JPH1034344A - ローラシーム溶接機において溶接圧を発生させる方法及び装置 - Google Patents

ローラシーム溶接機において溶接圧を発生させる方法及び装置

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JPH1034344A
JPH1034344A JP9114505A JP11450597A JPH1034344A JP H1034344 A JPH1034344 A JP H1034344A JP 9114505 A JP9114505 A JP 9114505A JP 11450597 A JP11450597 A JP 11450597A JP H1034344 A JPH1034344 A JP H1034344A
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welding
roller
force
displacement
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JP9114505A
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Nobuo Takahashi
伸郎 高橋
Kiyoshi Kobayashi
清志 小林
Akira Takamatsu
明 高松
Daniel Wenk
ヴェンク ダニエル
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Elpatronic AG
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ローラシーム溶接機の溶接質を、特に溶接シ
ームの始端において改善すること。 【解決手段】 ローラシーム溶接機において上方の溶接
ローラ(6)の溶接力の調節が2つのばね部材(10,
14)により行われている。1つのばね部材(10)は
溶接ローラ(6)の当初の変位に際して作用する。他方
のばね(14)は所定の変位(D)に達してから作用す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はローラ電極を有する
溶接機において溶接圧を発生させる方法に関する。さら
に本発明はこれに関連した装置に関する。本来の電極が
ローラの上に延在するワイヤ電極から形成されているこ
とができるローラ電極を有する溶接機においては、突き
合わせシーム又はオーバーラップシームを有する、ロー
ラ電極の間に押し込まれた被溶接材、特に缶胴のはじめ
の溶接点において不十分な溶接が事情によっては発生す
る。この問題は特に今日達成可能な高い溶接速度で発生
する。溶接ローラ、特に缶胴溶接においては大きい外側
のローラの慣性は当初は大きすぎる溶接圧を作用させ、
ひいてはオーバーラップシームにきわめて小さい電気的
な抵抗を発生させ、不十分な溶接をもたらす。これは他
面においては、製作された缶(特にエアロゾル缶)では
はじめの溶接点が縁曲げ範囲にあるにしても、このよう
な缶のミクロ漏洩をもたらす。しかしながら溶接圧は残
ったシーム範囲のためには、十分な大きさの値に達し、
溶接ゾーンを通る確実な搬送が行われかつローラの間に
被溶接材を押し込んだあとで溶接ローラが大きすぎる後
振動を行うことが回避されなければならない。
【0002】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は溶接シ
ームに沿った完全な溶接を行ったうえで、はじめの溶接
点の前記問題が発生しなくなるか又は発生する程度が軽
減されるようにすることである。
【0003】
【課題を解決するための手段】本発明の課題は、冒頭に
述べた形式の方法及び装置において、少なくとも1つの
ローラ電極のためにばね装置が設けられ、このばね装置
が当該ローラ電極が不均等に変化する力を発生すること
によって達成された。
【0004】この構成は、溶接過程の開始にあたって、
被溶接材が前縁で溶接ローラに達し、該溶接ローラを押
し離しはじめると小さい溶接圧を調節することを可能に
する。場合によっては溶接圧を零にすることすらできる
ので、ローラの慣性だけが被溶接材により強制された変
位に対し、有効な溶接圧として残される。しかし被溶接
材がさらにローラの間に押し込まれ、ローラが大きく変
位すると、より大きな、通常の溶接力が生ぜしめられ
る。これによって当初はわずかな溶接力が、ひいてはは
じめの点の良好な溶接が得られ、次いでより大きな、通
常の溶接力に相当する溶接力が得られる。さらに所定の
変位のあとで溶接力を増加することはローラの振動動作
にとっても有利であることが証明された。これは他面に
おいては溶接シームの品質を改善する。
【0005】有利には溶接力の変化はローラの所定の調
節可能な変位で行われる。
【0006】さらに有利であることは、オーバーラップ
シーム溶接に際して、すなわち被溶接材が2倍の薄板厚
さでローラの間に押し込まれる溶接に際して、わずかな
溶接力から大きい溶接力への移行が、ほぼ1倍の薄板厚
さに相当する変位で行われることである。
【0007】
【実施例】次に本発明の実施例を図面に基づき詳細に説
明する。
【0008】図1には缶胴の形をした被溶接材1がロー
ラシーム溶接機の溶接ローラの間に導入される状態が概
略的に示されている。ローラシーム溶接機の構造と作用
形式は自体公知であり、ここで詳細に説明することはし
ない。ローラシーム溶接機においては、溶接シームは2
つの電極ローラ4,6との間で形成される。この場合に
は本来の電極としては通常は、ローラの上に延在する溶
接ワイヤが設けられている。図1には厚さAの薄い薄板
から丸められ、溶接ゾーンにオーバーラップシーム3を
形成し、該オーバーラップシーム3が溶接されていない
状態で2Aの厚さを有している缶胴1を溶接する状態が
示されている。この場合、下側の溶接ローラ4は下アー
ム5に配置されている。この下アームの支承は公知であ
り、図面には示されていない。通常は下アーム5は、溶
接ローラ4が上方の溶接ローラ6に対してバイアスがか
けられるように弾性的に保持されている。上側の溶接ロ
ーラ6は公知の機械においては調節可能なコンスタント
な力で下側の溶接ローラ4に押し付けられている。この
場合、調節は従来の形式で、多かれ少なかれあらかじめ
緊縮された溶接ばねで行われる。図1に示された本発明
の実施例では、力を溶接ローラ6に生ぜしめるばね10
がまず設けられている。このばね10は機械固定のスリ
ーブ8内に配置され、その上端で機械固定に支えられて
いる。溶接ローラ保持装置は鉛直方向に運動可能な突き
棒7を有しており、該突き棒7は皿9を有し、該皿9は
ばね10の下方端部を受容している。溶接ローラ6の鉛
直な運動は皿9を鉛直に運動させ、ひいてはばね10を
圧縮したり又は弛緩させる。したがってばね10はロー
ラ6もしくは溶接しようとする材料に溶接力を生ぜしめ
る。この溶接力は皿9又はスリーブ8を調節することで
ばね10の緊縮を適当に変えることによって調節するこ
とができる。図示の実施例ではスリーブ8の上側に機械
固定のケーシング12が配置されている。このケーシン
グ12内にはばね部材14が突き棒7の長手軸線に沿っ
て鉛直な方向で力を生ぜしめるように配置されている。
この場合、図示の実施例ではばね部材は下方の部分でス
トッパ皿13に保持され、このストッパ皿13はばね部
材の不作用状態でケーシング12の面に支えられてい
る。ばね部材14の上端は調節ねじ15に保持され、こ
の調節ねじ15で図示の実施例ではばね部材14の緊縮
が調節される。ばね部材14はばね10と同様にコイル
ばねであるか又は圧縮された空気がばね作用を発揮する
空気ばね部材であることもできる。もちろんこれはばね
10にもあてはまり、このばね10も同様に図示された
コイルばね部材とは別の構成を有していることができ
る。ケーシング12は高さ調節可能に機械に、溶接ロー
ラの不作用状態で、つまり上方の溶接ローラ6が下方の
溶接ローラ4に支持され、被溶接部材がローラの間にま
だ押し込まれていない場合に、所定の間隔Dが突き棒7
の上端と皿13の、該上端に向いた面との間に調節可能
であるように配置されている。このためにはケーシング
12は図示されていない自体公知の案内手段を備えてい
る。この案内手段は例えばねじを介してケーシングの高
さ調節を可能にする。
【0009】本発明のこの実施例にしたがって装備され
たローラシーム溶接機を稼働させた場合にはローラ変位
で不均一に変化する溶接力が生ぜしめられるという本発
明の効果が得られる。これは図1に示された缶胴が溶接
ローラ4,6の間に、オーバーラップシーム3を溶接す
るために押し込まれたと仮定すると、図1に基づき説明
されることができる。この場合、溶接ローラ4,6は押
し離され、溶接ローラ6は鉛直方向で上方へ移動させら
れる。この運動に際してまずばね10が作用する。この
ばね10は溶接ローラ6の慣性と共に缶胴始端における
溶接力を生ぜしめる。上方の溶接ローラ6が、同様に上
方へ移動する突き棒7により間隔Dが与えられるまで上
方へ変位させられると、突き棒7は皿13を負荷し、さ
らに変位すると、ばね部材14が圧縮され、同様に力を
突き棒7に、ひいては溶接ローラ6に生ぜしめる。した
がって溶接ローラ6の変化が値Dを越えると、ばね部材
10,14の組み合わされた力が作用する。これに対
し、溶接ローラの変位が値Dにまだ達しないと、ばね部
材10の力だけが作用する。このような形式ではじめの
溶接点の問題は解決される。何故ならばばね10はきわ
めてやわらかいばねとして構成でき、このばねが、始め
においても溶接ローラの間で確実な缶胴の搬送を保証す
るのに十分であるわずかな力しか缶胴始端に生ぜしめな
いからである。縁が克服され、溶接ローラ6の変位が大
きくなると、通常はより硬く構成された第2のばね部材
14が作用するようになり、そのばね力はばね部材10
に加えられ、そのつどの溶接、図示の実施例ではオーバ
ーラップシーム3に適した目標溶接力を生ぜしめる。こ
の場合、ばね部材10は例えば約30daNの小さな力
に調節されていることができる。有利にはオーバーラッ
プシームを有する缶胴を溶接する場合には、間隔Dはほ
ぼ薄板厚さAの1倍に選ばれる。間隔Dはこの場合に
は、値Aの50〜150%の範囲又は値Aの70〜13
0%の範囲、有利には値Aの80〜120%の範囲又は
さらに値Aの90〜110%の範囲であることができ
る。他の溶接、例えば容器胴の突き合わせシームを溶接
する場合には間隔Dの他の値も可能である。例えばこの
場合には間隔Dは薄板厚さAの1/2であることが可能で
ある。
【0010】図2には例として示した2ばね系のための
ばね力Kが変位ωにプロットして概略的に示されてい
る。図示の実施例では間隔Dと同じである変位Aまで
は、カーブ区分17で示すようにばね部材10のばね定
数と共に力は増大する。変位がDと等しい値Aに達する
と、第2のばね部材14が加わり、カーブ区分18を生
ぜしめる。このカーブ区分18においては両方のばね部
材10,14のばね力は加算される。シームに沿った溶
接稼働においては前縁の後ろでオーバーラップシームが
つぶされることにより例えば1.5Aの変位が生じる。
この変位は目標溶接力である全ばね力K2に相当する。
このばね力が今までのように唯一のばねで生ぜしめられ
ると、このばね力は図2に破線で示したような曲線経過
19を有することになるであろう。これから判るように
距離範囲O−Aにおいては個々のばねによって缶胴の前
縁に著しく高い溶接力が生ぜしめられる。これははじめ
の溶接点における溶接問題をはっきりと増強させる。し
たがって本発明により変位と共に不均等に変化させられ
た力によってはじめの点の溶接の問題は簡単な形式で回
避される。例として図1に示された2つのばねの特殊な
配置の代わりに、例えば内外に配置する2つのばねの別
の配置を選ぶか又はばね力の不均等な上昇と似た効果が
生じるように変化するリードを有する唯一のばねの配置
を選択することもできる。もちろん2つよりも多くのば
ねを設け、これらのばねを互いに間隔をおいて配置する
こともできる。特別な構成はばね10が除かれ、変位D
のあとでばね14だけが有効であるようにすると達成さ
れる。この場合にはばね装置は1つのばね14しか有し
ておらず、当初の溶接力は、増大する変位がばね14を
も働かせるまで、ローラ6と突き棒7の慣性だけで形成
される。
【0011】さらにばね力を不均等に変化させること
は、ばねで負荷された溶接ローラ6と同様にばねで負荷
された溶接ローラ4とから成るシステム全体の振動動作
に有利な影響を及ぼすことが判った。溶接ローラ6の過
振と溶接ローラ4の追従は変位と共に不均等に変化する
溶接力でわずかに保たれる。これはシームの溶接質によ
い影響を及ぼす。これは従来のばね特性線19に対して
勾配が急である範囲Aから2Aとにおけるばね特性線1
8によって説明される。
【0012】ローラ6が変位と共に変化する不均等な力
を受ける図示の実施例の代わりに、ローラ4もこのよう
な形式で弾性的に支持されていることもできる。しかし
ながら有利であるのは質量の大きい方のローラが相応に
ばねで支持されていることである。さらに両方のローラ
が本発明による、変位と共に変化する力特性を有してい
ることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】ローラシーム溶接機の溶接ローラの概略図。
【図2】図1に示されたばね装置の距離/力線図。
【符号の説明】
1 被溶接材 3 オーバーラップシーム 4 溶接ローラ 6 溶接ローラ 7 突き棒 8 スリーブ 9 皿 10 ばね 12 ケーシング 13 皿 14 ばね 15 ねじ 17 曲線区分 18 曲線区分 19 曲線経過
フロントページの続き (72)発明者 高松 明 埼玉県大宮市日進2番の1367号 (72)発明者 ダニエル ヴェンク スイス国 バーデン ブルッガーシュトラ ーセ 137

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ローラ電極(4,6)を有する溶接機に
    おいて溶接圧を発生させる方法において、ローラ電極の
    少なくとも一方(6)のためにばね装置(10,14)
    が設けられており、このばね装置(10,14)がロー
    ラ変位で不均等に変化する力を当該ローラ電極(6)に
    対して発生させることを特徴とする、ローラシーム溶接
    機において溶接圧を発生させる方法。
  2. 【請求項2】 力の増加を、所定の調節可能な、変位
    (D)で変化させる、請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】 オーバーラップシーム(3)を溶接する
    場合に力の増加を、1倍の薄板厚さ(A)にほぼ相応す
    る変位(D)にしたがって変化させる、請求項1又は2
    記載の方法。
  4. 【請求項4】 力の増加を、薄板厚さの50〜150%
    の範囲、特に薄板厚さの70〜130%の範囲及び特に
    薄板厚さの80〜120%又は90〜110%の範囲に
    ある変位に際して変化させる、請求項3記載の方法。
  5. 【請求項5】 ローラ電極(4,6)を有する溶接機に
    おいて溶接圧を発生させる装置において、少なくとも一
    方のローラ電極(6)のためにばね装置(10,14)
    が設けられ、該ばね装置(10,14)がローラ変位で
    不均等に変化する力を当該ローラ電極(6)に発生させ
    ることを特徴とする、ローラシーム溶接機において溶接
    圧を発生させる装置。
  6. 【請求項6】 ばね装置が複数のばね部材(10,1
    4)を有し、これらのばね部材(10,14)がローラ
    変位の増加に際して順次当該ローラ電極(6)に作用す
    る、請求項5記載の装置。
  7. 【請求項7】 ばね装置がローラ電極(6)に常時作用
    する第1のばね部材(10)と、所定の調節可能な当該
    ローラ電極(6)の変位のあとではじめて当該ローラ電
    極(6)に作用する第2のばね部材(14)とを有して
    いる、請求項5又は6記載の装置。
  8. 【請求項8】 ばね装置がコイル状のばね(20)と空
    気圧ばね(14)とを有している、請求項5から7まで
    のいずれか1項記載の装置。
JP9114505A 1996-05-02 1997-05-02 ローラシーム溶接機において溶接圧を発生させる方法及び装置 Pending JPH1034344A (ja)

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US (1) US5951885A (ja)
EP (1) EP0804992B1 (ja)
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