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Vorrichtung zur hängenden Aufspannung schalenförmig gekrümmter Bauteile
zur Führung an Widerstandsschweißmaschinen Die Erfindung betrifft .eine Vorrichtung
zur Ausführung von Verbindungen an größer=en Bauteilen mit Hilfe von elektrischen
Widerstandsschweißmaschinen.
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.Es ist zur Erleichterung der Handhabung größerer Bauteile b=ei .der
Ausführung von Verbindungen mittels -der genannten. Arbieitsmaschinen schon vorgeschlagen
worden, Hilfsgestelle (Halte- und Transportvorrichtungen.) anzuwenden, mit denen
die Bauteile gegenüber den Verbindungswerkzeugen geführt werden. Die bekannten Vorrichtungen
erfüllen die Aufgabe, bei der Herstellung von Verbindungen an völlig gleich ,gestalteten
Bauteilen, z. B. Achsbrücken oder Heizkörpergliedern, ieinie zwangsläufige Steuerung
nach genau festliegenden Verbindungsreihenanordnungen zu ermöglichen. Diese Hilfsvorrichtungen
sind mit Schablonen, Steuerkurvenscheiben und Führungsschlitzen in Verbindung gebracht,
welche das genaue Einhalten der einzuschlagenden Bearheitungsrichtung gewährleisten.
Mit den bekannten Vorrichtungen ist es nicht möglich, Bauteile gegenüber den Verbindungswerkzeugen
zu führen, bei denen die Verbindungsstehen unregelmäßig verlaufen, wie sie z. B.
im Flugzeugbau in Form von Schalenkörpern (Rumpf, Flügel- und Leitwerksteilen) vorkommen.
Solche Bauteile mußten von mehreren Werkleuten von Hand gegenüb=er den Verbindungswerkzeugen
geführt werden. Das war eine schwierige und zeitraubende
Arbeit,
welche auch miteiner ebenfalls bekannten, beim Nieten van Trommelmänteln gebräuchlichen
Führungsvorrichtung nicht vereinfacht werden konnte. Die bekannte Vorrichtung hat
die Aufhängung eines Trommelmantels in endlosen Ketten zum Gegenstand, wobei die
Ketten über verstellbar in einem portalartigen Gestell angeordnete Führungsrollen
laufen, welch letztere zur Veränderung der Höhenlage des von ihnen getragenen Werkstückes
stellungsveränderbar sind. Es handelt sich also um eine Werkstückführung, bei der
das Werkstück von zwei unabhängig voneinander einstellbaren Haltegliedern getragen
wird. Damit .allein ist es nicht möglich, die genannten im Flugzeugbau vorkommenden
Bauteile mit unregelmäßigem Krümmungsverlauf spielend leicht gegenüber den Bearbeitungswerkzeugen
zu führen.
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Mit der vorliegenden Erfindung wird bezweckt, eine Vorrichtung zu
schaffen, mit deren Hilfe die Werkleute ein spielend leichtes Bewegen der Bauteile
nach allen Richtungen im Raum ausführen können, um dieTangentialehene des Werkstückes
und der jeweiligen Verbindungsstelle immer senkrecht zum Verbindungswerkzeug einstellen
zu können. Die Werkleute sollen mit der Vorrichtung jeder vorkommenden Abweichung
von der,eingeschlagenen Verbindungsrichtung im Verlauf des Verbindungsvorganges
gefühlsmäßig nachgehen können. Dies wird dadurch erreicht, daß die Aufhängung der
Aufspannvorrichtung am Kreuzwagen bzw. Kreuzschlitten erfindungsgemäß mittels zxveier
oder mehrerer gewichtsausgeglichener H:ebevorrichtungenerfolgt. Durch diese Vorrichtung
wird der Vorteil der vollkommen freien Raumbeweglichkeit bei ganzem oder nahezu
völligem Gewichtsausgleich ,geboten. Die Vorrichtung ermöglicht es dem Bedienungsmann,
nach Erfordern von dem eingeschlagenen Leitweg seitlich abzuweichen. Die Vorrichtung
ist im Gegensatz zu .den bekannten Vorrichtungen, welche immer nur für .eine Serie
gleich gestalteter Werkstücke eingerichtet sind, ohne weiteres für ,alle Werkstücke
unterschiedlicher Gestaltung verwendbar.
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Die ,an dem Kreuzwagen oder Kreuzschlitten aufgehängten Hebevorrichtungen
sind erfindungsgemäß zweckmäßig allein oder gemeinsam verstellbar :angeordnet, so
daß während der Durchführung der Verbindungsvorgänge Krümmungen der Bauteile gefolgt
werden kann, welche in der Bearbeitungsrichtung liegen.
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In einer Einzelausgestaltung der Erfindung ist der Vorschlag wertvoll,
die Hebevorrichtungen gelenkig an die Aufspannvorrichtung anzuschließen, und zwar
vorteilhaft derart, daß die Bauteile um eine durch die Anschlußstellen dieser Hebevorrichtungen
gelegte Achse drehbar gelagert sind, welche mit der @esamtschwerachse .der zu verbindenden
Bauteile und der Aufspannvorrichtung zusammenfällt. Dadurch ist es möglich, die
zu verbindenden Bauteile leicht um die Gesamtschwerachse zu drehen.
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Es ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorteilhaft, die Aufspannvorrichtung
an einem mit der Arbeitsmaschine in Verbindung gebrachten oder gesondert festgelegten
Austegerarm in Art eines Halb- oder Vollportals auszubilden.
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Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
schaubildlich dargestellt, bei dem die Außenhaut i eines Flugzeugrumpfes mit den
in Rumpflängsrichtung verlaufenden Versteifungsprofilen 2 und den Querspanten 3
mittels Punktschweißung verbunden werden soll.
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Zu diesem Zweck werden die Rumpfhaut i und die mit ihr zu verbindenden
Versteifungsprofile 2 und 3 von :einem Traggerüst q. in der Weise allseits beweglich
gehalten, daß es möglich ist, die zu verbindenden Bauteile mit allen Stellen, an
denen eine Schweißung erfolgen soll, an die Spitzen der Elektroden 5 und 6 der ortsfesten
Punktschweißmaschine heranzuführen.
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Das Traggerüst q. ist nach Art eines Vollportals mit zwei Stützsäulen
und einem Querbalken ausgestaltet; an der Unterseite des Querbalkens sind Laufschienen
7 befestigt, an denen ein in Art einer Laufkatze ausgebildetes Tragglied 8 in Richtung
der Hauptlängserstreckung der zu schweißenden Bauteile verfahrbar angebracht ist.
Das Tragglied 8 besitzt an seinen Enden quer verlaufende Gleitschienen g, auf denen
Gleitkörper i o quer zur Bewegungsrichtung des Traggliedes 8 verschiebbar geführt
sind. An den Gleitkörpern i o sind Umlenkrollen i i für die die Halteglieder der
zu verbindenden Bauteile darstellenden Seile 12 angeordnet. Die einen Enden der
Seile 12 sind mit :einem starren Rahmen 13 verbunden, an dem die zu schweißenden
Bauteile, z. B. die Rumpfhaut, festgelegt sind, während das andere Ende der Seile
12 :ein Gewicht 14. trägt, welches etwa dem Gewicht des Rahmens 13 und der von ihm
zu tragenden Bauteile i, 2 und 3 gleich ist. Es ist somit für die -Verschiebung
des Rahmens 13 und der Bauteile 1, 2 und 3 in senkrechter Richtung nur beringe Kraft
aufzuwenden..
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Die Lage der Punkte, in denen die einen Enden der Seile 12 am Rahmen
13 angreifen, ist so gewählt, daß diese Punkte mit der in der Rumpfkörperlängsrichtung
verlaufenden Gesamtschwerachse x-x der zu verbindenden Bauteile und des Rahmens
13 zusammenfallen.
Der Anschluß der Seile 12 am Rahmen 13 ist nach
Art eines Drehgelenks ausgebildet, indem an das Seilende eine öse 1,5 angeschlossen
ist, in deren Bohrung -ein ,am Rahmen 13 festliegender Drehzapfen 16 @eingreift,
dessen Drehachse mit der G@esamtschwerachse x-x zusammenfällt.
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Es kann nun der Rahmen 13 mitsamt den Bauteilen 1, 2 und 3 durch Verfahren
des Traggliedes S auf den Laufschienen 7 .des Stützgerüstes 4 in :der Längsrichtung,
durch Verschieben der Gleitkörper io längs der Schienen 9 in der Querrichtung und
mittels der Seile 12 in der Höhenrichtung beliebig verstellt werden; ,außerdem können.
diese Teile noch um die Gesamtschwerachsex-x gedreht werden. Damit ist eine weitgehende
und in den meisten Fällen .ausreichende Ver-r stellmöglichkeit der Bauteile 1, 2,
3 gegenüber den festliegenden Elektroden 5 und 6 ,gegeben, insbesondere weil hiermit
auch Schwenkungen um eine senkrechte Achse (durch ungleiches Verstellen der Gleitkörper
io) und um eine waagerechte Querachse (durch urgleiche Höhenverstellung beider Enden
des Rahmens 13 mittels der Seile 12) wenigstens in ,gewissem Grade möglich sind.
Im Bedarfsfalle könnte man weitergehende Verschwenkungen um eine Hochachse oder
um eine Qüerachsie dadurch ermöglichen, daß man irgendeines der Tragglieder, z.
B. die' Laufkatze 8, zweiteilig macht und die beiden Teile um eine in der betreffenden
Richtung laufende Achse gegeneinander drehbar anordnet. Um Beine Behinderung der
Schwenkung der Teile 13 und 1, 2, 3 um die Achse x-x durch die Stützelektrolde 5
zu vermeiden, ist diese gegenüber der Achse y, in der die Schließ- und öffnungsbewegung
der Elektroden erfolgt, erbgekröpft. Sollen also beispielsweise die Rumpfhaut i
und die mit ilu zu verbindenden Versteifungsprofile so um die Achse x-x gedreht
werden, ,däß das seitliche Versteifungsprofile' zusammen mit dem ihm anliegenden
Teil. der Rumpfhaut i an die Spitzen der Elektroden 5 und 6 herangebracht wird,
so tritt der gegen- -überliiegende Teil der Rumpfhaut i und die daran festgelegten
Versteifungsprofile in den durch die Abkröpfung der Elektrode 5 frei gewordenen
Raum ein.
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Die erbgekröpfte Elektrode 5 ist außerdem noch um :die Achse y drehbar
angeordnet, so daß es möglich ist, die Abkröpfung der Elektrode 5 jeweils an eine
solche Stelle zu verschwenken, an der sie eine Verstellung der zu verbindenden Bauteile
nicht hindert.
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Zur Führung der zu verbindenden Bauteile gegenüber den Elektroden
5 und 6 sind an der Stützelektrode Leitrollen 17 angeordnet, welche eine der Form
der Versteifungsprofile 2 oder 3 entsprechende Rille besitzen, in die die Versteifungsprofile,
im dargestellten Ausführungsbeispiel einer der Längssp,anten 2, eingreifen können,
um auf diese Weise dem Werkstück eine gewisse Führung unmittelbar gegenüber den
Elektroden zu geben und dadurch die Genauigkeit der Lage der Schweißstellen noch
weiter zu verbessern. Um stets einen sicheren Eingriff des Versteifungsprofils in
die Leitrollen zu gewährleisten, sind die Gewichte 14 so bemessen, daß sie das Gewicht
der zu verbindenden Bauteile und des Rahmens 13 nicht ganz ,ausgleichen, so daß
die letzteren unter der Einwirkung des verbleibenden Übergewichtes auf den LeitroJlen
17 der Stützelektrode 5 aufruhen.
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Die Leitrollen 17 sind m einem besonderen Rollenträger 18 gelagert,
der mit der Stützelektrode 5 gelenkig verbunden ist, derart, daß die Achse dieses
'Gelenkes mit der Drehachse y der Stützelektrode 5 zusammenfällt. Dadurch ist es
möglich, die Stützelektrode 5 um ihre Drehachse y zu verschwenken, ohne vorher die
Rumpfhaut und die mit ihr zu verschweißenden Versteifungsprofile von den Leitrollen
17 ,abheben zu müssen.
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Für den Fall, daß ,anstatt der in Rumpflängsrichtung sich erstreckenden
Län,gsspanten 2 nun die Querspanten 3 mit der Rumpfhaut i verschweißt werden sollen,
werden die Leitrollen 17 entsprechend in die Richtung der Querspanten 3 .eingestellt
und daraufhin die letzteren mit den Rillen der Leitrollen. 17 in Eingriff
gebracht. Zweckmäßig sind sodann noch Vorkehrungen getroffen, um die Leitrollen
17 für sich, d. h. ohne Verstellung ,des Werkstückes. 1, 2, 3 oder der Elektrode
5, von den Längs- oder Quersparten abheben zu können. Dadurch ist es möglich, die
Leitrollen 17 über Kreuzungsstellendieser Spanten ohne Schwierigkeit und ohne Störung
der normalen Fortschaltung des Werkstückes von Schweißstelle zu Schweißstelle hinwegzuführen.
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Wie am Ausführungsbeispiel erkenntlich, können alle Stellen der Bauteile,
an denen eine Schweißung erfolgen soll, ohne ,großen Arbeitsaufwand ran die Spitzen
der Elektroden 5. und 6 herangeführt werden. Es biesteht ferner ohne weiteres .die
Möglichkeit, die Verstellung des Werkstückes zum Teil oder ganz. durch motorische
Kraft zu bewirken, etwa indem die Laufrollen des Traggliedes 8, ferner die Gleitstücke
i o, diese beispielsweise über Schraub.spindeln, sowie die Umlenkrolllen i i -durch
Motoren angetrieben werden.
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Das festliegende Stützglied 4 könnte an Stelle der in der Zeichnung
dargestellten Ausgestaltung nach Art eines Vollportals (mit zwei Säulen und einem
darübergelegten Querbalken) auch eine ,andere Ausbildung, z. B.
als
Halbportal (mit nur einer biegungsfesten Säule und einem oberen Querbalken) aufweisen.
Es könnte auch durch die Schienen 7 und an deren Enden angreifende reimfache Stützen
gebildet sein. Ferner könnten die Schienen 7 auch am Boden festliegen und die bewegbaren
Zwischenglieder darüber angeordnet sein.
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Die Ausbildung der Schweißmaschine selbst kann beliebig gewählt sein;
beim Ausführungsbeispiel ist eine Schweißmaschine der Gattung vorgesehen, bei der
jede Elektrode als Doppelelektrode mit zwei Spitzen ausgebildet und jeder dieser
Doppelelektroden ein Transformator zugeordnet ist. Die beiden Spitzen der Stützelektrode
5 sind ,außerdem gegenüber der letzteren drehbar, und zwar um die mit der Schwenkachse
y dieser Elektrode übereinstimmende Achse. Es ist hierdurch die Möglichkeit gegeben,
die Abkröpfung der Stützelektrode 5 so einzustellen, daß leine Behinderung der Verstellung
der zu schweißenden Bauteile nicht erfolgt.