DE9302467U1 - Device for welding thin sheets - Google Patents

Device for welding thin sheets

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DE9302467U1 DE9302467U DE9302467U DE9302467U1 DE 9302467 U1 DE9302467 U1 DE 9302467U1 DE 9302467 U DE9302467 U DE 9302467U DE 9302467 U DE9302467 U DE 9302467U DE 9302467 U1 DE9302467 U1 DE 9302467U1
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/32—Accessories
    • B23K9/323—Combined coupling means, e.g. gas, electricity, water or the like

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Resistance Welding (AREA)
  • Manufacturing Of Electric Cables (AREA)

Description

1.Bezeichnung1.Designation

Mechanische Vorrichtung zum WIG-Schweißen von Dünnblechen ab 0,1mm.Mechanical device for TIG welding of thin sheets from 0.1mm.

2.Kurzfassung2.Summary

Mit dieser Vorrichtung ist es möglich,z.B. 0,1mm starke Kupferbleche (Folien) mit einer Geschwindigkeit von 7,5 bis 8 m/min zu verschweißen.Bei Verwendung von Mischgasen kann diese Leistung noch beträchtlich gesteigert werden. Die bekannten Verfahren,wie Elektronenstrahlschweißen (Laser), Mikroplasmaschweißen erreichen etwa nur 20% dieser Schweißgeschwindigkeit . Die Fertigungskosten verringern sich also um ein Vielfaches.Auch die Anschaffungskosten solcher Anlagen sind im Vergleich verhältnismäßig hoch.With this device it is possible, for example, to weld 0.1 mm thick copper sheets (foils) at a speed of 7.5 to 8 m/min. When using mixed gases this performance can be increased considerably. The known processes, such as electron beam welding (laser) and microplasma welding, only achieve about 20% of this welding speed. The production costs are therefore reduced many times over. The purchase costs of such systems are also relatively high in comparison.

3.Das Problem des Schmelzschweißens von 0,1mm dünnen Kupferblechen bestand immer darin,daß das Blech im Bereich der Wärmequelle "arbeitet".Das beteutet,die zu verbindenden Bleche verziehen sich durch ungleichmäßige Wärmeausdehnung.Auch mit aufwendig gefertigten Spannelementen war das Problem oft nicht in den Griff zu bekommen.3.The problem with fusion welding of 0.1mm thin copper sheets has always been that the sheet "works" in the area of the heat source. This means that the sheets to be joined warp due to uneven thermal expansion. Even with elaborately manufactured clamping elements, the problem could often not be brought under control.

Die von mir entwickelte Vorrichtung beseitigt das Problem weitgehendst,indem es dem Blech gar keine Zeit zum Verziehen läßt.Dieses wird durch hervorragende Kühlung der Konstruktion und der hohen Schweißgeschwindigkeit erreicht.Bei optimaler Anwendung kann das Gerät mehrere Stunden ohne Aufsicht (Bedienungspersonal) arbeiten.The device I developed largely eliminates the problem by not giving the sheet any time to warp. This is achieved through excellent cooling of the construction and the high welding speed. When used optimally, the device can work for several hours without supervision (operating personnel).

3.1 Arbeitsweise,Funktion,Aufbau3.1 Operation, function, structure

Herzstück der Anlage sind die Kühlwasserelemente,wie das Beispiel auf Zeichnung Nr. 1 u. 2 zeigen.Diese Elemente haben Wasseranschlüsse (2) und werden auf einen Cu-Träger montiert,Zeichnung 3/ ^ so daß sich das obere Element frei nach oben/unten bewegen kann.Das untere Teil kann fest verschraubt werden.Zeichnung Nr.3. Ein leichter Druck des Oberteils auf das Unterteil wird mit Hilfe von Druckfedern und Stellschrauben Zeichn.3/ erreicht.Ein WIG-Brenner Zeichn. 4/(&Idigr;)wird so an der vorgesehenen Halterung Zeichn.4/(^ befestigt,daß die Wolframelektrode Zeichn.4/Q) zum Zentrum der Elemente und der zu verbindenden Bleche zeigt.Zeichn . 4/ @. L)1Ie angebauten Transportrollen zeigt Zeichnung Nr. 5. JT = Antriebswelle, ^p = Auflageplatte,Q) = Transportrollen/ Reibräder , (fD = WellenlagerThe heart of the system are the cooling water elements, as shown in the example in drawings no. 1 and 2. These elements have water connections (2) and are mounted on a Cu carrier, drawing 3/ ^ so that the upper element can move freely up/down. The lower part can be screwed tightly, drawing no. 3. A slight pressure of the upper part on the lower part is achieved with the help of pressure springs and adjusting screws, drawing 3/. A TIG torch, drawing 4/(&Idigr;), is attached to the holder provided, drawing 4/(^, so that the tungsten electrode, drawing 4/Q) points towards the center of the elements and the sheets to be joined. Drawing . 4/ @. L) 1 The attached transport rollers are shown in drawing no. 5. JT = drive shaft, ^p = support plate,Q) = transport rollers/friction wheels, (fD = shaft bearing

Die Transportrollen berühren sich mit einem bestimmten Anpressdruck.Außerdem zeigt die Zeichn.Nr.5 noch eine Führungsleiste (5),die für den Betriebsablauf wichtig ist. Die Kühlelemente werden mit Schläuchen an einen Kühlwasserkreislauf angeschlossen.Anschlüße zeigen Zeichn.Nr.Iu.2. Die Cu-Träger sind auf Führungen montiert Zeichn . 6/ Q.· , um eine Formateinstellung zu ermöglichen.Wenn das Format(Blechbreite), die Stromquelle,der Antrieb umj Kühlwasserkreislauf angeschlossen sind Zeichnung 7/ (l}(§)(3) , ist die Anlage Betriebsbereit.Das zu verschweißende Blech kann nun eingelegt werden, wird durch die Vorrichtung gezogen,verschweißt und an der anderen Seite ausgeschoben.The transport rollers touch each other with a certain contact pressure. Drawing 5 also shows a guide rail (5) which is important for the operating sequence. The cooling elements are connected to a cooling water circuit with hoses. Connections are shown in drawing 2. The copper supports are mounted on guides (drawing 6/ Q.· ) to enable format adjustment. When the format (sheet width), the power source, the drive and the cooling water circuit are connected (drawing 7/ (l}(§)(3)), the system is ready for operation. The sheet to be welded can now be inserted, is pulled through the device, welded and pushed out on the other side.

Eine sinnvolle Zusammenstellung für die Produktion zeigen die Zeichnungen 8 ,also eine Blechabnahme von Rollen,automatisches Schneiden und rechtwinkeliger Transport zur Folgestation.Drawings 8 show a sensible arrangement for production, i.e. sheet metal removal from rolls, automatic cutting and right-angled transport to the next station.

4.Anwendungsmöglichkeiten4. Applications

Die Vorrichtung eignet sich zum Anfertigen von Wärmetauschern, Mediumträgern,Solar und Warmwasserzellen jeder Größe. Die Formen sollten jedoch rechteckig oder rund sein.The device is suitable for producing heat exchangers, medium carriers, solar and hot water cells of any size. The shapes should, however, be rectangular or round.

5.Beispiel der Anwendung5.Example of application

Zwei aufeinandergelegte Dünnbleche werden mit der Vorrichtung an allen vier Seiten verschweißt.Zeichnung Nr. 9/(p Nun wird eine Befüllöffnung an beliebiger Stelle angebracht, etwa wie Zeichnung Nr. 9/ (2)zeigt,eine abgeschnittene Ecke. Jetzt kann man die Hülle zwischen,in Abstand gehaltene Stahlplatten bringen und mit Überdruck befüllen,oder mit Pressluft (etwa lObar) aufblasen.So erreicht man eine Flachform von 5-6mm . Zeichnung Nr. 9/Q).Two thin sheets placed on top of each other are welded on all four sides using the device. Drawing No. 9/(p Now a filling opening is made at any point, for example a cut-off corner as shown in drawing No. 9/ (2). Now the casing can be placed between steel plates held at a distance and filled with excess pressure or inflated with compressed air (about 10 bar). This achieves a flat shape of 5-6 mm. Drawing No. 9/Q).

Zum verschließen der Befüllöffnung eignet sich eine Wiederstandsschweißmaschine A resistance welding machine is suitable for closing the filling opening

Claims (14)

M:MU3701A - "i - SchutzansprücheM:MU3701A - "i - Protection claims 1. Vorrichtung zum Schmelzschweißen, insbesondere WIG-Schweißen, von Dünnblechen mit:1. Device for fusion welding, in particular TIG welding, of thin sheets with: einem Trägergestell,a support frame, einem ersten Kühlelement, das fest mit dem Trägergestell verbunden ist,a first cooling element which is firmly connected to the support frame, einem zweiten Kühlelement, das beweglich mit dem Trägergestell verbunden ist,a second cooling element which is movably connected to the support frame, wobei das erste und zweite Kühlelement einander gegenüberliegend angeordnet sind, das zweite Kühlelemente mit einer Federkraft in Richtung auf das erste Kühlelemente baufschlagt ist, und im Betrieb das/die zu verschweißenden Dünnblech(e) zwischen den Kühlelementen führbar sind, undwherein the first and second cooling elements are arranged opposite one another, the second cooling element is subjected to a spring force in the direction of the first cooling element, and during operation the thin sheet(s) to be welded can be guided between the cooling elements, and einem mit dem Trägergestell verbundenen Schweißbrenner, der auf das im Betrieb zwischen den Kühlelementen geführten leicht herausragende zu verschweißende(n) Dünnblech(e) gerichtet ist.a welding torch connected to the support frame, which is aimed at the thin sheet(s) to be welded, which protrude slightly between the cooling elements during operation. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Transporteinrichtung vorgesehen ist, mittels der das/die zu verschweißenden Dünnbleche derart zwischen den Kühlelemente hindurchführbar sind, daß sie lediglich im Bereich der zu bildenden Schweißnaht senkrecht zur Bewegungsrichtung der Dünnbleche zwischen den Kühlelemente herausragen.2. Device according to claim 1, characterized in that a transport device is provided by means of which the thin sheet(s) to be welded can be guided between the cooling elements in such a way that they protrude between the cooling elements only in the region of the weld seam to be formed, perpendicular to the direction of movement of the thin sheet(s). 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Transporteinrichtung motorisch angetriebene Transportrollen aufweist, die mit Gegenrollen in Eingriff stehen.3. Device according to claim 2, characterized in that the transport device has motor-driven transport rollers which engage with counter rollers. 4. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Führungseinrichtung, insbesondere in Form einer Führungsleiste (5/5),4. Device according to at least one of the preceding claims, characterized by a guide device, in particular in the form of a guide bar (5/5), M:MU37O1A - 2 - M:MU37O1A - 2 - die parallel zur Bewegungsrichtung der zu verschweißenden Dünnbleche mit Abstand zu den Kühlelemente an dem Trägergestell montiert ist, wobei der Abstand zwischen Kühlelemente und der Führungsleiste senkrecht zur Bewegungsrichtung der zu verschweißenden Dünnbleche festlegt, wie weit die Dünnbleche zwischen den Kühlelemente herausragen und damit welcher Bereich der Dünnbleche miteinander verschweißt wird.which is mounted on the support frame parallel to the direction of movement of the thin sheets to be welded at a distance from the cooling elements, whereby the distance between the cooling elements and the guide bar perpendicular to the direction of movement of the thin sheets to be welded determines how far the thin sheets protrude between the cooling elements and thus which area of the thin sheets is welded together. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse der Transport- und/oder Gegenrollen leicht zu der Senkrechten zur Bewegungsrichtung der Dünnbleche geneigt ist, so daß die Dünnbleche während des Transports an die Führungsleiste angedrückt werden.5. Device according to claim 4, characterized in that the axis of rotation of the transport and/or counter rollers is slightly inclined to the perpendicular to the direction of movement of the thin sheets, so that the thin sheets are pressed against the guide bar during transport. 6. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlelemente Hohlräume aufweisen die mit einem Kühlfluid, insbesondere Wasser, beaufschlagbar sind.6. Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the cooling elements have cavities which can be filled with a cooling fluid, in particular water. 7. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und/oder das zweite Kühlelemente auf einem fest mit dem Trägergestell verbundenen Kühlelementträger aus gut Wärme leitendem Material montiert ist.7. Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the first and/or the second cooling element is mounted on a cooling element carrier made of a material that conducts heat well and is firmly connected to the carrier frame. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlelementträger mit Kühlmittel beaufschlagbar sind.8. Device according to claim 7, characterized in that the cooling element carriers can be supplied with coolant. 9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlelementträger mit Kühlrippen versehen sind.9. Device according to claim 7, characterized in that the cooling element supports are provided with cooling fins. 10. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden10. Device according to at least one of the preceding Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlelemente im Querschnitt parallel zu der Ebene in der die Dünn-Claims, characterized in that the cooling elements in cross section parallel to the plane in which the thin M:MU3701A " -*3 "-' M:MU3701A " -*3 "-' bleche geführt werden eine langgestreckte Form aufweisen und in Längsrichtung leicht um eine Drehachse, die senkrecht auf der Ebene steht, in der die Dünnbleche geführt sind, gekippt sind, so daß die Schweißnaht unmittelbar nach ihrer Bildung von den Kühlelemente weggeführt wird.sheets are guided have an elongated shape and are slightly tilted longitudinally about an axis of rotation which is perpendicular to the plane in which the thin sheets are guided, so that the weld seam is guided away from the cooling elements immediately after it is formed. 11. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlelemente im Querschnitt parallel zu der Ebene in der die Dünnbleche geführt werden keilförmig ausgebildet sind, wobei sich der verjüngende Bereich in Bewegungsrichtung der Dünnbleche erstreckt, so daß die Schweißnaht unmittelbar nach ihrer Bildung von den Kühlelemente weggeführt wird.11. Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the cooling elements are wedge-shaped in cross section parallel to the plane in which the thin sheets are guided, whereby the tapered region extends in the direction of movement of the thin sheets, so that the weld seam is guided away from the cooling elements immediately after its formation. 12. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Falteinrichtung, die von einer Rolle abgewickeltes Dünnblech senkrecht zur Transportrichtung der Transporteinrichtung faltet und derart der Transporteinrichtung zuführt, daß die offene Seite des gefalteten Dünnblechs zwischen den Kühlelementen geführt und verschweißt wird.12. Device according to at least one of the preceding claims, characterized by a folding device, which folds thin sheet unwound from a roll perpendicular to the transport direction of the transport device and feeds it to the transport device in such a way that the open side of the folded thin sheet is guided between the cooling elements and welded. 13. Doppelschweißvorrichtung für Dünnbleche, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem Trägergestell einander gegenüberliegend zwei Schweißvorrichtungen nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11 angeordnet sind (Zeichnungsblatt Nr. 6).13. Double welding device for thin sheets, characterized in that two welding devices according to at least one of claims 1 to 11 are arranged opposite one another on a support frame (drawing sheet no. 6). 14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, gekennzeichnet durch eine Schneideeinrichtung und eine zweite Schweißvorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11, deren Transportrichtung quer zur Transportrichtung der ersten Schweißvorrichtung liegt.14. Device according to claim 12 or 13, characterized by a cutting device and a second welding device according to at least one of claims 1 to 11, the transport direction of which is transverse to the transport direction of the first welding device.
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