DE4242102A1 - Spannvorrichtung zum Ausrichten von zu verschweißenden plattenförmigen Werkstücken - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung zum Ausrichten von zu verschweißenden plattenförmigen Werkstücken.

Im Schiffbau werden zur Herstellung von Plattenplänen (Panee­ len) mehrere einzelne Bleche durch Stumpfschweißung miteinan­ der verbunden. Zur Rationalisierung dieser Arbeiten werden zunehmend Stahlbleche mit größeren Abmessungen, z. B. 16 × 7 in, eingesetzt. Diese Größenzunahme ist verbunden mit einer we­ sentlichen Erhöhung des Gewichts, welches sich auf die Ent­ wicklung der Transport- , Ausricht- und Schweißvorrichtungen auswirkt.

Zum Positionieren der einzelnen Bleche für das anschließende miteinander Verschweißen sind verschiedene Spannvorrichtungen in Verbindung mit Transporteinrichtungen bekannt. So werden mechanische von oben und unten auf die positionierten Bleche wirkende Druckbalken eingesetzt. Bekannt sind auch elektroma­ gnetische Spannsysteme. Verwendet werden ebenfalls Spannsyste­ me, die mittels eines erzeugten Vakuums die miteinander zu verschweißenden Bleche halten. Dabei handelt es sich um zwei rechteckförmige vollflächige Spannbetten ein einzelnes voll­ flächiges Spannbett mit Dichtlippen, die das Spannbett längs und quer umschließen. Die querliegenden Dichtlippen sind je nach Länge der zu bearbeitenden Blechkanten der Bleche ver­ setzbar. Im Bereich der zu verschweißenden Stumpfnaht ist zwischen den beiden gegenüberliegenden Spannbetten eine Schweißbadsicherung vorgesehen. Die zu verbindenden Bleche werden einzeln über einen Rollengang zur Schweißstation und als verschweißtes Paneel zur nächsten Arbeitsstation transpor­ tiert. Da die Spannvorrichtung in gleicher Höhe wie die Trans­ portebene der Einzelbleche bzw. des Paneels liegt, wird der Transport derselben unmittelbar vor und hinter der Spannvor­ richtung durch Kugelroller übernommen, die aus der Transport­ ebene nach oben ausgefahren werden und somit das Einzelblech bzw. das Paneel über die normale Transportebene anheben. Damit wird eine Beschädigung der Spannvorrichtung, insbesondere der Dichtlippen, vermieden. Sind die Einzelbleche in Schweißposi­ tion gebracht, werden die Kugelroller abgesenkt und die Bleche liegen auf der Spanneinrichtung auf. Es wird ein Vakuum er­ zeugt, die einzelnen Bleche damit festgehalten und der Schweißprozeß kann erfolgen.

Das beschriebene System weist insbesondere bei der Verwendung von Schiffbaublechen größerer Abmessungen einige Nachteile auf. So ist ein erheblicher Aufwand für die verwendeten Hubku­ gelroller erforderlich und auch das vollflächige Spannbett be­ sitzt Nachteile hinsichtlich der Anordnung der Dichtlippen.

Ausgehend von der erläuterten bekannten Spannvorrichtung mittels Vakuum liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Spannvorrichtung zum Ausrichten von zu verschweißenden plat­ tenförmigen Werkstücken vorzuschlagen, bei der die Tran­ sportebene der zu verschweißenden Bleche sowohl im Transport­ als auch im Spannbereich nicht verlassen wird und der Aufwand verringert ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Spannvorrichtung zum Ausrichten von zu verschweißenden plattenförmigen Werkstü­ cken mittels eines vakuumbeaufschlagten Spannbettes dadurch gelöst, daß das Spannbett aus mehreren unabhängig voneinander vertikal bewegbaren Spannfeldern besteht, die mit Förderele­ menten, welche auf der Transportebene justiert sind, in Wirk­ verbindung stehen. Zweckmäßigerweise besteht das Spannbett aus zwei gegenüberliegenden Spannfeldreihen. Die Spannfelder wei­ sen dabei eine unterschiedliche Größe auf, wobei jedes Spann­ feld am äußeren Umfang Dichtlippen aufweist.

Es ist vorteilhaft, daß als Förderelement Kugelroller, im we­ sentlichen aus einer Kugel und einem Grundkörper bestehend, vorgesehen sind. Dabei können die an der Schweißbadsicherung liegenden Kugelroller etwas höher eingestellt sein, als die außen liegenden Kugelroller.

Zur Führung des Spannfeldes ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Führung am Grundkörper des Kugelrollers erfolgt, wobei das Spannfeld in einer oberen bzw. unteren Endlage fixierbar ist.

Erfindungsgemäß ist es ferner, daß das Spannfeld eine Führung­ sbohrung aufweist, die in Winkelverbindung mit einer auf der Montageplatte angeordneten Kugelführung steht, und in einer oberen bzw. unteren Endlage fixierbar ist.

Ein weiteres erfindungsgemäßes Merkmal besteht darin, daß je­ des Spannfeld mittels eines Hydraulikzylinders, vorzugsweise mittels eines Kurzhubzylinders, vertikal bewegbar ist. Es ist vorteilhaft, daß die Kolbenstange des Hydraulikzylinders in­ nerhalb der Kugelführung geführt ist.

In Ausgestaltung der Erfindung wird weiter vorgeschlagen, daß die Abmessung der Spannfelder nach einem Raster erfolgt.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung bestehen darin, daß die Transportebene der zu transportierenden großen und schwe­ ren Bleche bzw. Paneele nicht verändert wird, so daß im anzu­ steuernden Arbeitsbereich das Ausrichten und Festhalten ver­ einfacht ist. Die Anordnung von Hubeinrichtungen ist nur im beschränkten Spannfeldbereich erforderlich und kann dort mit einfachen Mitteln, z. B. Kurzhubzylindern, gelöst werden.

Nachstehend wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert:

Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht,

Fig. 2 eine Seitenansicht,

Fig. 3 eine Schnittdarstellung eines Spannfeldes,

Fig. 4 eine Draufsicht einer weiteren Ausführung,

Fig. 5 eine Schnittdarstellung eines Spannfeldes nach Fig. 4.

Die Spannvorrichtung besteht im wesentlichen aus einem Vaku­ umspanntisch 1, der aus einem Grundrahmen 2 mit einer Monta­ geplatte 3 gebildet wird, auf der eine Anzahl großer Spannfel­ der 4 und kleiner Spannfelder 5 in zwei sich gegenüberliegen­ den Spannreihen angeordnet sind. Die Größe der Spannfelder 4, 5 sollte rastermäßig ausgeführt sein. Zwischen den Spannrei­ hen befindet sich der Einbauraum für eine Schweißbadsicherung 16. Unter der Montageplatte 3 sind Vakuumreservebehälter 6 vorgesehen, zu denen noch eine nicht dargestellte Vakuumpumpe gehört. Durch ein Bedienpult wird die gesamte Spannvorrichtung gesteuert.

Auf der Montageplatte 3 sind eine Anzahl Kugelroller 7 im wesentlichen aus einer Kugel und Grundkörper 14 bestehend auf einstellbaren Distanzstücken 8 angeordnet. In Abhängigkeit von der Größe der einzelnen Spannfelder 4, 5 wird die Anzahl der Kugelroller 7 bestimmt. Im Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 3 sind für die kleinen Spannfelder 5 drei Kugelroller 7 und für die großen Spannfelder 4 neun Kugelroller 7 vorgese­ hen. Die Kugelroller 7 werden auf die Transportebene 10 der Bleche bzw. Paneele 11 vor und hinter dem Vakuumspanntisch 1 ausgerichtet und gesichert, so daß die Bleche bzw. Paneele 11 problemlos über die Spannfelder 4, 5 transportiert werden kön­ nen. Zur Kompensierung von eventuellem Schweißverzug können die an der Schweißbadsicherung 16 liegenden Kugelroller 7 et­ was höher eingestellt sein, als die außen liegenden Kugel­ roller 7.

An den Kugelrollern 7 sind am Grundkörper 14 die Spannfelder 4, 5, die durch einen Kurzhubzylinder 9 angehoben bzw. abge­ senkt werden können, geführt und in der oberen Endlage am Grundkörper 14 und in der unteren Endlage am Spannring 13 fi­ xiert.

In den Fig. 4 und 5 ist eine andere Ausführung gewählt wor­ den. Die Kugellager 7 sind hierbei zwischen den einzelnen Spannfeldern 4, 5 angeordnet, wobei die Spannfelder 4, 5 gleiche Größenabmessungen aufweisen können.

Auf der Montageplatte 3 ist eine vertikale Spannfeldführung vorgesehen, die im wesentlichen aus dem Kurzhubzylinder 9 mit Kolbenstange und einer Kugelführung 17 besteht. Die Kugelfüh­ rung 17 steht dabei in Wirkungsverbindung mit einer Füh­ rungsbohrung 18. Mittels der Kolbenstange des Kurzhubzylinders 9 wird das Spannfeld 4, 5 vertikal angehoben bzw. abgesenkt. Stiftschrauben 19 mit Kontermuttern, die auf der Montageplatte 3 befestigt sind, dienen im Zusammenwirken mit Anbauteilen 20 des Spannfeldes 4, 5. als Fixierpunkt für die Einstellung des Spannfeldes 4, 5 in der oberen Endlage (Transportebene 10) bzw. in der unteren Endlage (Ruhestellung).

Die Wirkung der Spannvorrichtung ist wie folgt beschrieben. Beim Beschicken der Schweißstation mit zu verschweißenden Ble­ chen bzw. Paneelen 11 befinden sich die Spannfelder 4, 5 im abgesenkten Zustand. Das erste Blech bzw. Paneel 11 wird auf einem Rollengang zur Schweißstation transportiert, im Bereich der Spannvorrichtung von den Kugelrollern 7 übernommen und in Schweißposition ausgerichtet. Mittels der Kurzhubzylinder 9 werden die Spannfelder 4, 5 auf die Höhe der Transportebene 10 gebracht, gegen das Blech bzw. Paneel 11 mit den Dichtlippen 15 gedrückt und in der oberen Endstellung fixiert. Danach wird ein Vakuum erzeugt, die Spannfeldoberflächen saugen sich an dem Blech bzw. Paneel 11 fest und richten damit dieses auf Höhe Kugelroller 7 aus.

Entsprechend der Blech- bzw. Paneelbreite wird die Zahl der zu aktivierenden Spannfelder 4, 5 am Bedienpult über entsprechen­ de Wahlschalter zugeschaltet. Zur Teilwirksamkeit der End­ spannfelder bei nichtrastergerechten Blech- bzw. Paneelbreiten sind bei Bedarf entsprechende Dichtstreifen auf den Endspann­ feldern auszulegen.

Nach erfolgter Verschweißung der benachbarten Bleche bzw. des Paneels 11 wird das Vakuum entaktiviert und die in Arbeits­ stellung gewesenen Spannfelder 4, 5 werden in Ruhestellung abgesenkt und dort fixiert. Die verschweißten Bleche bzw. Pa­ neele 11 können zur nächsten Arbeitsstation transportiert wer­ den.

Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen

 1 Vakuumspanntisch
 2 Grundrahmen
 3 Montageplatte
 4 Spannfeld
 5 Spannfeld
 6 Vakuumreservebehälter
 7 Kugelroller
 8 Distanzstück
 9 Kurzhubzylinder
10 Transportebene
11 Blech bzw. Paneel
12 Führung
13 Spannring
14 Grundkörper
15 Dichtlippen
16 Schweißbadsicherung
17 Kugelführung
18 Führungsbohrung
19 Stiftschraube
20 Anbauteil

Claims (11)

1. Spannvorrichtung zum Ausrichten von zu verschweißenden plattenförmigen Werkstücken mittels eines vakuumbeauf­ schlagten Spannbettes, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannbett aus einer Vielzahl autonom vertikal bewegbarer Spannfelder (4, 5) besteht, die mit Förderelementen, wel­ che auf der Transportebene (10) justiert sind, in Wir­ kungsverbindung stehen.

2. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannfelder (4, 5) unterschiedliche Größe aufwei­ sen.

3. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am äußeren Umfang der Spannfelder (4, 5) Dichtlippen (15) angeordnet sind.

4. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Förderelement Kugelroller (7), im wesentlichen aus einer Kugel und einen Grundkörper (14) bestehend, vorgese­ hen sind.

5. Spannvorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Spannfeld (4, 5) am Grundkörper (14) des Kugelrollers (7) geführt und in einer oberen bzw. unteren Endlage fixierbar ist.

6. Spannvorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Spannfeld (4, 5) eine Führungsbohrung (18) aufweist, die in Wirkverbindung mit einer auf der Montage­ platte (3) angeordneten Kugelführung (17) steht, und in einer oberen bzw. unteren Endlage fixierbar ist.

7. Spannvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Spannfeld (4, 5) mittels eines Hydraulikzylin­ ders, der im unteren Bereich des Spannfeldes angreift, vertikal bewegt wird.

8. Spannvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange des Hydraulikzylinders innerhalb der Kugelführung (17) geführt ist.

9. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abmessungen der Spannfelder (4, 5) nach einem Ra­ ster erfolgt.

10. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannbett aus zwei gegenüberliegenden Spannfeld­ reihen bestehen.

11. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, 4 und 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die an der Schweißbadsicherung (16) lie­ genden Kugelroller (7) etwas höher eingestellt sind, als die außen liegenden Kugelroller (7).