufgenommen, der auf der abgehenden Welle 20 fUr einen Gleichstrommotor 21 montiert ist. Die

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Nut ist quer zur Motorwelle, die parallel mit der eingehenden Welle 16 des Winkelgetriebes ist, und die Nut im Mitnehmer 19 ist ferner quer zu der und erstreckt sich durch die Symmetrieachse für die Motorwelle 20.

Der Motor 21 ist an einem fahrbaren Wagen oder Schieber befestigt, der quer zur Motorwelle und parallel mit der die Schweißdüse 6 tragenden Stange 7 auf führenden Stangen 23 und 24 beweglich ist, die ihrerseits am Boden des Ständer-Kastens 1 befestigt sind. Auf diese Weise bilden die Scheibe 17, die Rolle 18 und der Mitnehmer ein nicht-lineares Getriebe ,dessen Grad von Nicht-Linearität von der Lage des Wagens oder Schiebers 22 bestimmt wi rd.

Die Lage für den Wagen 22 wird von einer Stange 25 gesteuert, die axial beweglich parallel mit den Stangen und 24 in einer Halterung 26 für diese im Ständer gelagert ist. Die Stange 25 ist an ihrem Außenende mit einer Rolle versehen, die in der Nut für eine Führung 28 läuft, die an der im Lagerstück 5 befestigten Führungsstange 8 im Winkel mit dieser, aber so befestigt ist, daß die Rolle bei Auf- und Abbewegung des Lagerstückes sich die ganze Zeit in der Führung 28 befindet.

Hierdurch wird der Grad von Nicht-Linearität des nichtlinearen Getriebes als Funktion der Lage der Schweißdüse 6 in der Schweißnaht variiert.

In die Stange 25 ist eine Stellschraube 29 eingeschraubt, die in der Halterung 30 für die Stangen 23 und 24 läuft und auf der Außenseite des Ständers mit einem nur teil-

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weise gezeigten Maschinenrad zur Einstellung der die maximale Nicht-Linearitat aufweisenden Endlage für den Wagen 22 bzw. des aus dem Mitnehmer 19, der Rolle 18 und der Scheibe 17 bestehenden Verzögerungs- oder nicht-linearen Getriebes versehen ist.

An der führenden Stange 8 für das Lagerstück 5 ist an der Oberkante ferner eine Anzeigeplatte 31 angeordnet, die vorgesehen ist, zusammen mit induktiven Gebern 32 die jeweilige Niveaulage für das Lagerstück 5 bzw. die Schweißdüse 6 zu registrieren. Um die Gebereinheit an die möglichen vorkommenden verschiedenen Schweißnahttiefen anpassen zu können, sind die induktiven Geber auf einer mittels eines Riegelhebels 33 einstellbaren Halteplatte 34 befestigt.

Dadurch, daß die Kugelrolle 11 bei verschiedenen Lagen für das Lagerstück 5 und die Düse 6 sich in verschiedenen radialen Abständen von der Mitte der Kippscheibe 13 befindet, wird mit zunehmender Höhe für die Düse 6 über dem Boden der Fuge eine immer größere Amplitude für die Schweißdüse erhalten. Der Gleichstrommotor 21, eventuell mit induktivem Geber, wie auch die induktiven Geber 32 und der Druckluftkolben können an eine gemeinsame Steuereinheit angeschlossen sein, die verhältnismässig einfach ausgeführt sein kann, da die Pendelschweißvorrichtung die übrigen Einstel1möglichkeiten enthält.

Der Erfindungsgegenstand kann im Rahmen der Erfindung variiert werden, je nachdem welche Komponenten verfügbar sind, und welche Arbeitsverhältnisse gelten. Die Kippscheibe beispielsweise kann an die Düse gekuppelt angeordnet werden, während das Folgeglied fest angeordnet ist.

0300U/0858 .-/ rw Patentanwalt

Claims (7)

1. MARIESTADS KONSTRUKTIONSBYRA AB Karlagatan 3

   S-542 00 Mariestad / Schweden

   ANSPRÜCHE

   1,. Vorrichtung an Pendel schweißeinrichtung mit einer seitwärts über eine Schweißnaht hin und her beweglichen Düse, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitwärtsbewegungen der Düse (6) über die Schweißnaht von einer rotierenden Kippscheibe (13) bewirkt werden, die gegen eine Folgeglied (11, 12) anliegt, wobei entweder die Kippscheibe oder das Folgeglied axial geführt und an die Schweißdüse zur übertragung der erzeugten Bewegungen zu einer Bewegung in Seitswärtsrichtung für die Düse gekuppelt sind, und die Schweißdüse und die Kippscheibe oder das Folgeglied hinsichtlich der Höhe über dem Werkstück zusammengekuppelt sind, während das Folgeglied oder die Kippscheibe eine über dem Werkstück bei Betrieb fixierte Höhe haben, so daß bei Erhöhung der Düse aus der Schweißfuge auch das Folgeglied einen entsprechenden Betrag in Beziehung zur Kippscheibe erhöht wird, was, wenn die Bodenlage der Düse der Lage des Folgegliedes direkt der Drehachse der Kippscheibe gegenüber entspricht, zur Folge hat, daß die Amplitude für die Schweißdüse mit abnehmender Fugentiefe zunimmt.

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2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennnzeichnet, daß die Kippscheibe (13) von einem nichtlinearen Getriebe (17, 18, 19) getrieben wird, das die Aufgabe hat, die Umkreisgeschwindigkeit zu senken, wenn die Düse (6) sich in ihren Endlagen befindet, und die Geschwindigkeit zu erhöhen, wenn die Düse ihre Mittenlage passiert.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das nicht-lineare Getriebe (17, 18, 19) aus zwei exzentrisch gelagerten Kurbel kröpfungen mit einem in der einen fest und in der anderen verschiebbar gelagerten Kurbelzapfen besteht.
4. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Grad der Nicht-Linearitat für das nicht-lineare Getriebe (17, 18, 19) von der Höhenlage der Düse (6) beeinflußt wird.
5. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die eingehende Welle des nicht-linearen Getriebes in ihrer Exzentrizität in Beziehung zur abgebenden Welle über eine Führungsrolle (27) und eine Führung (28) beeinflußt wird, welch letztere an die Düse (6) gekuppelt ist und über die Rolle die eingehende Welle und den Triebmotor (21) des nicht-linearen Getriebes (17, 18,19) verschiebt.
6. 6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kippscheibe (13) flach ist und zum Schweißen von V-Nähten einen Winkel zu einer Normalebene zur Drehachse bildet, der gleich dem halben Nahtwinkel ist.

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7. 7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kippscheibe (13) gegen Kippscheiben mit anderen Winkeln auswechselbar, oder daß der Winkel der Kippscheibe einstellbar ist.

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