NO173811B - Innrettingsverktoey for en maskin for sveising av sylindriske metallbokser - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår et innrettingsverktøy for en maskin for sveising av sylindriske metallbokser i overensstemmelse med innledningen til krav 1 eller krav 8, i hvilken flate metallbokslegemsemner formes til sylindere og deretter sømsveises. Verktøyet har minst én langstrakt stangkomponent med to i lengderetningen forløpende, motsatte sider, idet hver side har en langstrakt sliss og et i lengderetningen forløpende spor som er dannet av innlegg som er festet i slissene, idet sporene opptar kanter av boksemnet for føring av kantene i riktig stilling før sømsveisingen.

Ved forming av sylindriske metallbokser av metallplate-emner benytter kjente maskiner et antall valser til å valse et flatt emne til en sylindrisk form med overlappende kanter som senere sømsveises for å fullføre den sylindriske boks. For å lede eller styre de to kanter under den avsluttende bevegelse inn i sveisestasjonen, benytter maskinene en føringskomponent som vanligvis betegnes som en Z-profilstang eller Z-profilskinne, og som har to motsatte sider med spor som styrer kantene fra en innbyrdes atskilt stilling til en nøyaktig innrettet, svakt overlappende stilling for sveising. Disse Z-profilstenger kan være inndelt i avsnitt eller seksjoner. Et eksempel på disse kjente anordninger er vist i US-patentskrift nr. 4 214 140.

Da den elektriske sveising er et arrangement av motstandssveisingstype, kan problemer oppstå på grunn av lysbuedannelse mellom delene, seksjonene av Z-profilstengene og annet utstyr. Denne gnistdannelse vil frembringe smuss eller biter av metall som kan forurense overflater av de produkter som produseres, forårsake overdreven slitasje av lagre for forskjellige føringshylser for valser som benyttes ved forming av boksemnene, og frembringe overdreven slitasje i selve Z-profilstangen.

På grunn av at de to kanter av emnet som inntrer i føringsverktøyet, som omfatter et antall Z-profilstangpartier, i begynnelsen kan være innbyrdes atskilt, men beveger seg i retning mot en nært tilstøtende, overlappende stilling, er det ønskelig å utforme disse Z-profilstangpartier i avsnitt eller seksjoner. Det er således vanlig at føringsverktøyet omfatter en overgangsstang (crossover bar) i hvilken kantene beveger seg fra å være innbyrdes atskilt en vesentlig avstand til en nær, overlappende stilling, etterfulgt av en Z-profilstangseksjon hvor kantene fortsetter å holdes i den ønskede stilling. Føringsverk-tøyet har endelig et hodestykke som holder kantene like før de inntrer i sveisevalsene.

For å overvinne problemer med lysbuedannelse, har det i US-patent nr. 4 540 879 vært foreslått å oppbygge hver av Z-profilstengene i to eller tre bestanddeler, idet den sentrale komponent som har sporene for føring av emnets kanter, er dannet av et legeme av wolframkarbidmateriale. Dette tilveiebringer et føringsverktøy som er ikke-lysbuedannende og som kan være elektrisk isolert. Dette føringsverktøy vil eliminere noen av problemene med gnistdannelse. Fremstilling av det nevnte legeme av wolframkarbid med nøyaktig formede og anordnede spor er imidlertid vanskelig og kostbart.

Fra dokumentet WO 78/00015 er det kjent et annet innrettingsverktøyarrangement omfattende et ringformet kalibre-ringsbur og en Z-profilstang som er innrettet med dette. Z-profilstangen er utformet med på siden anordnede, motsatte slisser og to innlegg som er festet i hver av disse, og slissene er anordnet i forskjellige relative stillinger for dannelse av føringsspor. Disse spor er avgrenset delvis av de to innlegg og delvis av Z-profilstangens legeme.

Formålet med oppfinnelsen er å tilveiebringe et innrettingsverktøy med en Z-profilstang som for størstedelen er elektrisk og magnetisk nøytral og er mindre kostbar å fremstille enn Z-profilstengene av fullkarbid.

For oppnåelse av ovennevnte formål er det tilveiebrakt en innrettingsverktøy av den innledningsvis angitte type som ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved de trekk som er angitt i den karakteriserende del av krav 1.

Ifølge oppfinnelsen er det også tilveiebrakt et innrettingsverktøy av den type som er angitt i innledningen til krav 8, og som ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved de trekk som er angitt i den karakteriserende del av krav 8.

Da åpningen eller innløpsåpningen av verktøyets første komponent, såsom overgangs-Z-profilstangen, har en stor avsats eller forskyvning mellom de to kanter og et forstørret halsparti, er det ønskelig å benytte en innførings- eller inngangsblokk ved innløpet til overgangsstangen som er dannet av et materiale, såsom wolframkarbid, som kan absorbere støt av legemsemnet som treffer eller rammer med normal sveisehastighet, som er slitasjebestandig og som uten vanskelighet kan fremstilles med sammensatte former som kreves for riktige inngangsføringer. Ved å holde denne inngangsblokk ved inngangen eller innløpet noenlunde liten, reduseres fremstillingsprisen, og omkostningene for utskifting av denne karbidblokk reduseres kraftig. Wolframkarbidblokken må være ikke-magnetisk. Innleggene langs slissene er fortrinnsvis dannet av et materiale som er maskinerbart, som er slitasjebestandig, og som er ikke-magnetisk. Et keramisk materiale, såsom silisiumnitrid, aluminiumoksid eller et annet slitasjebestandig, ikke-ledende materiale, maskineres uten vanskelighet i dette område på grunn av at de spor som maskineres, har forholdsvis enkel geometri sammenliknet med sporenes innløpshals. Disse keramiske strimler er ikke-magnetiske og også ikke-ledende. Strimlene kan dessuten oppdeles i lengderetningen for å lette fremstilling og for å redusere omkostningene ved fremstilling av anordningen. Det skal bemerkes at selv om de keramiske strimler ikke har slagmotstanden til wolframkar-bidinnlegget, har de likevel god slitasjemotstand.

Bruken av ikke-ledende og ikke-magnetiske materialer i overensstemmelse med oppfinnelsen tilveiebringer den fordel at materialene reduserer gnistdannelse etter hvert som boksemnet beveger seg mellom elementene frem til sveisestasjonen, hvilket tilveiebringer fordelen med redusert slitasje av føringene, såvel som redusert slitasje av andre bevegelige deler i den generelle nærhet av maskinen. Ved at sporene er fremstilt av ikke-magnetisk materiale, frembringes ingen magnetiske krefter som motvirker føringen av kantene i sporene. Anvendelsen av ikke-magnetiske stangkomponenter kan i realiteten bringe bokskantene til å rulle tettere inn i sporene, mens en magnetisk stangkomponent kan forårsaker krefter som motvirker den tettere bevegelse inn i sporene.

Andre fordeler og særtrekk ved oppfinnelsen vil fremgå klarere av den etterfølgende, nærmere beskrivelse av den foretrukne utførelse under henvisning til tegningene, der fig. 1 viser et skjematisk riss av en del av en motstandssømsveise-maskin som omfatter innrettingsverktøyet ifølge oppfinnelsen, fig. 2 viser et tverrsnittsriss omtrent etter linjen II-II på fig. 1, fig. 3 viser et sideriss av føringsverktøyet bestående av tre deler, som vist på fig. 1, med partier av maskinen fjernet for illustrasjonsformål, fig. 4 viser et sideriss av overgangs-Z-profilstangen i føringsverktøyet ifølge oppfinnelsen, fig. 5 viser et grunnriss av overgangs-Z-profilstangen på fig. 4, med deler bortbrutt for illustrasjonsformål, fig. 6 viser et tverrsnittsriss etter linjen VI-VI på fig. 4, fig. 7 viser et tverrsnittsriss etter linjen VTI-VII på fig. 4, og fig. 8 viser et enderiss sett fra høyre av overgangsstangen på fig. 4.

Prinsippene for oppfinnelsen er særlig nyttige når de inkorporeres i et føringselement eller innrettingsverktøy, generelt vist ved 9, for en motstandssveisemaskin som er generelt vist ved 10. Motstandssveisemaskinen 10 benyttes i forbindelse med sveising av sømmer på legemer for metallbokser under formingsprosessen. Maskinen har en nedre støttearm 12 som bærer en elektrode eller sveisevalse 14 overfor hvilken det er anordnet en andre elektrode eller sveisevalse 16 som bæres på en andre støttearm 18. Emner for bokslegemene valses til sylindrisk form i et område som er vist ved 19, og mates kontinuerlig langs føringselementet 9 som er dannet av én eller flere Z-profilstenger som er anordnet i rekkefølge etter hverandre og som styrer kantene av emnet i retning mot valsene 14 og 16 som utfører sveiseoperasj onen.

Som vist på fig. 3, er føringselementet 9 oppbygget av et antall deler eller komponenter som omfatter en overgangs-Z-profilstang 20, en regulær Z-stangkomponent 22 og et hodestykke 24. Som vist, er disse tre deler 20, 22 og 24 festet stivt til hverandre ved hjelp av en bæredel, såsom 26. Som best vist på fig. 2, består hver av komponentene 20 og 22 av en øvre kappedel, såsom 30, en nedre kappedel 32 og en sentral legemsdel 34. Hodestykket har et sentralt legeme 94 og en øvre kappedel 30a (fig. 3). Slik som vist på fig. 2, har den sentrale legemsdel 34 motsatte sider 36 og 38 som har respektive spor 40 og 42. Sporene 40 og 42 opptar kanter 44 og 46 av et sylindrisk bokslegeme 48 og styrer eller fører disse kanter 44 og 46 til den ønskede, overlappende stilling. Når bokslegemet mottas av føringselementet 9, særlig overgangs-Z-profilstangen 20, er kantene innbyrdes atskilt en vesentlig avstand i både horisontal og vertikal retning, slik som best vist på fig. 6. Etter hvert som bokslegemet fortsetter gjennom innrettingsverktøyet 9, beveges kantene i retning mot hverandre, slik at kantene, som vist på fig. 8 og også på fig. 2, begynner å bli overlappet og avstanden mellom de to kanter i vertikal retning avtar. Ved det tidspunkt da legemet har inntrådt i hodestykket 24, er kantene 44 og 46 blitt ført til den ønskede grad av overlapping, slik at sømmen dannes når kantene passerer gjennom sveisevalsene 14 og 16.

Slik som vist ved hjelp av den sentrale del av overgangs-Z-prof ilstangen 20 på fig. 4 og 5, er hver av de sentrale deler 34 forsynt med gjengede blindhull 50 som benyttes for fastgjøring av stangmontasjen til andre komponenter i maskinen. Den sentrale del eller senterdelen kan også ha hull eller boringer 52 som strekker seg gjennom denne.

Den sentrale legemsdel 34 er forsynt med slisser 60 og 62 som strekker seg innover fra sidene 36 hhv. 38. Innsatser eller innlegg 64 og 66 er festet i disse slisser 60 og 62, og føringssporene 40 og 42 er dannet i disse innlegg. Slik det fremgår av fig. 5, strekker sporet 62 seg dypere inn i den sentrale legemsdel 34 i overgangs-Z-profilstangen 20 etter hvert som man går fremover fra innløps- eller inngangsenden 70 i retning mot utløps- eller avgangsenden 72. Som vist på fig. 4, avtar videre forskyvningsavstanden fra senteraksen i hvert av innleggene, såsom innlegget 64, etter hvert som avstanden fra inngangsenden 70 øker. Kantenes vertikale avstand blir således mindre etter hvert som den horisontale avstand avtar og beveger seg i retning mot den overlappede stilling.

Ved inngangsenden 70 er overgangs-Z-profilstangen 20 forsynt med en innsatsblokk eller et innsatslegeme 80 som er best vist på fig. 4 og 6. Innsatslegemet 80 holdes på plass i en utsparing 82 i overgangs-Z-profilstangens senterdel ved hjelp av gjengede festeanordninger, såsom unbrako-hodeskruer 84.

På grunn av de materialer som benyttes for innleggene, såsom 64 og 66, er det mulig og ønskelig å danne disse i små strimler som ikke strekker seg langs hele lengden av komponenten eller delen 20. Strimmelen, såsom 64, kan således være inndelt i tre eller flere avsnitt eller seksjoner, såsom seksjonene 64a, 64b og 64c som er forenet ende-mot-ende.

Den sentrale legemsdel 34 i hver av komponentene, såsom 20, 22 og 24, er dannet av materialer som er ikke-ledende og ikke-magnetiske, og fiberglassforsterket epoksy er blitt funnet å være velegnet for denne del. Ved inngangsenden 70 er inn-satsblokken eller innsatslegemet 80 også ikke-magnetisk og er fortrinnsvis en wolframkarbid-slitasjeblokk som, slik som foran nevnt, er mekanisk festet i utsparingen 82 ved hjelp av de gjengede festeanordninger 84. Innsatsene eller innleggene, såsom 64 og 66, er fortrinnsvis av et keramisk materiale, hvilket kan være silisiumnitrid, aluminiumoksid eller et annet slitasjebestandig, ikke-ledende materiale. Disse innlegg, såsom 64, enten de har en lengde som er lik hele komponentens lengde eller er inndelt i seksjoner som er forenet med hverandre slik som foran nevnt, er festet i slissene ved hjelp av et klebemiddel.

Wolframkarbid-inngangsblokken 80 benyttes i stedet for ovennevnte keramiske strimler på grunn av at den er slagbestandig, slitasjebestandig og uten vanskelighet kan maskineres, f .eks. ved hjelp av en erosjonsprosess, såsom en EDM-prosess, for å tilveiebringe de ønskede, sammensatte former for hele føringen. Selv om wolframkarbidet kan være elektrisk ledende, er det isolert fra sveiseapparatets ramme ved hjelp av det omgivende epoksymateriale i Z-profilstanglegemet.

De keramiske strimler, såsom 64, har typisk forholdsvis lav slagseighet, men har meget god slitasjebestandighet og er både elektrisk og magnetisk nøytrale. Da materialet er ikke-magnetisk og ikke-ledende, er det ikke utsatt for gnisterosjon, og den effektive levetid av denne del er derfor kraftig øket. De keramiske komponenter, etter at de er innført i slissene, blir deretter fremstilt eller forsynt med føringssporene ved hjelp av bare konvensjonelt slipeutstyr og kan slipes til meget nøyaktige toleranser etter montering i Z-profilstanglegemet. Det skal bemerkes at fremstillingen av keramiske, sammensatte former til nøyaktige toleranser, såsom det innføringsparti som er dannet i wolframkarbidblokken 80, ville være en forholdsvis kostbar operasjon.

Z-profilstangen eller den andre stangkomponent, såsom 22, har en legemsdel 90 med slisser for opptakelse av innlegg, såsom 92. I dette arrangement kan legemsdelen 90 være dannet av en fiberglassforsterket epoksy, og innleggene kan være wolframkarbid i hvilket føringssporene deretter er dannet. Hodestykket 24 kan også ha et legeme 94 som har slisser som opptar innlegg 96. Også her er legemet 94 av en f iberglassforsterket epoksy, og innleggene er av wolframkarbid. Da legemsdelene, såsom 90 og 94, er dannet av et epoksymateriale eller et annet ikke-ledende og ikke-magnetisk materiale, er karbidstrimlene 92 og 96, selv om de er elektrisk ledende, isolert fra enhver krets, og vil således ikke frembringe noen gnistdannelse eller minimal gnistdannelse. Man må være klar over at anvendelsen av fiberglassforsterkningene for legemene, såsom 90 og 94, er et eksempel på den foretrukne utførelse. Imidlertid kan også andre materialer, som er både ikke-magnetiske og ikke-ledende, og som har tilstrekkelig styrke, benyttes.

Claims (13)

1. Innrettingsverktøy (9) for en maskin for sveising av sylindriske metallbokser, i hvilken flate metallbokslegemsemner formes til sylindere (48) og får sine overlappende kanter (44, 46) sømsveiset til hverandre, idet verktøyet har minst én langstrakt stangkomponent (20, 22, 24) med to i lengderetningen forløpende, motsatte sider (36, 38), idet hver side har en langstrakt sliss (60, 62) og et i lengderetningen forløpende spor (40, 42) som er dannet av innlegg som er festet i slissene, idet sporene opptar kanter (44, 46) av boksemnet for føring av kantene i riktig stilling før sømsveisingen, KARAKTERISERT VED at stangkomponenten (20, 22, 24) er dannet av et ikke-ledende, ikke-magnetisk materiale, og at det i hver sliss (60, 62) er festet et innlegg (64, 66, 92, 96) av i det minste et materiale som er ikke-magnetisk og forskjellig fra materialet i stangkomponenten, idet hvert spor (40, 42) er dannet fullstendig i det respektive innlegg.

2. Innrettingsverktøy ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at stangkomponentens legeme (34) er dannet av en fiberglassforsterket epoksy og innleggene (64, 66, 92, 96) er av wolframkarbid.

3. Innrettingsverktøy ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at innleggene (64, 66, 92, 96) er dannet av keramiske strimler.

4. Innrettingsverktøy ifølge krav 3, KARAKTERISERT VED at hver av de keramiske strimler er dannet i seksjoner (64a, 64b, 64c).

5. Innrettingsverktøy ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at en inngangsende (70) av en stangkomponent (20) har en utsparing (82) som opptar en ikke-magnetisk, slagbestandig, slitasjebestandig inngangsblokk (80).

6. Innrettingsverktøy ifølge krav 5, KARAKTERISERT VED at den ikke-magnetiske, slagbestandige inngangsblokk (80) er dannet av ikke-magnetisk wolframkarbid, og innleggene (64, 66) er dannet av et ikke-ledende og ikke-magnetisk, keramisk materiale.

7. Innrettingsverktøy ifølge krav 6, KARAKTERISERT VED at stangkomponenten er dannet av en glassfiberforsterket epoksy.

8. Innrettingsverktøy (9) for en maskin for sveising av sylindriske metallbokser, i hvilken flate metallbokslegemsemner formes til sylindere (48) og får sine overlappende kanter (44, 46) sømsveiset til hverandre, idet verktøyet har en overgangs-stangkomponent (20) med to i lengderetningen forløpende, motsatte sider (36, 38), og en andre stangkomponent (22) med to i lengderetningen forløpende, motsatte sider (36, 38), idet hver av de motsatte sider har en langstrakt sliss (60, 62) og et i lengderetningen forløpende spor (40, 42) som er dannet av innlegg som er festet i slissene, idet overgangsstangkomponenten (20) har en inngangsende (70) og en utgangsende (72), idet den andre stangkomponent (22) har en inngangsendestilling for å motta en boks som avgis ved overgangsstangkomponentens (20) utgangsende (72), idet sporene (40, 42) opptar kanter (44, 46) av boksemnene og styrer kantene i riktig stilling før sømsveisingen etter hvert som boksemnene beveger seg fra overgangsstangkomponentens (20) inngangsende (70) til den andre stangkomponents (22) utgangsende, KARAKTERISERT VED at overgangsstangkomponenten (20) og den andre stangkomponent (22) hver er dannet av et ikke-ledende, ikke-magnetisk materiale, og at det i hver sliss (60, 62) i overgangsstangkomponenten (20) og den andre stangkomponent (22) er festet et innlegg (64, 66, 92) av i det minste et materiale som er ikke-magnetisk og forskjellig fra materialet i den respektive stangkomponent (20, 22), idet hvert spor (40, 42) er dannet fullstendig i det respektive innlegg.

9. Innrettingsverktøy ifølge krav 8, KARAKTERISERT VED at overgangsstangkomponenten (20) ved inngangsenden (70) har en tverrgående utsparing (82) som opptar en inngangsblokk (80) av et ikke-magnetisk, slagbestandig, slitasjebestandig materiale, og at de i lengderetningen forløpende spor (40, 42) i overgangsstangkomponenten (20) har et inngangsparti utformet i inngangsblokken (80).

10. Innrettingsverktøy ifølge krav 8, KARAKTERISERT VED at innleggene (64, 66) i overgangsstangkomponenten (20) er av et materiale som er ikke-ledende og ikke-magnetisk, og innleggene (92) i den andre stangkomponent (22) og inngangsblokken (80) er av wolframkarbid.

11. Innrettingsverktøy ifølge krav 10, KARAKTERISERT VED at hvert av innleggene (64, 66) i overgangsstangkomponenten (20) er av et keramisk materiale.

12. Innrettingsverktøy ifølge krav 11, KARAKTERISERT VED at hvert av de keramiske innlegg (64, 66) er dannet av seksjoner (64a, 64b, 64c) som er sammenføyd med hverandre.

13. Innrettingsverktøy ifølge krav 10, KARAKTERISERT VED at overgangsstangkomponenten (20) og den andre stangkomponent (22) er dannet av fiberglassforsterket epoksy.