WO2023042121A1 - SCHWEIßVORRICHTUNG FÜR DRAHTGITTER - Google Patents

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Mathias HAIDBAUER
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Definitions

  • the invention relates to a welding device for wire mesh, which extends in a plane with a predetermined width and has meshes, wherein it has a large number of electrodes which are connected to transformers via current paths.
  • the state of the art is the introduction of electrical energy into welding machines for the production of industrial mesh and fence mesh mats by means of medium-frequency welding via continuous busbars for the plus and minus pole (the circuit is closed via the welding transformer on the one hand and via the welding electrodes on the other the crossing longitudinal and transverse bars to be welded together ) .
  • a wide variety of designs are known, with essential elements of the welding apparatus being arranged both above the grid production level and below the grid production level.
  • the invention should reduce the energy consumption of welding, be inexpensive, easy to maintain and reduce the adjustment times of a welding machine. Furthermore, the quality of the welds should be increased and adjusted.
  • the welding device achieves this in that two busbars are connected between all current paths and transformers, which extend on one side of the plane essentially over the width of a wire mesh mat, the busbars being firmly connected to an intermediate isolator to form a sandwich. and wherein from a first group of current paths, a plurality of lines are located on the same side of the plane Lead electrodes and lead a plurality of leads from a second set of current paths to electrodes located on the opposite side of the plane.
  • busbars have bridges which are arranged alternately along their length and which are connected between the transformers and the busbars to supply energy.
  • the lines to the electrodes are designed as elongated plates, the plane of which extends in the interstices of parallel longitudinal wires that can be welded in the welding device.
  • the transformers are medium-frequency transformers.
  • busbars are connected to the plates via elastic path pieces and that the plates can be driven in a movable manner from and to the grid plane.
  • the electrodes are combined in a large number of assemblies made up of at least two electrodes located opposite one another, with each assembly being electrically connected to a line.
  • FIG. 1 is a side view of the welding device according to the invention
  • FIG. 2 is a perspective view thereof
  • FIG. 3 to 5 and Figs. 3A to 5A further perspective views of other embodiments.
  • Wire mesh mats which are produced in an automated process, extend in a plane E in the X and Y directions, with a group of longitudinal wires LD being fed in the X direction and the welded wire mesh mat being pulled out in the same X direction behind a welding portal.
  • the required welding device extends in the Y-direction along the width of a wire mesh mat and intermittently guides electrodes 7 in the Z-direction perpendicular to the X- and Y-direction to the longitudinal wires LD in order to weld transverse wires QD that are kept ready to them.
  • Fig. 1 almost all of the mechanical and current-carrying elements of the welding device are now on just one side of plane E. Whether the desired side is above or below level E is not relevant to the invention. In the context of the example shown, the welding device is situated substantially graphically above the plane E.
  • Opposite electrodes 7 are connected to transformers 3 via current paths 4 . Since there must be a large number of pairs of electrodes 7 across the width of the mat, the current paths 4 are connected to the transformers 3 via two busbars 1 of both polarities. Each busbar 1 is for a group of overhead or underlying electrodes 7 provided. The busbars 1 are firmly connected to one another to form a sandwich, together with an insulator 5 lying between them. This creates spatial compactness, which is an advantage in wire mesh welding plants with many bulky mechanical elements (not shown).
  • bridges 2 protrude alternately on both busbars 1 in order to close the required contacts to produce the transformers 3.
  • the bridges 2 of the two busbars 1 are dimensioned sufficiently large in view of the electrical requirements and spaced sufficiently far apart. In this way, the outer surfaces of the busbars 1 remain free in order to be able to offer space for the numerous current paths 4 of the electrodes 7 that are required.
  • a current path 4 comprises copper as usual; it is also designed in such a way that it meets the electrotechnical specifications, i.e. has sufficiently large line cross-sections, is at least partially movable in order to move the electrodes 7 to the weld metal in cycles, and makes use of the few spaces available in the production process for wire mesh mats.
  • an elastic path piece 4.1 leads away from the busbars 1 and is then connected to a plate 4.2 for upper electrodes 7 or to a plate 4.3 for opposite electrodes 7.
  • the plates 4.3 for the electrodes 7 lying opposite or lying below the plane E lead through interspaces which are formed by the supplied parallel longitudinal wires LD.
  • this part of the current path 4 is designed as a flat plate 4.3 lying parallel to the longitudinal wires LD.
  • plates 4.2 which are aligned in parallel, are provided according to the invention.
  • the current path 4 merges into assemblies 4.4, each of which has one or more, preferably three, electrodes 7 on each side.
  • the assemblies 4.4 also form pairs on both sides of the lattice plane.
  • the bundling achieves an even current distribution and a mechanically constantly controllable contact pressure during welding. resulting in a high quality and balance between the welds.
  • the dimensions of the plates 4 .2 and 4 . 3 are designed according to specifications and considerations with regard to the current and voltage magnitudes, the uniformity among each other with regard to the welding result and the grid of the line wires LD (distance of the line wires LD to one another) .
  • the dimensions may be different from each other or different between the groups of the upper and lower electrodes 7 . In any case, it is advantageous to design this part of the copper path in the geometry of plates, the plate plane of which is aligned along the axes of the longitudinal wires LD, and which, in the case of a group of electrodes 7, extend in the interstices of longitudinal wires LD.
  • the electrodes 7 are not centered on a plate 4 . 2, 4. 3 , but essentially via the assemblies 4 . 4 arranged at a corner. This allows the plates 4 . 2, 4. 3 extend where unwelded longitudinal wires LD are supplied and the required gaps are still available. These gaps are then filled by the shot-in transverse wires QD and can no longer be used.
  • the fig . 3 to fig. 5 and figs. 3A to 5A illustrate what has been described in perspective from different angles and with exemplary line wires LD and transverse wires QD lying in the plane E.
  • the invention consists in the combination of medium-frequency welding technology with the newly designed arrangement of the two continuous busbars 1 in sandwich construction and the overlapping electrical energy input via the transformers 3 everything above or below the grid production level E.
  • the further current path 4 to the welding nodes takes place in this way via the extremely compact copper path with few contact points, which leads to a minimization of the voltage drops along the current path 4, whereby a low-loss (both inductive and ohmic) and energy-efficient welding is guaranteed becomes .
  • the space requirement of the secondary busbar system is small compared to other welding machines, which also means that less material is used (especially copper).
  • the system according to the invention also results in the following advantages with regard to the changeover times of a welding system for wire mesh mats with different pitches and/or different wire diameters. Due to the construction according to the invention, the changeover times when changing products can be kept to a minimum, since the electrodes 7 (or the assemblies with the welding rams) can simply be moved and repositioned in the required area. This also reduces the number of changeover steps, which again saves time. Thirdly, various assemblies 4 . 4 designed for the welding electrodes (or electrode holders) in order to simplify and shorten a change of properties of successively produced wire mesh mats. About the Assembly 4 . 4, one or more spot welds can be welded with just one welding ram. This is made possible by the special design and energy input, in which the secondary welding voltage is kept the same over the entire welding width. This ensures an even distribution of current to all welding points, which in turn increases product quality.
  • a positive side effect, together with the medium-frequency welding technology, is that, according to the invention, the number of transformers 3 can be varied within a certain number range, as a result of which the welding machine can be perfectly adapted to customer specifications. Due to the selected design, the positions of the transformers 3 can be shifted within a certain spatial range, which also means that the welding machine can be perfectly adapted to the customer and product requirements.
  • a disadvantage of the medium-frequency welding technology is e.g. T. a magnetization of the parts.
  • T. a magnetization of the parts.
  • the magnetization of the potentially magnetizable components is advantageously kept low.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schweißvorrichtung für Drahtgitter, welche sich in einer Ebene mit einer vorbestimmten Breite erstrecken und Maschen aufweisen, wobei sie eine Vielzahl von Elektroden aufweist, die über Strompfade mit Transformatoren verbunden sind.

Description

Schweißvorrichtung für Drahtgitter
Die Erfindung betri f ft eine Schweißvorrichtung für Drahtgitter, welche sich in einer Ebene mit einer vorbestimmten Breite erstrecken und Maschen aufweisen, wobei sie eine Viel zahl von Elektroden aufweist , die über Strompfade mit Trans formatoren verbunden sind .
Stand der Technik ist die elektrische Energieeinbringung bei Schweißmaschinen zur Produktion von Industriegitter- und Zaungittermatten mittels Mittel frequenzschweißung über durchgehende Sammelschienen für den Plus- als auch den Minuspol ( der Schluss des Stromkreises erfolgt dabei zum einen über den Schweißtrans formator und zum anderen über die Schweißelektroden über die kreuzenden und miteinander zu verschweißenden Längs- und Querstäbe ) . Dabei sind unterschiedlichste Aus führungen bekannt , wobei wesentliche Elemente der Schweißapparatur sowohl oberhalb der Gitterherstellungsebene als auch unterhalb der Gitterherstellungsebene angeordnet sind .
Die Erfindung soll den Energiebedarf des Schweißens verringern, kostengünstig sein, wartungs freundlich und die Verstellzeiten einer Schweißmaschine verringern . Es soll ferner die Qualität der Schweißungen angehoben und angeglichen werden .
Die erfindungsgemäße Schweißvorrichtung erreicht dies dadurch, dass zwischen allen Strompfaden und Trans formatoren zwei Sammelschienen geschaltet sind, die sich auf einer Seite der Ebene im wesentlichen über die Breite einer Drahtgittermatte erstrecken, wobei die Sammelschienen mit einem dazwischenliegenden I solator zu einem Sandwich fest verbunden sind, und wobei sich von einer ersten Gruppe von Strompfaden eine Viel zahl von Leitungen zu auf derselben Seite der Ebene befindlichen Elektroden führen und von einer zweiten Gruppe von Strompfaden eine Viel zahl von Leitungen zu auf der gegenüberliegenden Seite der Ebene befindlichen Elektroden führen .
In einer weiteren Aus führungs form weisen die Sammelschienen entlang ihrer Erstreckung alternierend angeordnete Brücken auf , die zwischen den Trans formatoren und den Sammelschienen zur Energieeinbringung geschaltet sind .
In einer Alternative sind die Leitungen zu den Elektroden als längliche Platten ausgebildet , deren Ebene sich in Zwischenräumen parallel liegender Längsdrähte , die in der Schweißvorrichtung schweißbar sind, erstrecken .
In einer abermals weiteren Aus führungs form sind die Trans formatoren Mittel f requenz trans formatoren .
Es ist ebenso denkbar, dass die Sammelschienen über elastische Pfadstücke mit den Platten verbunden sind und dass die Platten beweglich von und zur Gitterebene antreibbar sind .
In einer weiteren Aus führungs form sind die Elektroden in einer Viel zahl von Baugruppen aus mindestens zwei gegenüberliegenden Elektroden zusammengefasst , wobei j ede Baugruppe elektrisch mit einer Leitung verbunden ist .
Die Erfindung wird nachfolgend an einem Aus führungsbeispiel unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert . Fig . 1 ist eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Schweißvorrichtung, Fig . 2 eine Perspektivansicht davon, Fig . 3 bis 5 und Fig . 3A bis 5A weitere Perspektivansichten anderer Aus führungs formen . Drahtgittermatten, die in einem automatisierten Verfahren hergestellt werden, erstrecken sich in einer Ebene E in X- und Y- Richtung, wobei eine Schar von Längsdrähten LD in X-Richtung zugeführt und die verschweißte Drahtgittermatte in derselben X-Richtung hinter einem Schweißportal herausgezogen wird . Die erforderliche Schweißvorrichtung erstreckt sich in Y-Richtung entlang der Breite einer Drahtgittermatte und führt taktweise Elektroden 7 in senkrecht zur X- und Y-Richtung liegenden Z- Richtung zu den Längsdrähten LD, um bereitgehaltene Querdrähte QD mit ihnen zu verschweißen .
Gemäß Fig . 1 befinden sich nun nahezu alle mechanischen und stromführenden Elemente der Schweißvorrichtung auf nur einer Seite der Ebene E . Ob die gewünschte Seite oberhalb oder unterhalb der Ebene E liegt , ist für die Erfindung nicht relevant . Im Rahmen des dargestellten Beispiels liegt die Schweißvorrichtung im wesentlichen graphisch oberhalb der Ebene E .
Die notwendigerweise auf beiden Seiten, d . h . gegenüberliegend angeordneten Elektroden 7 werden über Strompfade 4 mit Transformatoren 3 verbunden . Da sich über die Mattenbreite eine Viel zahl von Paaren von Elektroden 7 befinden muss , sind die Strompfade 4 über zwei Sammelschienen 1 beider Polaritäten mit den Trans formatoren 3 verbunden . Jede Sammelschiene 1 ist für eine Gruppe der obenliegenden bzw . untenliegenden Elektroden 7 vorgesehen . Die Sammelschienen 1 sind zusammen mit einem dazwischenliegenden I solator 5 zu einem Sandwich fest miteinander verbunden . Dies erzeugt räumliche Kompaktheit , die in Drahtgitterschweißanlagen mit vielen (nicht gezeigten) sperrigen mechanischen Elementen von Vorteil ist .
Wie auch in Fig . 2 gezeigt , kragen an beiden Sammelschienen 1 alternierend Brücken 2 aus , um die erforderlichen Kontakte zu den Transformatoren 3 herzustellen. Die Brücken 2 der beiden Sammelschienen 1 sind in Ansehung der elektrischen Vorgaben ausreichend groß dimensioniert und ausreichend weit voneinander beabstandet. Auf diese Weise bleiben die Außenflächen der Sammelschienen 1 frei, um Platz für die zahlreichen benötigten Strompfade 4 der Elektroden 7 bieten zu können.
Ein Strompfad 4 umfasst wie üblich Kupfer; er ist zudem so ausgestaltet, dass er den elektrotechnischen Vorgaben entspricht, d.h. ausreichend große Leitungsquerschnitte aufweist, zumindest teilweise beweglich ist, um die Elektroden 7 taktweise zum Schweißgut zu fahren, und die wenigen zur Verfügung stehenden Räume im Produktionsablauf von Drahtgittermatten ausnutzt. Um dies zu erreichen, führt zunächst ein elastisches Pfadstück 4.1 von den Sammelschienen 1 weg und ist sodann an eine Platte 4.2 für obenliegende oder an eine Platte 4.3 für gegenüberliegende Elektroden 7 angeschlossen. Die Platten 4.3 für die gegenüberliegenden bzw. unterhalb der Ebene E liegenden Elektroden 7 führen durch Zwischenräume, die von den zugeführten parallel liegenden Längsdrähten LD gebildet werden. Um die erforderlichen Querschnitte zu erreichen, ist dieser Teil des Strompfades 4 eben als parallel zu den Längsdrähten LD liegende Platte 4.3 ausgebildet. Für die korrespondierenden Abschnitte des Strompfades 4 der obenliegenden Elektroden 7 sind erfindungsgemäß gleichermaßen parallel ausgerichtete Platten 4.2 vorgesehen.
Von da an geht der Strompfad 4 in Baugruppen 4.4 über, die jeweils eine bis mehrere, vorzugsweise drei Elektroden 7 auf jeder Seite aufweisen. Auch die Baugruppen 4.4 bilden Paare auf beiden Seiten der Gitterebene. Durch die Bündelung sind eine gleichmäßige Stromverteilung sowie ein mechanisch gleichbleibend steuerbarer Anpressdruck während des Schweißens erreicht, was eine hohe Qualität und Ausgeglichenheit der Schweißungen untereinander bewirkt .
Die Maße der Platten 4 .2 und 4 . 3 sind nach Vorgaben und Abwägungen hinsichtlich der Strom- und Spannungsgrößen, der Gleichmäßigkeit untereinander hinsichtlich des Schweißergebnisses und des Rasters der Längsdrähte LD (Abstand der Längs- drähte LD untereinander) ausgelegt . Die Maße können untereinander unterschiedlich oder zwischen den Gruppen der oberen und unteren Elektroden 7 unterschiedlich sein . Jedenfalls aber ist es vorteilhaft , diesen Teil des Kupferpfades in der Geometrie von Platten zu gestalten, deren Plattenebene längs zu den Achsen der Längsdrähte LD ausgerichtet ist , und die im Falle einer Gruppe von Elektroden 7 sich in den Zwischenräumen von Längsdrähten LD erstrecken .
Damit die Elektroden 7 auch die querliegenden Querdrähte QD erreichen, der Strompfad 4 hier aber räumlich nicht stört , sind die Elektroden 7 nicht mittig an einer Platte 4 . 2 , 4 . 3 , sondern im Wesentlichen über die Baugruppen 4 . 4 an einer Ecke angeordnet . Dadurch können sich die Platten 4 . 2 , 4 . 3 dort erstrecken, wo unverschweißte Längsdrähte LD zugeführt werden und die erforderlichen Zwischenräume noch vorhanden sind . Diese Zwischenräume werden anschließend von den eingeschossenen Querdrähten QD ausgefüllt und können nicht mehr genutzt werden .
Die Fig . 3 bis Fig . 5 und Fig . 3A bis 5A veranschaulichen das Beschriebene perspektivisch aus anderen Blickwinkeln und mit beispielhaften Längsdrähten LD und Querdrähten QD, die in der Ebene E liegen . Die Erfindung besteht also in der Kombination aus Mittel frequenzschweißtechnik mit der neuartig konzipierten Anordnung der beiden durchgehenden Sammelschienen 1 in Sandwichbauweise und der überlappenden elektrischen Energieeinbringung über die Trans formatoren 3 alles oberhalb oder unterhalb der Gitterherstellungsebene E .
Der weitere Strompfad 4 hin zu den Schweißknoten erfolgt auf diese Weise über den äußerst kompakten Kupferpfad mit wenigen Kontaktstellen, was eine Minimierung der Spannungsabfälle entlang des Strompfades 4 mit sich führt , wodurch eine möglichst verlustarme ( sowohl induktive als auch ohmsche ) und energieeffi ziente Schweißung gewährleistet wird . Des Weiteren ist der Platzbedarf des sekundären Sammelschienensystems im Vergleich zu anderen Schweißmaschinen gering, was auch einen geringeren Materialeinsatz (vor allem an Kupfer ) mit sich bringt .
Durch das erfindungsgemäße System ergeben sich im übrigen folgende Vorteile betref fs der Umstell zeiten einer Schweißanlage für Drahtgittermatten mit unterschiedlichen Teilungen und/oder unterschiedlichen Drahtdurchmessern . Durch die erfindungsgemäße Bauweise können die Umstell zeiten beim Produktwechsel geringgehalten werden, da die Elektroden 7 (bzw . die Baugruppen mit den Schweißstößeln) einfach in dem erforderlichen Bereich verschoben und neu positioniert werden können . Dies verringert auch die Anzahl der Umstellschritte , wodurch abermals ein Zeitgewinn entsteht . Es wurden drittens verschiedene Baugruppen 4 . 4 für die Schweißelektroden (bzw . Elektrodenhalter ) konzipiert , um einen Wechsel von Eigenschaften hintereinander produzierter Drahtgittermatten zu vereinfachen und zu verkür- zen . Über die Baugruppe 4 . 4 können ein oder mehrere Schweißpunkte mit nur einem Schweißstößel verschweißt werden . Dies wird durch die spezielle Bauweise und Energieeinbringung ermöglicht , bei der über die gesamte Schweißbreite die sekundäre Schweißspannung gleich gehalten wird . Dadurch wird eine gleichmäßige Stromaufteilung auf alle Schweißpunkte gewährleistet , was wiederum die Produktqualität steigert .
Durch die kompakte Bauweise und die erfindungsgemäße Schweißtechnologie ist zudem eine äußerste energieef fi ziente Schweißung möglich . Bei der Positionierung oberhalb der Gitterherstellungsebene , Ebene E, ist das System unempfindlicher bzw . nicht so zugänglich für Verschmutzung, und zwar besonders dann, wenn „oberhalb" in Schwerkraftrichtung gesehen heißt und es sich bei potentiellen Verschmutzungen um herabfallende Partikel j eder Art handelt .
Ein positiver Nebenef fekt liegt zusammen mit der Mittel frequenzschweißtechnologie darin, dass erfindungsgemäß die Anzahl der Trans formatoren 3 in einem gewissen Anzahlbereich variiert werden kann, wodurch die Schweißmaschine an die Kundenspezi fikationen perfekt anpassbar ist . Durch die gewählte Bauweise können die Positionen der Trans formatoren 3 in einem gewissen Raumbereich verschoben werden, wodurch ebenfalls die Schweißmaschine an die Kunden- und Produktanforderungen perfekt angepasst werden kann .
Ein Nachteil der Mittelf requenzschweißtechnologie ist z . T . eine Aufmagnetisierung der Teile . Durch die erfindungsgemäße Sandwichbauweise der Sammel schienen 1 wird die Aufmagnetisierung der potentiell magnetisierbaren Bauteile j edoch vorteilhafterweise geringgehalten . Bezugszeichenliste
1 Sammelschiene
2 Brücke 3 Transformator
4 Strompfad
4.1 elastisches Pfadstück
4.2 Platte für obenliegende Elektroden
4.3 Platte für gegenüberliegende Elektroden 4.4 Baugruppe
5 Isolator
7 Elektrode
E Ebene
LD Längsdraht QD Querdraht

Claims

9
Patentansprüche Schweißvorrichtung für Drahtgitter, welche sich in einer Ebene (E) mit einer vorbestimmten Breite erstrecken und Maschen aufweisen, wobei die Schweißvorrichtung eine Vielzahl von Elektroden (7) aufweist, die über Strompfade (4) mit Transformatoren (3) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen allen Strompfaden (4) und Transformatoren (3) zwei Sammelschienen (1) geschaltet sind, die sich auf einer Seite der Ebene (E) im wesentlichen über die Breite einer Drahtgittermatte erstrecken, wobei die Sammel schienen (1) mit einem dazwischenliegenden Isolator (5) zu einem Sandwich fest verbunden sind, und wobei sich von einer ersten Gruppe von Strompfaden (4) eine Vielzahl von Leitungen zu auf derselben Seite der Ebene
(E) befindlichen Elektroden (7) führen und von einer zweiten Gruppe von Strompfaden (4) eine Vielzahl von Leitungen zu auf der gegenüberliegenden Seite der Ebene (E) befindlichen Elektroden (7) führen. Schweißvorrichtung für Drahtgitter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sammelschienen (1) entlang ihrer Erstreckung alternierend angeordnete Brücken (2) aufweisen, die zwischen den Transformatoren (3) und den Sammelschienen (1) zur Energieeinbringung geschaltet sind. Schweißvorrichtung für Drahtgitter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungen zu den Elektroden (7) als längliche Platten (4.
2, 4.
3) ausgebildet sind, deren Ebene sich in Zwischenräumen parallel liegender Längsdrähte (LD) , die in der Schweißvorrichtung schweißbar sind, erstrecken.
4. Schweißvorrichtung für Drahtgitter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Transformatoren (3) Mittelfrequenztransformatoren sind.
5. Schweißvorrichtung für Drahtgitter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sammelschienen (1) über elastische Pfadstücke (4.1) mit den Platten (4.2, 4.3) verbunden sind und dass die Platten (4.2, 4.3) beweglich von und zur Gitterebene (E) antreibbar sind.
6. Schweißvorrichtung für Drahtgitter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden (7) in einer Vielzahl von Baugruppen (4.4) aus mindestens zwei gegenüberliegenden Elektroden (7) zusammengefasst sind, wobei jede Baugruppe (4.4) elektrisch mit einer Leitung verbunden ist.
7. Schweißvorrichtung für Drahtgitter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Baugruppe (4.4) aus einem bis mehreren, vorzugsweise drei Paaren von Elektroden (7) besteht .
8. Drahtgitterschweißmaschine mit einer Schweißvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7.
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