EP0175886A1 - Verfahren und Anordnung zum Verschweissen von Walzbändern endlicher Länge zu endlosen Bändern während des Weiterverarbeitungsprozesses - Google Patents
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- EP0175886A1 EP0175886A1 EP85109708A EP85109708A EP0175886A1 EP 0175886 A1 EP0175886 A1 EP 0175886A1 EP 85109708 A EP85109708 A EP 85109708A EP 85109708 A EP85109708 A EP 85109708A EP 0175886 A1 EP0175886 A1 EP 0175886A1
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- B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
- B21C47/00—Winding-up, coiling or winding-off metal wire, metal band or other flexible metal material characterised by features relevant to metal processing only
- B21C47/24—Transferring coils to or from winding apparatus or to or from operative position therein; Preventing uncoiling during transfer
- B21C47/247—Joining wire or band ends
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- B21C49/00—Devices for temporarily accumulating material
Definitions
- the invention relates to a method according to the preamble of claim 1 and an arrangement for performing the method.
- Such a method and a device for carrying it out is known from DE-PS 29 34 115.
- the moving strip material is then temporarily brought into the form of a strip roll and stored, and then removed again from the wound state for continuous further processing or treatment, the strip lengths to be welded being recorded in their end and beginning areas and then jointly from opposite sides can be wound in two layers on a reel in the same direction.
- the drum-shaped reel consists of two halves, which contain the welding device, so that the welding process goes through during the rotation of the drum can be led. This process has compared to the previously practiced processes in which the I.
- the tape material had to be temporarily stored in the form of a tape wrap in one layer on a large drum, but which also required a so-called inlet twist section and an outlet twist section of relatively large length, the advantage that its space requirement is considerably less.
- this method does not require a single drum. Rather, a continuous process over a longer period of time requires a number of drums changing in their positions and also also requires a buffer section for accommodating the strip material which arises when the drums are regrouped.
- the object of the invention is to further reduce the technical and spatial outlay required for the above-described method.
- the advantage achieved thereby consists primarily in the fact that the relatively complicated two-part drum construction and the relatively complex regrouping of such drums can be dispensed with, as can an additional band buffer.
- An arrangement for carrying out the invention Ver - driving is characterized in claim. 6
- This arrangement has the advantage that, because of the relatively large drum diameter of the single storage drum, the welding device is not restricted in space and is relatively easily accessible. Otherwise, the arrangement is so constructed that it is simple, appropriately controlled and unchanged in its mutual position Rotary drives get along. In particular, the omission of the regrouping drives results in a considerable simplification of the technical effort and thus also the susceptibility to malfunction of such a system.
- a laser welding device as a welding device, such as is described in EP-A-0 101 016.
- Fig. 1 The arrangement described in Fig. 1 has a disc-shaped, mounted in its central axis mounting plate 1.
- a number of rollers 2 are rotatably mounted about horizontal axes, the axes of which are parallel to the axis of rotation of the mounting plate 1 and which at one end the mounting plate 1 and at its other end on a mounting ring 3 (Fig. 2) are mounted radially.
- each roller axis has hydraulic cylinders 4 on both bearing sides assigned that allow an individual radial displacement for each role within corresponding recesses 5 in the mounting plate 1 and the mounting ring 3.
- the welding device 12 is arranged in the space between the reel mandrel 11 and the rollers 2 of the roller ring 9.
- This consists of a support 13, which can be moved by spindles 14 in the direction of the central axis of the drive shaft 11 by a support drive 15.
- the spindles 14 are rotatably mounted below the rollers 2 on the mounting plate 1 and the mounting ring 3.
- the support 13 works in conjunction with a clamping device 16, which is described in more detail in FIG. 5.
- the support 13 includes a pivotable planer 17 and the last deflecting mirror 18 of a laser welding arrangement, the energy beam generator 19 of which is located outside the arrangement and the beam 20 of which passes through the drive shaft 6 designed as a hollow shaft, via a first deflecting mirror 21 in the direction of the welding device 12 and through one second deflecting mirror 22 in the direction of the support 13 and from there through the last deflecting mirror 18 is finally directed onto the weld seam.
- All of the control functions to be coordinated for the control of the process sequence, both for the commissioning and for the control of the drive units and the sensors, are carried out via control modules by a control computer 24 in accordance with the control program input to it.
- the drive motor 25 for the roller ring 9, via the control line 26, the drive motor 27 for the reel mandrel 11 of the supply coil 23 via the control line 28, the support drive 15 via the control line 29, the two proximity switches 30, 31 for the support drive via the control lines 32, 33, the motor 34 for the feed drive roller 35 via the control line 36, the drive motor 37 for the exit driver roller 38 via the control line 39, the energy beam generator 19 via the control lines 39, the electrohydraulic converter 8 via the control line 40 and the Electrohydraulic energy converters 42 are connected via the control line 41 to control modules 43 to 52 connected to a central control computer 24. This is connected via a further control line 53 to the central computer (not shown) of the processing system.
- a supply coil 23 is first introduced into the center of the roller ring 9 with the aid of the reel mandrel 11, so that it assumes the position shown schematically in FIG. 2.
- the reel drive motor 10 is then put into operation until the beginning of the supply coil passes through the funnel-shaped guide plates 54, 55 between the feed driver roller 35 and the feed pressure roller 56.
- the reel drive motor 10 is switched off and the hydraulic cylinder 57 of the feed pressure roller 56 is put into operation, so that the beginning of the supply coil between the feed drive roller 35 and the Feed pinch roller 56 is clamped.
- the drive motor 34 of the feed drive roller 35 is switched on, so that the belt between the open feed jaws 58 and the also open output jaws 59 passes between the output drive roller 38 and the output pressure roller 60.
- the hydraulic cylinder 61 of the exit pressure roller 60 is actuated, the hydraulic cylinder 57 of the feed pressure roller 56 is released and the drive motor 37 of the exit door roller 38 is switched on, so that the belt - possibly via further guide means, not shown - between two roles of the roller ring came out.
- the outgoing strip start is fed by a gripper (not shown) to the still stationary processing system (also not shown).
- the roller ring is put into a rotational movement which is the same as the winding direction of the supply coil 23 and opposite to the direction of movement of the strip by starting up its drive motor 25, so that the strip is wound from the supply coil 23 onto the outside of the roller ring and forms a storage coil 62 there.
- the hydraulic cylinders 4 of each roll are actuated via the hydraulic-electrical converter 8 in such a way that the respective roll can yield so much layer by layer in the direction of the pivot point that the individual layers are wound against one another against a desired pressure.
- the drive motor 25 remains switched on in this direction of rotation until the strip is almost unwound from the supply coil 23 and reaches the feed drive roller 35.
- the energy beam generator 19 of the laser welding device is turned on switches and at the same time the support drive 15 moves in the opposite direction of rotation, so that the laser beam is guided with the aid of the deflecting mirrors 21, 22 and 18 and a focusing device, not shown, over the sheet metal edges and welds them.
- the support drive 15 and the energy beam generator 19 are switched off by a corresponding pulse from the proximity switch 31, the support drive 15 is switched on again in the opposite direction of rotation and the planing tool 68 is pivoted back into its working position.
- the planing tool 68 is adjusted by means not shown so that it now planes the weld.
- the proximity switch 30 again interrupts the support drive 15.
- the hydraulic cylinders 64, 65, 66, 67 are relieved, so that the clamping jaws 58, 59 open.
- the drive motor 37 of the exit drive roller 38 is switched on and the direction of rotation of the drive motor 25 of the roller ring is reversed, so that the roller ring rotates clockwise again and the tape located on the supply coil is in turn wound onto the roller cage via the roller 62 as a storage coil. This process continues until the end of the strip has left the supply coil and has reached the feed drive roller 35. Then the process already described is repeated.
- the dimensions of the system and the speeds are chosen so that the storage coil is completely unwound after the completion of each processing operation.
- the principle of the method is therefore to concentrate the contents of a storage coil with a small diameter into the storage coil during the processing process tric surrounding storage coil to transfer significantly larger diameter, weld both coils while the storage coil is running and insert a new storage coil.
- there is a sufficiently large annular space between the two coils for accommodating the clamping and welding device, and on the other hand there is sufficient time for the welding process to be carried out.
- FIGS. 1 and 2 can be modified such that the supply coil 23 is not around the outside of the roller ring. but is wrapped around the inside. This makes it possible to arrange the roller ring fixed.
- the supply coil 23 is unwound and the tape is applied with the aid of the clamping and welding device which executes a rotational movement about the central axis of the roller ring.
- the basic structure of this arrangement can be seen from FIGS. 3 and 4.
- the rollers 2 are in turn rotatable about their central axis on the one hand on a mounting plate 74 and on the other hand on a mounting ring 75, both of which are firmly anchored.
- the deflecting mirrors 21 and 22 are arranged in the edges of these beam channels and direct the energy beam onto the deflecting mirror 18, which guides it in the direction of the weld seam.
- the motor 25 for the angle arm of the clamping and welding device 12, 16 is put into operation and now moves it clockwise around the central axis of the arrangement, so that the storage coil is unwound. Meanwhile, a new supply coil is retracted and the motor 10 is switched on, so that the supply coil also rotates clockwise at such an angular speed that the beginning of the band through the funnel-shaped sliding plates 54, 55 into the clamping and welding device rotating in the same direction in that described Way can be threaded. The welding device is then actuated in the manner described, so that the strip edges are welded.
- the motor 25 is stopped and put into operation again in the opposite direction of rotation (counterclockwise), so that with the help of the exit driver roller 38 with the pressure roller 60 the supply coil is unwound and the storage coil is in turn wound against the inside of the roller ring. This process is repeated accordingly, so that continuous operation is ensured.
- some of the rollers 2 of the roller ring can be arranged so as to be radially movable either against spring pressure or by corresponding positive adjustment.
- the formation of the storage coil 62 occurs either by winding the tape stored on the supply coil 23 onto the outer circumference of the rotatable roller ring 9 (FIG. 1) or by applying the tape to the inside of the fixed roller ring 9 (FIG. 3 ).
- these arrangements can be used with the corresponding methods. If these material properties are not available, these methods described above can lead to difficulties insofar as the tape contracts to form a polygon on the roller ring 9 in the arrangement according to FIG. 1 or the first layer of the supply coil does not overlap in the arrangement according to FIG. 3 creates the entire circumference on the rollers 2 of the roller ring 9.
- FIG. 7 a so-called forming roller cage (FIG. 7), in which rollers 79, which have the same width as the rollers 2, are arranged around them are that the storage coil 62 is guided and formed between the roller rings formed by the rollers 2 and the rollers 79.
- the rollers 2 of the roller ring 9 are in turn radially displaceable, so that the space available between the two roller rings mentioned above can be adapted to the winding diameter of the storage coil.
- FIG. 7 forming roller cage in which rollers 79, which have the same width as the rollers 2, are arranged around them are that the storage coil 62 is guided and formed between the roller rings formed by the rollers 2 and the rollers 79.
- the rollers 2 of the roller ring 9 are in turn radially displaceable, so that the space available between the two roller rings mentioned above can be adapted to the winding diameter of the storage coil.
- auxiliary drum 80 which is fixedly connected to the welding and clamping device 12, 16 and rotatably mounted concentrically to the idler ring 9, the cylinders of which provide the space for surrounds the supply coil and the welding and clamping device, the width of which corresponds to that of the idler ring 9 and the diameter of which is smaller by the thickness of the auxiliary coil than the smallest inner diameter of the idler roller ring of the idler drum and the slot at the height of the exit drive roller 38 of the clamping device 16 Has passage of the rolled strip.
- the cross section of the arrangement shown in FIG. 10 shows the drive mechanism of the concentrically arranged functional elements.
- the motor 28 drives the reel mandrel 11, which is supported on one side in the front bearing 82 and in the rear bearing 83, via a multiple spline shaft 81.
- the auxiliary drum 80 which is mounted so that it can be rotated concentrically about the reel mandrel 11 via a bearing bush 84, is driven concentrically to the reel mandrel by a motor 85 via a pinion-ring gear transmission 86.
- the roller ring 9 of the support rollers 2 is fastened to a support ring 91 which is concentrically rotatably mounted on the bearing bush 84 of the auxiliary drum 80.
- This mounting plate is driven by a motor 87 via a pinion gear transmission 88.
- a positioning disk 89 is fastened thereon, which can be displaced in the axial direction by such a stroke by hydraulic cylinders 90 that center deviations of the strip running off the supply coil can be corrected.
- the support rollers 2 are moved radially in the direction of the axis of rotation by means not shown by such amounts that the storage coil can build up inwards (FIG. 8).
- the aforementioned drive motors are stopped and the reel mandrel 11 is fed a new supply coil.
- the welding process begins with the auxiliary drum 80 stationary.
- the further processing system and the drive motor 87 for the roller ring 9 are put into operation in the opposite direction of rotation.
- FIGS. 7 to 10 Another advantage of the arrangement shown in FIGS. 7 to 10 is that the welding process can be carried out even when the welding device is at a standstill.
Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens.
- Um das Weiterbearbeiten oder -behandeln von in endlichen Längen zu sogenannten Coils gewickelten Metallbändern unterbrechungsfrei durchführen zu können, ist es notwendig, diese endlichen Bandlängen miteinander zu verschweißen, ohne dabei den kontinuierlich ablaufenden Weiterverarbeitungsprozeß zu unterbrechen. Um dies zu erreichen, ist es notwendig, das sich kontinuierlich bewegende Bandmaterial in einer solchen Länge abzuspeichern, daß die Verarbeitungsanlage während des Schweißvorganges aus dem Speicher kontinuierlich weiterbedient werden kann.
- Ein solches Verfahren und eine Vorrichtung zu dessen Durchführung ist aus der DE-PS 29 34 115 bekannt. Danach wird das sich bewegende Bandmaterial zeitweise in die Form eines Bandwickels gebracht und gespeichert, sowie anschließend wieder aus dem Wickelzustand zur kontinuierlichen Weiterverarbeitung oder -behandlung abgezogen, wobei die jeweils zu verschweißenden Bandlängen in ihrem End- und Anfangsbereich erfaßt und dann von entgegengesetzten Seiten her gemeinsam im gleichen Drehsinn doppellagig auf einen Bandhaspel aufgewickelt werden. Die trommelförmigen Bandhaspel bestehen dabei aus zwei Hälften, welche die Schweißvorrichtung enthalten, so daß der Schweißvorgang während der Trommeldrehung durchgeführt werden kann. Dieses Verfahren hat gegenüber den vorher praktizierten Verfahren, bei denen das sich bewI. gende Bandmaterial zeitweise in Form eines Bandwickels einlagig auf einer großen Trommel gespeichert werden mußte, bei dem aber zusätzlich noch jeweils eine sogenannte Einlauf-Twiststrecke und eine Auslauf-Twiststrecke von relativ großer Länge benötigt wurden, den Vorteil, daß sein Raumbedarf erheblich geringer ist. Allerdings kommt man bei diesem Verfahren nicht mit einer einzigen Trommel aus. Ein kontinuierlicher Ablauf über längere Zeit erfordert vielmehr eine Anzahl von in ihren Positionen wechselnden Trommeln und benötigt außerdem auch noch eine Pufferstrecke für die Aufnahme des beim Umgruppieren der Trommeln anfallenden Bandmaterials.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den für das vorbeschriebene Verfahren erforderlichen technischen und räumlichen Aufwand weiter zu verringern.
- Diese Aufgabe ist in verfahrenstechnischer Hinsicht durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.
- Der dadurch erzielte Vorteil besteht vor allem darin, daß auf die relativ komplizierte zweiteilige Trommelkonstruktion sowie auf das relativ aufwendige Umgruppieren solcher Trommeln ebenso verzichtet werden kann, wie auf einen zusätzlichen Bandpuffer,
- Eine Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Ver- fahrens ist im Patentanspruch 6 gekennzeichnet. Bei dieser Anordnung ergibt sich der Vorteil, daß wegen des relativ großen Trommeldurchmesser der einzigen Speichertrommel die Schweißvorrichtung räumlich nicht eingeengt und relativ gut zugänglich ist. Im übrigen ist die Anordnung so aufgebaut, daß sie mit einfachen, entsprechend gesteuerten und in ihrer gegenseitigen Lage unveränderten Drehantrieben auskommt. Insbesondere der Wegfall der Umgruppierungsantriebe bewirkt eine erhebliche Vereinfachung des technischen Aufwandes und damit auch der Störanfälligkeit einer solchen Anlage.
- Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung gemäß Patentanspruch 10 wird vorgeschlagen, als Schweißgerät eine Laserschweißeinrichtung zu benutzen, wie sie etwa in der EP-A-0 101 016 beschrieben ist.
- Als ein weiteres vorteilhaftes Schweißgerät wird nach Patentanspruch 11 eine in der DE-PS 30 11 144 beschriebene sogenannte Foliennahtschweißeinrichtung vorgeschlagen.
- Diese Schweißeinrichtungen haben den Vorteil, daß es mit ihnen auf besonders einfache Weise möglich ist, die Schweißenergie praktisch verlustfrei an die Schweißnaht zu bringen und gleichzeitig eine so saubere Schweißnaht zu produzieren, daß sich das Nacharbeiten entweder ganz vermeiden oder auf einen einzigen Arbeitsgang reduzieren läßt.
- Es ist im übrigen mit der vorgeschlagenen Anordnung auch möglich, die Schweißvorrichtung in einem Winkel zur Zentralachse anzuordnen, so daß die Schweißnaht etwas schräg zur Transportrichtung des Bandes verläuft. Dies kann je nach Weiterverarbeitungsverfahren von Fall zu Fall vorteilhaft sein.
- Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand von Zeichnungen im folgenden näher erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1 eine Anordnung mit umlaufendem Rollenkranz für den Speichercoil und daran befestigter Schweißvorrichtung in Vorderansicht;
- Fig. 2 einen Querschnitt durch die Anordnung nach Fig. 1 in der Ebene der Zentralachse;
- Fig. 3 eine Anordnung mit feststehendem Rollenkranz und um die Zentralachse drehbarer Schweißvorrichtung in Vorderansicht;
- Fig. 4 einen Querschnitt durch die Anordnung nach Fig. 3 in der Zentralachsebene;
- Fig. 5 eine Vorderansicht der Klemm- und Schweißvorrichtung ;
- Fig. 6 eine schematische Darstellung der elektronischen Steuervorrichtung für die Anordnungen nach den Figuren 1 und 3;
- Fig. 7 eine Anordnung mit umlaufendem Rollenkranz, einem außen um diesen herum konzentrisch angeordneten feststehenden Formbildungs-Rollenkranz, eine innen konzentrisch drehbar angeordnete Hilfstrommel mit daran befestigter Schweiß-und Klemmvorrichtung;
- Fig. 8 die Anordnung nach Fig. 7 mit fertig gewickeltem Vorratscoil;
- Fig. 9 die Anordnung nach Fig. 7 mit fertig gewickeltem Hilfscoil und
- Fig. 10 einen Querschnitt durch die Anordnung nach Fig. 7.
- Die in Fig. 1 beschriebene Anordnung besitzt eine scheibenförmige, in ihrer Zentralachse gelagerte Halterungsplatte 1. Am äußeren Umfang dieser Platte ist eine Anzahl um Horizontalachsen drehbar gelagerter Rollen 2 angeordnet, deren Achsen zur Drehachse der Halterungsplatte 1 parallel liegen und die an ihrem einen Ende an der Halterungsplatte 1 und an ihrem anderen Ende an einem Halterungsring 3 (Fig. 2) radial verschiebbar gelagert sind. Um diese Radialverschiebung zu ermöglichen, sind jeder Rollenachse an beiden Lagerungsseiten Hydraulikzylinder 4 zugeordnet, die eine für jede Rolle individuelle Radialverschiebung innerhalb entsprechender Ausnehmungen 5 in der Halterungsplatte 1 und des Halterungsringes 3 ermöglichen. Diese Hydraulikzylinder sind über auf der Antriebswelle 6 der Halterungsplatte 1 angeordnete selbstnachstellende Gleitringe 7 mit einem hydro-elektrischen Wandler 8 verbunden. Im Drehzentrum der von der Halterungsplatte 1, den Rollen 2 und dem Halterungsring 3 sowie der Antriebswelle 6 gebildeten Rollenkranz 9 ist ein von einem weiteren Elektromotor 10 angetriebener Haspeldorn 11 angeordnet, dessen Drehachse sich mit der Zentralachse der Antriebswelle 6 des Rollenkranzes deckt. Der Haspeldorn 11 mit dem Haspelantriebsmotor 10 sind mit nicht dargestellten Mitteln zum Aufnehmen und Einbringen neuer Vorratscoils hydraulisch aus dem Drehzentrum ausfahrbar.
- In dem Raum zwischen dem Haspeldorn 11 und den Rollen 2 des Rollenkranzes 9 ist die Schweißvorrichtung 12 angeordnet. Diese besteht aus einem Support 13, der von Spindeln 14 in Richtung der Zentralachse der Antriebswelle 11 von einem Supportantrieb 15 bewegbar ist. Die Spindeln 14 sind unterhalb der Rollen 2 an der Halterungsplatte 1 und dem Halterungsring 3 drehbar gelagert. Der Support 13 arbeitet in Verbindung mit einer Klemmvorrichtung 16, die in Fig. 5 näher beschrieben ist. Der Support 13 beinhaltet einen schwenkbaren Hobel 17 sowie den letzten Umlenkspiegel 18 einer Laserschweißanordnung, deren Energiestrahlerzeuger 19 sich außerhalb der Anordnung befindet und deren Strahl 20 durch die als Hohlwelle ausgebildete Antriebswelle 6 hindurch über einen ersten Umlenkspiegel 21 in Richtung auf die Schweißvorrichtung 12 und durch einen zweiten Umlenkspiegel 22 in Richtungauf den Support 13 und von dort durch den letzten Umlenkspiegel 18 schließlich auf die Schweißnaht gelenkt wird. Sämtliche für die Steuerung des Verfahrensablaufes zu koordinierenden Steuerfunktionen sowohl für die Inbetriebsetzung wie für die Steuerung der Antriebsaggregate und die Sensoren werden über Steuerbausteine von einem Steuerrechner 24 entsprechend dem ihm eingegebenen Steuerprogramm vorgenommen. Dabei sind der Antriebsmotor 25 für den Rollenkranz 9, über die Steuerleitung 26, der Antriebsmotor 27 für den Haspeldorn 11 des Vorratscoils 23 über die Steuerleitung 28, der Supportantrieb 15 über die Steuerleitung 29, die beiden Näherungsschalter 30, 31 für den Supportantrieb über die Steuerleitungen 32, 33, der Motor 34 für die Einzugs-Treiberrolle 35 über die Steuerleitung 36, der Antriebsmotor 37 für die Austritts-Treiberrolle 38 über die Steuerleitung 39, der Energiestrahlerzeuger 19 über die Steuerleitungen 39, der elektrohydraulische Wandler 8 über die Steuerleitung 40 und der elektrohydraulische Energiewandler 42 über die Steuerleitung 41 mit an einem zentralen Steuerrechner 24 angeschlossenen Steuerbausteine 43 bis 52 verbunden. Dieser ist über eine weitere Steuerleitung 53 an den nicht dargestellten zentralen Rechner der Verarbeitungsanlage angeschlossen.
- Die Funktion der Anordnung nach den Figuren 1, 2 und 5 wird im folgenden beschrieben. Vor dem Inbetriebsetzen der Verarbeitungsanlage wird zunächst ein Vorratscoil 23 mit Hilfe des Haspeldorns 11 in das Zentrum des Rollenkranzes 9 eingeführt, so daß es die in Fig. 2 schematisch dargestellte Position einnimmt.Dann wird der Haspelantriebsmotor 10 so lange in Betrieb gesetzt, bis der Anfang des Vorratscoils durch die trichterförmigen Leitbleche 54, 55 zwischen die Einzugs-Treiberrolle 35 und die Einzugs-Andrückrolle 56 gelangt. Dann wird der Haspelantriebsmotor 10 ausgeschaltet und der Hydraulikzylinder 57 der Einzugs-Andrückrolle 56 in Betrieb gesetzt, so daß der Anfang des Vorratscoils zwischen der Einzugs-Treiberrolle 35 und der Einzugs-Andrückrolle 56 festgeklemmt wird. Dann wird der Antriebsmotor 34 der Einzugs-Treiberrolle 35 eingeschaltet, so daß das Band zwischen den geöffneten Einzugs-Spannbacken 58 und den ebenfalls geöffneten Austritts-Spannbacken 59 zwischen die Austritts-Treiberrolle 38 und die Austritts-Andrückrolle 60 gelangt. Danach wird der Hydraulikzylinder 61 der Austritts-Andrückrolle 60 betätigt, der Hydraulikzylinder 57 der Einzugs-Andrückrolle 56 gelöst und der Antriebsmotor 37 der Austritts-Tre;ber- rolle 38 eingeschaltet, so daß das Band - eventuell über weitere, nicht dargestellte Führungsmittel - zwischen zwei Rollen des Rollenkranzes nach außen gelangt. Gleichzeitig wird der nach außen ausgetretene Bandanfang von einem nicht dargestellten Greifer der ebenfalls nicht dargestellten, noch stillstehenden Verarbeitungsanlage zugeführt. Nun wird der Rollenkranz durch Inbetriebsetzen seines Antriebsmotors 25 in eine dem Wickelsinn des Vorratscoils 23 gleichgerichteten und der Bewegungsrichtung des Bandes entgegengesetzten Drehbewegung versetzt, so daß das Band vom Vorratscoil 23 außen auf den Rollenkranz gewickelt wird und dort einen Speichercoil 62 bildet. Nach dem Aufwickeln der ersten Lage werden die Hydraulikzylinder 4 jeder Rolle über den hydraulisch-elektrischen Wandler 8 derart betätigt, daß die jeweilige Rolle in Richtung zum Drehpunkt hin Lage für Lage soviel nachgeben kann, daß die einzelnen Lagen gegen einen gewünschten Druck untereinander gewickelt werden. Der Antriebsmotor 25 bleibt so lange in dieser Drehrichtung eingeschaltet, bis das Band vom Vorratscoil 23 nahezu abgewickelt ist und die Einzugs-Treiberrolle 35 erreicht. Dann wird seine Drehzahl verlangsamt und schließlich die Drehrichtung umgekehrt, bis das Bandende den Schlitz zwischen den Einzugs-Spannbacken 58 und den Austritts-Spannbacken 59, also die Bearbeitungs-und Schweißebene erreicht hat. Dann wird der Motor 37 unterbrochen und die Hydraulikzylinder 64, 65 der Austritts-Spannbacken werden mit einem solchen Druck betätigt, daß das Bandende zwischen diesen Backen eingeklemmt ist. Zu diesem Zeitpunkt ist die Winkelgeschwindigkeit des Bandendes gleich der Bandgeschwindigkeit und der Speichercoil 62 wird abgewickelt. Dann wird in der bereits beschriebenen Weise ein weiterer Vorratscoil auf den Haspeldorn 11 aufgesetzt und ins Zentrum des Rollenantriebes 9 eingeführt. Sodann wiederholt sich der Vorgang des Einführens des Coilanfanges bei umlaufender Klemm- und Schweißvorrichtung in deren Einzugs-Treiberrollenpaar 35, 56 deren Antriebsmotor 34 nach Beendigung des Andrückvorganges solange betätigt wird, bis der Bandanfang des neuen Vorratscoils durch die geöffneten Einzugs-Spannbacken 58 wiederum in den Bearbeitungsschlitz zwischen die Einzugs-Spannbacken 58 und die Austritts-Spannbacken 59 gelangt und das Bandende des vorangegangenen Coils berührt. Danach werden die Hydraulikzylinder 66 und 67 der Einzugs-Spannbacken 58 mit einem solchen Druck betätigt, daß diese den Coilanfang festklemmen. Dann wird der in der rechten Endstellung (Fig. 2) befindliche Support 13 durch Einschalten des Supportantriebes 15 betätigt, so daß dieser mit seinem Hobelwerkzeug 68 die beiden aneinanderliegenden Kanten der eingespannten Bleche parallel hobelt und der Supportantrieb 15 nach dem Erreichen der Endstellung des Supports 13 vom Näherungsschalter 30 unterbrochen wird. Dabei gelangen die Späne in den Auffangbehälter 63.Gleichzeitig klappt das Hobelwerkzeug, das um den Drehpunkt 69 im Uhrzeigersinn schwenkbar ist, mit nicht dargestellten Mitteln aus der Arbeits- in eine Ruheposition. Danach werden die Hydraulikzylinder 64, 65, 66, 67 vom hydraulisch-elektrischen Wandler 42 derart umgesteuert, daß alle vier Spannbacken durch die Parallelogramm-Hebel 70, 71, 72, 73 gegeneinander bewegt werden, bis die beiden plangehobelten Blechkanten wiederum aneinanderliegen. Danach werden der Energiestrahlerzeuger 19 des Laserschweißgerätes eingeschaltet und gleichzeitig derSupportantrieb 15 in entgegengesetzter Drehrichtung bewegt, so daß der Laserstrahl mit Hilfe der Umlenkspiegel 21, 22 und 18 und einer nicht dargestellten Fokussiereinrichtung über die Blechkanten geführt wird und diese verschweißt. Sobald der Support 13 seine andere Endstellung erreicht, werden der Supportantrieb 15 und der Energiestrahlerzeuger 19 durch einen entsprechenden Impuls des Näherungsschalters 31 ausgeschaltet, der Supportantrieb 15 in umgekehrter Drehrichtung wieder eingeschaltet und das Hobelwerkzeug 68 wieder in seine Arbeitsstellung geschwenkt. Gleichzeitig wird das Hobelwerkzeug 68 mit nicht dargestellten Mitteln so eingestellt, daß es nunmehr die Schweißnaht planhobelt. Nach dem Erreichen der anderen Endstellung unterbricht der Näherungsschalter 30 wiederum den Supportantrieb 15. Nach dem vollständigen Abwickeln des auf dem Rollenkranz befindlichen Speichercoils 62 werden die Hydraulikzylinder 64, 65, 66, 67 entlastet, so daß die Spannbacken 58, 59 öffnen. Gleichzeitig werden der Antriebsmotor 37 der Austritts-Treiberrolle 38 eingeschaltet und die Drehrichtung des Antriebsmotor 25 des Rollenkranzes umgesteuert, so daß sich der Rollenkranz wieder im Uhrzeigersinn dreht und das auf dem Vorratscoil befindliche Band wiederum über die Rolle 62 als Speichercoil auf den Rollenkäfig aufgewickelt wird. Dieser Vorgang wird solange fortgesetzt, bis das Bandende den Vorratscoil verlassen und die Einzugs-Treiberrolle 35 erreicht hat. Danach wiederholt sich der bereits beschriebene Vorgang. Die Abmessungen der Anlage und die Geschwindigkeiten werden dabei so gewählt, daß der Speichercoil nach Beendigung jedes Bearbeitungsvorganges jeweils vollständig abgewickelt ist.
- Das Prinzip des Verfahrens besteht also darin, den Inhalt eines Vorratscoils mit kleinem Durchmesser, während des Verarbeitungsprozesses in einen den Vorratscoil konzentrisch umgebenden Speichercoil erheblich größeren Durchmessers zu übertragen, beide Coils während des Ablaufens des Speichercoils zu verschweißen und einen neuen Vorratscoil einzubringen. Dabei entsteht zum einen ein genügend großer ringförmiger Raum zwischen den beiden Coils für die Unterbringung der Klemm- und Schweißvorrichtung und zum anderen steht genügend Zeit für die Abwicklung des Schweißvorganges zur Verfügung.
- Das bisher beschriebene Funktionsprinzip nach den Figuren 1 und 2 läßt sich dahingehend abwandeln, daß der Vorratscoil 23 nicht außen um den Rollenkranz herum. sondern innen anliegend gewickelt wird. Dadurch besteht die Möglichkeit, den Rollenkranz feststehend anzuordnen. Dabei geschieht das Abwickeln vom Vorratscoil 23 und das Anlegen des Bandes mit Hilfe der eine Rotationsbewegung um die Zentralachse des Rollenkranzes ausführenden Klemm- und Schweißvorrichtung. Der prinzipielle Aufbau dieser Anordnung ist aus den Figuren 3 und 4 zu erkennen. Die Rollen 2 sind wiederum um ihre Zentralachse drehbar einerseits an einer Halterungsplatte 74 und andererseits an einem Halterungsring 75 befestigt, die beide fest verankert sind. Demgegenüber ist die Klemm- und Schweißvorrichtung gemäß Fig. 5 an einem Winkelarm 76 angeordnet, der mit einer zentralen Antriebswelle 77 verbunden ist. Diese Antriebswelle wird vom Motor 25 angetrieben. Die Antriebswelle 74, der radiale Teil des Winkelarmes 76 und die Spindel 78 sind für den Durchtritt des vom Energiestrahlerzeuger 19 kommenden Energiestrahls hohl. Die Umlenkspiegel 21 und 22 sind in den Kanten dieser Strahlenkanäle angeordnet und lenken den Energiestrahl auf den Umlenkspiegel 18, der ihn in Richtung auf die Schweißnaht führt. Bei dieser Gestaltung der Anordnung ergibt sich folgender Verfahrensablauf: Zunächst wird wiederum bei stillstehender Verarbeitungsanlage der Anfang eines wie beschrieben in das Zentrum des Rollenkranzes eingeführten Vorratscoils durch die Klemmvorrichtung mit Hilfe der Austritts-Treiberrollen 38 in Verbindung mit der Andruckrolle 60 zwischen zwei geeignete Kranzrollen hindurch nach außen geführt und mit nicht dargestellten Mitteln der Verarbeitungsanlage zugeleitet. Dann wird die Klemm- und Schweißvorrichtung 12, 16 mit Hilfe des Motors 25 über den Winkelarm 76 in eine Drehbewegung entgegengesetzt zum Uhrzeigersinn versetzt, wobei die Austritts-Treiberrolle 38 die erste Lage des Speichercoils innen an die Rollen 2 des Rollenkranzes anlegt und dann Lage an Lage anlegend den Speichercoil wickelt. Wenn das Ende des Vorratscoils die Schweißnaht erreicht hat, werden die bereits beschriebenen Funktionen ausgelöst und die Verarbeitungsanlage beginnt zu laufen. Gleichzeitig wird der Motor 25 für den Winkelarm der Klemm und Schweißvorrichtung 12, 16 in Betrieb gesetzt und bewegt diese nunmehr im Uhrzeigersinn um die Zentralachse der Anordnung, so daß der Speichercoil abgewickelt wird. Währendessen wird ein neuer Vorratscoil eingefahren und der Motor 10 eingeschaltet, so daß sich der Vorratscoil ebenfalls im Uhrzeigersinn mit einer solchen Winkelgeschwindigkeit dreht, daß der Bandanfang durch die trichterförmigen Gleitbleche 54, 55 in die sich in gleicher Richtung drehende Klemm- und Schweißvorrichtung in der beschriebenen Weise eingefädelt werden kann. Danach wird die Schweißvorrichtung in der beschriebenen Weise betätigt, so daß die Bandkanten verschweißt werden. Nach vollständigem Ablauf des Speichercoils wird der Motor 25 stillgesetzt und in umgekehrter Drehrichtung (entgegen dem Uhrzeigersinn) wieder in Betrieb genommen, so daß mit Hilfe der Austritts-Treiberrolle 38 mit Andrückrolle 60 der Vorratscoil abgewickelt und als Speichercoil wiederum innen gegen den Rollenkranz gewickelt wird. Dieser Vorgang wiederholt sich entsprechend, so daß ein kontinuierlicher Betrieb sichergestellt ist. Um den sich beim Abwickeln des Speichercoils verringernden Außendurchmesser des Speichercoils auszugleichen, können einige der Rollen 2 des Rollenkranzes entweder gegen Federdruck oder durch entsprechende Zwangsverstellung radial beweglich angeordnet sein.
- Bei den bisher beschriebenen Anordnungen geschieht die Bildung des Speichercoils 62 entweder durch Aufwickeln des auf dem Vorratscoil 23 gespeicherten Bandes auf den äußeren Umfang des drehbaren Rollenkranzes 9 (Fig. 1) oder durch Anlegen des Bandes an die Innenseite des feststehenden Rollenkranzes 9 (Fig. 3). Unter bestimmten Voraussetzungen, bei denen vor allem die Materialeigenschaften des Bandes eine Rolle spielen, sind diese Anordnungen mit den entsprechenden Verfahren anwendbar. Sind diese Materialeigenschaften nicht vorhanden, können diese vorbeschriebenen Verfahren insofern zu Schwierigkeiten führen als sich das Band bei der Anordnung nach Fig. l auf dem Rollenkranz 9 zu einem Vieleck zusammenzieht oder bei der Anordnung nach Fig. 3 sich die erste Lage des Vorratscoils nicht über den gesamten Umfang an die Rollen 2 des Rollenkranzes 9 anlegt. Um die Anordnung auch in diesen Fällen anwenden zu können, wird die Anordnung nach Fig. 1 durch einen sogenannten Formbildungs-Rollenkäfig ergänzt (Fig. 7), bei dem Rollen 79, welche die gleiche Breite aufweisen wie die Rollen 2 um diese herum so angeordnet sind, daß der Speichercoil 62 zwischen den durch die Rollen 2 und die Rollen 79 gebildeten Rollenkränzen geführt und geformt wird. Dabei sind die Rollen 2 des Rollenkranzes 9 wiederum radial verschiebbar, so daß der zur Verfügung stehende Raum zwischen den beiden vorgenannten Rollenkränzen dem Wickeldurchmesser des Speichercoils angepaßt werden kann. Darüberhinaus besitzt die Anordnung nach Fig. 7 eine mit der Schweiß-und Klemmvorrichtung 12, 16 fest verbundene, konzentrisch zum Tragrollenkranz 9 drehbar gelagerte Hilfstrommel 80, deren Zylinder den Raum für den Vorratscoil und die Schweiß- und Klemmvorrichtung umgibt, deren Breite derjenigen des Tragrollenkranzes 9 entspricht und deren Durchmesser um die Dicke des Hilfscoils geringer ist als der kleinste Innendurchmesser des Rollenkranzes der Tragrollentrommel und der in Höhe der Austritts-Treiberrolle 38 der Klemmvorrichtung 16 einen Schlitz zum Durchtritt des Walzbandes aufweist.
- Der in Fig. 10 dargestellte Querschnitt der Anordnung zeigt den Antriebsmechanismus der konzentrisch angeordneten Funktionselemente. Dabei treibt der Motor 28 über eine Vielfachnutwelle 81 den im vorderen Lager 82 und im hinteren Lager 83 einseitig gelagerten Haspeldorn 11 an. Die Hilfstrommel 80, die über eine Lagerbuchse 84 auf dem Haspeldorn 11 zu diesem konzentrisch drehbar gelagert ist, wird von einem Motor 85 über ein Ritzel-Zahnkranz-Getriebe 86 konzentrisch zum Haspeldorn angetrieben. Der Rollenkranz 9 der Tragrollen 2 ist an einem Tragring 91 befestigt, der auf der Lagerbuchse 84 der Hilfstrommel 80 konzentrisch drehbar gelagert ist. Diese Halterungsplatte wird von einem Motor 87 über ein Ritzel-Zahnkranz-Getriebe 88 angetrieben. In der Nähe des hinteren Lagers 83 des Haspeldorns 11 ist auf diesem eine Positionierungsscheibe 89 befesigt ist, die von Hydraulikzylindern 90 in axialer Richtung um einen solchen Hub verschiebbar ist, daß Mittenabweichungen des vom Vorratscoil ablaufenden Bandes korrigiert werden können.
- Ausgehend von der Anordnung nach den Figuren 1, 2, 3 und 4 und nach Vollzug des dort beschriebenen Einfädelungsvorganges des vom Vorratscoil 23 durch die Klemmvorrichtung 16 und den Schlitz der Hilfstrommel 80 durch zwei Rollen 2 des Tragrollenkranzes hindurch nach außen der Verarbeitungsanlage zugeführten Bandanfangs werden der Antriebsmotor 28 für den Haspeldorn 11, der Motor 37 für die Austritts-Treiberrolle 38 und der Antriebsmotor 87 für den Rollenkranz 9 der Tragrollen 2 in Betrieb gesetzt und derart gesteuert, daß das Band gegen die Formbildungsrollen 79 gelegt wird. Während dieses Einspeichervorganges zur Bildung eines Speichercoils 62 bewegen sich der Rollenkranz 9 und die Hilfstrommel 80 synchron. Mit fortschreitendem Einspeichervorgang werden die Tragrollen 2 mit nicht dargestellten Mitteln um solche Beträge radial in Richtung auf die Drehachse bewegt, daß sich der Speichercoil nach innen aufbauen kann (Fig. 8). Sobald das Band vollständig vom Vorratscoil abgelaufen ist, d. h. das Bandende den Bearbeitungsschlitz zwischen den Spannbakken 58, 59 erreicht hat, werden die vorgenannten Antriebsmotoren stillgesetzt und dem Haspeldorn 11 ein neuer Vorratscoil zugeführt. Nach dessen Einfädeln in die Schweiß-und Klemmvorrichtung 12, 16 in der bereits beschriebenen Weise beginnt der Schweißvorgang bei stehender Hilfstrommel 80. Gleichzeitig werden die Weiterverarbeitungsanlage und der Antriebsmotor 87 für den Rollenkranz 9 in umgekehrter Drehrichtung in Betrieb gesetzt. Durch den von der Weiterverarbeitungsanlage ausgeübten Bandzug in Verbindung mit dem sich in Abwickelrichtung drehendem Rollenkranz 9 wird der eine Teil des auf dem Speichercoil 62 gespeicherten Bandes der Verarbeitungsanlage, der andere Teil auf die in Ruhe befindliche Hilfstrommel 80 aufgewickelt, so daß auf dieser ein Hilfscoil 91 entsteht, wenn der Speichercoil 62 vollständig abgewickelt ist (Fig. 9). Gleichzeitig werden die Tragrollen 2 wieder radial nach außen geführt, so daß der ursprüngliche Zustand zum Aufbau eines folgenden Speichercoils wieder hergestellt ist. Unmittelbar nach Ablauf des Speichercoils 62 und beendetem Schweißvorgang wird der Motor 85 entgegen der vorigen Drehrichtung in Betrieb gesetzt, so daß der Hilfscoil 91 von der die Hilfstrommel 80 in die Verarbeitungsanlage läuft. Nach dem Abbau des Hilfscoils 91 wird die Drehrichtung des Motors 85 für die Hilfstrommel 80 umgekehrt und gleichzeitig der Motor 87 für den Rollenkranz 9 eingeschaltet. Nun bewegen sich der Rollenkranz 9 und die Hilfstrommel 80 wieder synchron, so daß ein neuer Speichercoil in der beschriebenen Weise bei gleichzeitigem Ablauf des Bandes zur Verarbeitungsanlage gebildet werden kann. Der beschriebene Vorgang wiederholt sich im folgendem kontinuierlich.
- Ein weiterer Vorteil der in den Fig. 7 bis 10 dargestellten Anordnung besteht darin, daß der Schweißvorgang selbst bei stillstehender Schweißvorrichtung ausgeführt werden kann.
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