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Vorrichtung zum elektrischen Schweißen von Dosenzargen Die Erfindung
bezieht sich auf eine Vorrichtung zum elektrischen Schweißen von Dosenzargen, deren
zugeschnittener Ausgangs-Metallstreifen einem Vorratsbehälter entnommen, über einen
feststehenden Dorn in die Zargenform mit übereinanderliegenden Rändern gebogen wird
und besteht darin, daß die Zargen auf dem -Dorn und diesem gegenüber angeordneten
Reihen von Elektroden nach jedem Punkten um einen den-Abstand der Elektroden unterschreitenden
Schritt axial verschiebbar sind, so daß eine'ununterbrocliene Reihe von sich teilweise
überdeckenden Schweißpunkten längs der Schweißnaht entsteht.
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Weitere Einzelheiten des Gegenstandes der Erfindung gehen aus der
nachfolgenden Beschreibung eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels
der Erfindung hervor. Fig. z zeigt einen Längsschnitt durch die Vorrichtung gemäß
der Erfindung, Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linie II-II der Fig. z, Fig.3 einen
entsprechenden Querschnitt nach der Linie III-III der Fig. z; Fig. q. gibt einen
schematischen Schnitt der Vorrichtung wieder, welche die Blechstreifen an die Arbeitsvorrichtung
heranbringt; Fig.5 erläutert im schematischen Schnitt die Vorrichtung zur Verschiebung
der Zarge auf dem feststehenden Führungsdorn; Fig.6 veranschaulicht einen Teil der
Vorrichtung nach Fig. 5 im Grundriß; Fig.7 läßt eine Einzelheit eines Haltekolbens
erkennen, der eine Rückbewegung der Zarge verhindert;
Fig. 8 zeigt
die auf den "Führungsdorn -aufgewickelte Zarge; Fig.9 ist ein axialer Schnitt einer
Schweißelektrode; Fig. io stellt einen Querschnitt dieser Elektrode nach der Linie
X-X der Fig. 9 dar; Fig. ii gibt in Profilansicht, teilweise im Schnitt, eine andere
Schweißelektrode nach der Erfindung wieder; Fig. i2 läßt einen Axialschnitt dieser
Schweißelektrode erkennen; Fig. 13 zeigt in schaubildlicher Darstellung eine
durch Punktschweißung mit elliptischen Punkten verschweißte Büchse.
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Bei der Vorrichtung gemäß der .Erfindung wird der zugeschnittene Ausgangs-Metallstreifen
einem Vorratsbehälter i (Fig. 4) entnommen, in .welchem die Streifen :2 übereinander
aufgeschichtet sind. Dieser Vorratsbehälter besitzt unten eine Öffnung 3, deren
Abmessungen etwas geringer sind als diejenigen eines Blechstreifens 2. Ein unmittelbar
unter dem untersten Blechstreifen 2n ausmündendes Saugrohr 4 steht mit dem Zylinder
5 einer Vakuumpumpe 6 in Verbindung. Diese Pumpe arbeitet mit einem Kolben 7 und
einem Kurbeltrieb 8, der von der Antriebswelle 9 betätigt wird. Das Saugrohr ist
bei io, ii und 12 mit Gelenken versehen, so daß das Ende des Rohres 4 eine hin-
und hergehende, in Richtung des Pfeiles F1 -der-Fig. 4 bzw. umgekehrt gerichtete
Hubbewegung vollführen kann. - -Ein Fahrgestell 14 ist in seiner Mitte ausgespart,
um das Saugrohr 4 hindurchtreten zu- lassen. Es ist unterhalb des Vorratsbehälters
i geführt und besitzt zwei Seitenbacken i3; -r3" -zum Festhaltendes Blechstreifens
und zwei Ansclilägei4', z4"; mit deren Hilfe das Fahrgestell 14 den Blechstreifen
ä mitnimmt.
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Das Saugrohr4-kann zwei verschiedene Lagen einnehmen, nämlich einmal
eine Arbeitslage,- in der . es in Höhe des Fahrgestells 14 ausmündet und das anderemal
eine versenkte Lage, -Befindet.sich- das -Rohr 4 in der Arbeitslage, .so _saugt
es-unter Einwirkung der Vakuurnpümpe 6 den am Böden des Behälters i liegenden Blechstreifen-
211 an. Der -Blechstreifen nimmt dann die in -Fig.4 gekrümmt gezeichnete Lage ein,
wobei er mit seiner Mitte auf dem Rohr 4 aufliegt. Infolge dieser'; gekrümmten Lage
tritt er aus dem-Boden 15 des Üelhälters i .aus und legt sich aizf
das Fährgestell 14 -zwischen die Seitenbacken 13' und i3".
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Das Fahrgestell i4 ist für 'eine hin- urid- hergehende waagerechte
Bewegung in, Richtung - des Pfeiles f2 (Fig. z) oder umgekehr- -eingerichtet. Diese
Bewegung wird von= einer Kurbelscheibe _i6 über eine Kurbelstange 17, einen Kurbelzäpfen
18 und eine Anlenkstange i9 -am Fährgestell i4 .'ausgelöst. Die Kurbelscheibe
16 - wird ebenfalls von der Antriebswelle 9 über die Kegelräder 2o und Z1 angetrieben.
Das so von der Antriebswelle j -ver= schobene Fahrgestell 1.4 nimmt den Blechstreifen2m
mit und führt ihn der Biegevorrichtung zu, die einen -Kolben -25 (Fig. i) aufweist,
derb oben eine halbzylindrische Arbeitsausnehmung 27 (Fig. :2) besitzt. Der Kolben
befindet sich unterhalb eines feststehenden Dorns 23 und ist in einem Zylinder
24verschiebbar gelagert. Seinen Antrieb erfährt er durch die Antriebswelle 9 über
eine Nockenscheibe 26, die fest auf der Antriebswelle sitzt. Diese Nockenscheibe
wirkt auf eine Rolle 42 (Fg. 2) am unteren Ende des Kolbens 25, während die Rückführung
des- Kolbens in seine Anfangslage durch zwei Rückführfedern 4r1 und 412 geschieht.
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Außerdem sind noch seitliche Arbeitsorgane vorgesehen, die aus zwei
Formgleitstücken 281 und 282 bestehen, die an dem dem Dorn 23 zugekehrten Ende halbzylindrische
Ausnehmungen 431 und 432 tragen. Diese Formgleitstücke 281 und 282 erfahren Bewegungen
in Richtung der Pfeile f4 zum Dorn 23 hin durch Gleitschieber 301 und .302. Diese
Gleitschieber stehen mit geneigten Flächen 321 und 322 mit Rollen 341 und 342 in
Berührung, die in den Formgleitstücken 281 und 282 gelagert sind. Jeder Gleitschieber
wird vermittels, einer Welle 36 in Richtung der Pfeile f3 auf und nieder bewegt.
Beide Wellen 36. erfahren ihren Antrieb von der Antriebswelle 9 über Zahnräder 37,
38. Die Führung der Gleitschieber erfolgt durch Rollen 391, 392 bis 39g am Maschinengestell
40 (Fig. 2).
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Wenn somit der Kolben 25 in Richtung des Pfeiles f3 aufwärts geht,
drückt er mit seiner halbzylindrischen Ausnehmung 27 den Streifen 2 gegen den -Dorn-23.
Hierauf -nähern sich die Formgleitstücke-281 und 282 in Richtung der Pfeile f4 dem
Dorn, erfassen die Ränder des Blechstreifens 2 und drücken sie ebenfalls gegen den
Dorn. .Hierdurch -entsteht die Zargenform, deren Ränder sich, wie in F_ ig. 8 angegeben,
überdecken.
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Zu der 'Vorrichtung zum anschließenden Verschweißen der Ränder gehören
eine Einrichtung für -den- Vorschub zu der zu schweißenden Dosenzarge vor den Elektroden,-
eine Steueranordnung für die Schweißelektroden und die Schweißelektroden selbst.
Die Vorschubeinrichtung besteht aus zwei Leisten 501 und -502-(Fig. 5), die in Längsnuten
des feststehenden -Führungsdorns-23-gelagert und mittels Kugeln 521, 522 bis 528
abgestützt sind, um die Reibung herabzusetzen.
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Jede Leiste 501, 502 besitzt voneinander genügend entfernte
zylindrische Ausnehmungen 53,-deren Achse mit einem Durchmesser des Führungsdorns
23 zusammenfällt. In jeder Ausnehmung 53 gleitet ein _Haltekolben-54; der -durch
-eine Feder 55 -nach außen gedrängt wird. Dieser Kolben kommt mit der -Innenfläche
-der Dosenzarge- in Eingriff, und zwar zu folgendem Zweck: Vor jeder Leiste 5o1,
5'o2 sind_ Gegendruckbacken 781, 782_ angeordnet Jede Gegendruckbacke besitzt
eine Ausnehmung, r5o,"die unmittelbar vor-jedem_Hattekolben 54 gelegen ist. Diese
Backen werden zurrt: Dorn 23 hin bewegt und drücken auf diese Weise die Zarge auf
eine der Leisten 501, 5b2. Das Vorbewegen- geschieht durch eine Rolle 87,
deren Achse in einen Büge@86 eingesetzt ist. Dieser Bügel 86 wird von einer Nockenscheibe
85 betätigt, die fest auf einer Welle 79 sitzt: Auch diese Welle_79 wird von der
Antriebswelle 9 angetrieben, und zwar über die
Kegelräder 81 und
82. Eine Rückführfeder 89 hält den Bügel 86 dauernd in Eingriff mit der Nockenscheibe
85. Die Spannung dieser Feder kann durch einen einstellbaren Federteller 151 geregelt
werden (Fig.6). Diese gesamte Klemmvorrichtung verschiebt sich längs der Achse des
Dorns 23 unter Einwirkung eines Hebels 92 (Fig. i), der an einem Gelenkpunkt 93
der aus den Backen 781, 782 sowie den Leisten 501, 502 gebildeten Klemmvorrichtung
angelenkt ist. Der Hebel 92 wird um eine Achse 94 durch eine Kurbelscheibe 98 verschwenkt,
deren Welle 99 von der Antriebswelle 9 gesteuert wird.
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Die Klemm- und Mitnahmevorrichtung der Dosenzarge, wie sie vorstehend
beschrieben worden ist, wird vorteilhaft noch mit zusätzlichen Organen ausgerüstet.
Zunächst ist der Dorn 23 mit Halteorganen ausgestattet, die zurücktreten, wenn das
Vorrücken des Blechstreifens 2 auf dem Dorn durchgeführt werden soll, andererseits
aber auch Anschläge bilden, die sich jedem Zurückverschieben des Blechstreifens
2 widersetzen. jedes Halteorgan wird beim Beispiel der Fig. 7 von einem Kolben 57
gebildet, der durch eine Feder 58 nach außen gedrückt wird. Der Kolben gleitet dabei
in einer zylindrischen Bohrung 56 des Dorns 23. Der Kopf 29 dieses Kolbens weist
eine Schrägfläche 62 auf, die im Sinne der Bewegung des Blechstreifens 2 ansteigt,
und eine senkrechte Fläche 6 1 auf, die bei umgekehrter Bewegung des Streifens
2 als Anschlag zur. Wirkung kommen würde. Der Kolben senkt sich, sobald der Streifen
in Richtung des Pfeiles fio auf dem Dorn 23 vörbewegt wird. Dies geschieht beim
Hingang der Mitnahmeorgane, dagegen bleibt der Kolben in seiner angehobenen Lage,
in der er sich jeder Rückhewegung des Blechstreifens widersetzt, wenn die Mitnahmeorgane
ihre Rückbewegung durchführen.
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Weiterhin können gesteuerte Druckorgane, die die Dosenzarge ioi während
der Durchführung der Punktschweißung auf dem Dorn 23 festpressen, vorgesehen sein.
Diese Druckorgane 751, 761, 752, 762 (Fig. 5) sind zu beiden Seiten jeder Backe
781, 782 angeordnet. jedes Druckorgan hat die Form eines Bügels, der auf eine auf
der Antriebswelle 79 befestigte Nockenscheibe 83, 84 aufgesetzt ist. Das
Druckorgan wird andererseits von einer Rückführfeder 9i belastet; deren Spannung
durch einen Schraubenanschlag 152 geregelt werden kann. Die Nockenscheiben 83, 84
sind auf der Antriebswelle 79 in einer gegenüber der Nockenscheibe 85 versetzten
Lage angeordnet, so daß nacheinander folgende Bewegungsvorgänge erreicht werden:
a)- die Öffnung der Backen 781, 782 und die Anlage der Druckorgane 751, 761 an die
Zarge ioi für die Durchführung der Punktschweißung; b) das Andrücken der Backen
781, 782 an die verschiebbaren Leitsen 561, 5o2 und das Abheben der Druckorgane
751, 761 für die Verschiebung der Zarge ioi auf dem Dorn 23 nach Durchführung der
Punktschweißung. ` Die kombinierte Wirkung der Mitnahmeorgane (Backen 781, 782 und
der Druckorgane 751, 761... ) sichert auf diese Weise einerseits das Festhalten
der Zarge während der Schweißung, gestattet aber andererseits das Vorrücken der
Zarge auf dem Dorn nach der Schweißung.
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Die Vorrichtung besitzt weiterhin noch Tragorgane 64, die unter dem
feststehenden Dorn 23 angeordnet sind. Diese Tragorgane kommen mit dem Dorn in Eingriff
und stützen ihn während der Durchführung der Punktschweißung-ab. Nach Beendigung
der Schweißung heben sich diese -Tragorgane vom Dorn ab und gestatten dann die freie
Verschiebung der Zarge auf dem Dorn.
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Diese Tragorgane werden von Kolben 641, 642 und 643 gebildet, die
senkrecht gleitbar in Zylindern 651, 652 und 653 angeordnet sind. Die Kolben werden
in folgender Weise bewegt: Die Antriebswellen nimmt über einen Zahnrädertrieb71
(Fig. 3) eine Kurbelscheibe 7o mit, die über eine Kurbelstange 69 und den mit einem
Bewegungsschlitz 72 versehenen Sektor 66 eine Zwischenwelle 67 mit Nockenscheiben
68 mitnimmt. Diese Nockenscheiben wirken auf die zugehörigen Kolben 641, 642 und
64s und bestimmen deren Gleitbewegung: Der Bewegungsschlitz 72 führt einen Totgang
ein, so daß der Kolben 64 in seiner unteren Lage während der ganzen Verschiebung
der Zarge auf dem Dorn unbeweglich bleibt, während sich der Kolben erst später anhebt
und dann die Zarge auf den Dorn aufklemmt, dabei auch gleichzeitig den Dorn während
der Durchführung der Punktschweißung abstÜtzt.
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Die gesamte Einrichtung zum Vorschub der Zarge arbeitet in folgender
Weise: i. Sobald die Zarge hergestellt, d. h. der Blechstreifen um den Dorn 23 herumgelegt
ist, erfolgt eine erste Aufbringung von Schweißpunkten, die die Ränder der Zarge,
welche sich an das leitende Gegenlager i i i des Dornes anlegen, zusammenschließen.
Während dieser Schweißung wird die Zarge in Anlage am Dorn 23 durch die Druckorgane
751 und- 761 und durch die Tragkolben 641, 642 und 643 gehalten. Die genaue Lage
der Zarge gegenüber den Elektroden wird durch die Haltekolben 59 (Fig. 7) gewährleistet,
die sich mit ihren Anschlagkanten jeder Rückbewegung der Zarge widersetzen.
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2. Nach der Aufbringung dieser Schweißpunkte entfernen sich die Druckorgane
751 und 761 sowie die Tragkolben 641, 642 und 643 vom Dorn-:23 und geben damit die
Zarge frei.
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3. Die Backen 781 legen sich jetzt gegen die Zarge auf den Leisten
5o1. Mit Hilfe dieser Backen und der Leisten wird die Zarge axial auf dem Dorn verschoben,
wo sie selbst die Haltekolben 59 durch Aufgleiten auf deren Schrägflächen
zurückdrückt. Die Zarge kommt damit in eine neue Lage unter den Elektroden um eine
zweite Reihe von Schweißpunkten zu erhalten, die die Fortsetzung der zuerst aufgebrachten
Schweißpunkte bildet.
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Es erfolgt dann eine weitere Verschiebung der Zarge in der vorbeschriebenen
Weise und eine Aufbringung einer dritten Serie von Schweißpunkten usw., bis die
Zarge über die ganze Länge ihrer Ränder verschweißt ist.
Die Steueranordnung
für die Elektroden (Fig. i, 2 und 3) zur Durchführung der Punktschweißung besteht
aus einem als Elektrodenträger dienenden Balken io2, der senkrecht: verschiebbar
in Lagern des Maschinengestelles ruht. Die Elektroden i2o1, 12o2 bis i2o10 sind
an diesem Balken befestigt. Die senkrechte Bewegung des Elektrodenträgers io2 wird
von zwei Nockenscheiben 103 gesteuert, die je auf eine fest mit dem Elektrodenträger
io2 verbünderie Rolle 104 einwirken. Die Drehung der Nockenscheiben wird von einer
Welle io5 gesteuert, die selbst über Kettenräder io6, 107 und eine Kette io8 in
Bewegung versetzt wird: Federn log halten die Anlage der Nockenacheiben 103 an den
Rollen 104 aufrecht und führen die Elektroden in ihre obere Lage zurück.
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Diese Einrichtung arbeitet in folgender Weise: Sobald die Zarge an
Ort und Stelle gebracht ist, verschieben die durch Drehung der Welle io5 bewegten
Nockenscheiben' 1ö3 den als Elektrodenträger dienenden Balken' abwärts. Die Spitze
jeder Elektrode legt sich dabei auf die übereinanderliegenden Ränder iio der Zarge.
Diese Ränder werden während der Schweißung durch den leitenden Gegenhalter i i i
des Dornes 23 festgehalten. Nach Durchführung der Punktschweißung kehrt der Elektrodenträger
io2 unter Wirkung der Federn log in seine Anfangslage zurück.
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Die Schweißelektroden 12o1 ... (Fig. g und io) sind in zylindrischen
Ausnehmungen 113, die .quer durch den als Elektrodenträger dienenden Balken io2
verlaufen, untergebracht. Die Elektrode selbst besteht aus einem Hohlzylinder 115,
an dessen unterem Ende die eigentliche Elektrode 116 aus Metall von hoher elektrischer
Leitfähigkeit, z. B. aus rotem Kupfer, festgemacht ist. Diese eigentliche Elektrode
hat vorzugsweise die Form eines Kegelstumpfes, der auf das Hohlrohr 115- aufgeschraubt
ist, während der untere; im Querschnitt kreisförmig gehaltene Teil sich auf die
übereinanderliegenden Ränder der Zarge roi auflegt, um die Schweißüng hervorzurufen.
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Der die Elektrode bildende Hohlzylinder 115 gleitet in einer Führung
117, die in den oberen Teil des zylindrischen Lagers 113 des Elektrodenträgers
eingeschraubt ist. Eine Druckfeder 118 stützt sich dabei einerseits an der Führung
117 und andererseits auf einem Druckring i2o ab, der auf einer Schulter des Hohlrohres
115 aufliegt. Die Feder 118 arbeitet demnach unter Drück und bestimmt den Auflagedruck
der Elektrode auf den übereinanderliegenden Rändern der Zarge ioi. In der Längsrichtung
des Elektrodenträgers io2 ist in diesen eine Schiene iig aus Metall, von hoher,
elektrischer Leitfähigkeit; beispielsweise aus rotem Kupfer, eingelassen. Sie dient
zur Verteilung des elektrischen Stromes auf alle Elektroden. An dieser Schiene sind
dehnbare Verbindungen i21 angebracht, die je in einem Bügel 12:2 'enden'; weicher
je von einer Führung i5o am Elektrodenträger io2'"gehalten wird. Dieser Bügel ist
auf das zylindrische Rohr 115 aufgeschraubt und leitet den elektrischen Ström-der
Schiene iig zu der jeweils angeklemmten Elektrode.
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In das Innere des zylindrischen Rohres'ii5 ist ein anderes Rohr 123
von geringerem Durchmesser als der Innendurchmesser des Rohres 115 eingeführt. Dieses
Rohr i23 unterteilt das Röhr 115 in zwei Kammern, eine Mittelkammer 48, in die man
einen Kühlwasserstrom aus einer Rohrleitung 124 am oberen Ende des Zylinderrohres
115 eintreten läßt, und eine weitere Kammer 149 von kranzförniigem Querschnitt,
längs der das Kühlwasser zurückströmt. Diese Kammer 149 steht in Verbindung mit
einem Auslaßrohr 12,5 für das Kühlwässer.
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Nach einer anderen Ausführungsform der Elektrode (Fig. ii und i2)
endet das Rohr i15 in einem zylindrischen Flächenstück 126, auf welches ein Schweißmundstück
127 von. elliptischem Querschnitt 128 aufgebracht ist. Zwei Federn 129 hängen beiderseits
an Stützen 130 des Zylinderrohres 115 und greifen an Ansätzen 131 des ,Schweißmundstückes
12,7 an. Diese Anordnung gestattet es, durch Drehung des Schweißmundstückes auch
bei Abnutzung eine genaueste Einstellung zu er -möglichen.
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Die in dieser Weise äüsgebildete Elektrode stellt längliche Schweißpunkte
von elliptischem Querschnitt her. Diese Schweißpunkte bieten den Vorteil, daß sie
die Zahl :der erforderlichen Schweißpunkte zur Durchführung einer dichten- Verbindung
herabsetzen, wie aus Fig. 13 deutlich - zu entnehmen ist.- - - -Die Vorrichtung
kann noch durch einen Kühlwasserkreislauf vervollständigt werden, der durch ein
Ventil 132 (Fig. i) zu steuern ist. Ein Rohr verteilt das Wasser auf die einzelnen
Elektroden. Der Dorn 23 ist mit zwei Kanälen 134 und 135 (Fig. 5) ausgestattet.
Das beispielsweise über ein Röhr 136 in- den Kanal 134 zuströmende Wasser kehrt
durch den Kanal 135 zurück und wird durch ein Rohr 137 abgeleitet. Das Wasser gelangt
dann in ein Sammelrohr 138, welches das gesamte, zur Kühlung der Elektroden benutzte
Wasser abführt.
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Der Antrieb der Maschine erfolgt beispielsweise durch einen" Elektromotor
140, der über ein Reduktionsgetriebe i4i und eine Kupplung 142 auf die Vorrichtung
einwirkt. Die Bedienung der Kupplung erfolgt durch einen Handgriff i43 über eine
Hebelverbindung 14q., 45- Ein Schalter 146 dient zur Abstellung des zu den Schweißelektroden
führenden Stromes. -Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das beschriebene und
dargestellte Ausführungsbeispiel, sondern dieses soll lediglich den grundsätzlichen
Erfindungsgedanken veranschaulichen.