DE10159459A1

DE10159459A1 - Pressing device used for welding two or more metal sheets together comprises a conical sleeve arranged on a welding lens of a welding beam and freely rotating about an axis which is inclined about an angle to the axis of the welding beam

Info

Publication number: DE10159459A1
Application number: DE10159459A
Authority: DE
Inventors: Andreas Moeckel; Joerg Rohland
Original assignee: Krupp Drauz Ingenieurbetrieb GmbH
Current assignee: ThyssenKrupp System Engineering GmbH
Priority date: 2001-04-02
Filing date: 2001-12-04
Publication date: 2003-06-12
Anticipated expiration: 2021-12-05
Also published as: DE10159459B4

Abstract

Pressing device comprises a conical sleeve (6) arranged on a welding lens (2) of a welding beam (9) and freely rotating about an axis (7) which is inclined about an angle to the axis (8) of the welding beam. The axis of the welding beam exits close to the inner casing surface of the sleeve. The free front side of the cone of the casing lies on one point close to the welding beam on the flange of the workpiece to be welded. Preferred Features: The free front side of the cone of the casing is crowned. A feed line for protective gas opens into the casing.

Description

Die Erfindung betrifft eine mitlaufende Andrückvorrichtung zum Aufeinanderspannen zweier oder mehrerer Bleche mit flanschähnlichen Querschnitten für das Verschweißen mittels Hochenergie-Schweißstrahl nach Patentanmeldung 101 16 402.5. The invention relates to a moving pressure device for clamping two or several sheets with flange-like cross-sections for welding by High energy welding beam according to patent application 101 16 402.5.

In der Hauptanmeldung wurde vorgeschlagen, zur Entgasung der Schweißnaht von den gasförmigen Bestandteilen des Beschichtungswerkstoffes in der Ebene zwischen den beiden Flanschen der zu verschweißenden Bleche eine Schneide einer umlaufenden Messerrolle einzudrücken. Dadurch wird im Schweißbereich eine keilförmige Öffnung erzeugt, durch die die gasförmigen Bestandteile des Beschichtungswerkstoffes entweichen können. Diese Lösung eignet sich aus Platzgründen nur für das Verschweißen zweier Bleche, da eine weitere Messerrolle für das Verschweißen dreier Bleche im Schweißbereich nicht anordenbar ist (DE 101 16 402.5 A1). In the main application it was proposed to degas the weld from the gaseous constituents of the coating material in the plane between the two Flanges of the sheets to be welded are a cutting edge of a rotating knife roller depress. This creates a wedge-shaped opening in the welding area through which the gaseous components of the coating material can escape. This solution For space reasons, it is only suitable for welding two sheets, as there is one more Knife roller for welding three sheets in the welding area can not be arranged (DE 101 16 402.5 A1).

Es ist Aufgabe der Erfindung, die Lösung der Hauptpatentanmeldung dahingehend zu verbessern, dass auch mehr als zwei beschichtete Bleche verschweißt werden können und dabei die Entgasung von beim Schweißen entstehenden gasförmigen Bestandteilen des Beschichtungswerkstoffes zwischen allen verschweißten Blechen gewährleistet ist. It is an object of the invention to provide the solution to the main patent application improve that more than two coated sheets can be welded and the degassing of gaseous components of the welding Coating material between all welded sheets is guaranteed.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Die Merkmale der Unteransprüche 2 bis 5 sind vorteilhafte Ausgestaltungen. According to the invention the object is achieved by the features of patent claim 1. The Features of subclaims 2 to 5 are advantageous configurations.

Durch die Anordnung zweier Schneiden auf einem Werkzeugträger ist der Platzbedarf für die vollständige Vorrichtung genau so groß, wie bei der Anordnung nur einer Schneide gemäß der Hauptpatentanmeldung 101 16 402.5. Damit sind die gleichen räumlichen Anwendungsmöglichkeiten gegeben. Es besteht jedoch der Vorteil, die Entgasung der Schweißnaht auch bei drei zu verschweißenden Blechflanschen durchführen zu können. Die Anordnung zweier Schneiden auf einer drehbaren Messerrolle oder als feststehende Schneiden auf einem Schneidenträger ist alternativ entsprechend der Form der zu verschweißenden Bleche. Die feststehenden Schneiden sind für Formen mit kleinen Radien oder Ecken zu bevorzugen. Due to the arrangement of two cutting edges on a tool carrier, the space required for the complete device exactly as large as in the arrangement of only one cutting edge according to the Main patent application 101 16 402.5. So that are the same spatial Possible applications. However, there is also the advantage of degassing the weld to be able to perform with three sheet metal flanges to be welded. The arrangement of two Cutting on a rotating knife roller or as a fixed cutting on one The knife carrier is alternatively in accordance with the shape of the sheets to be welded. The Fixed cutting edges are preferred for shapes with small radii or corners.

Die Erfindung ist an zwei Ausführungsbeispielen erläutert. The invention is explained using two exemplary embodiments.

In den Zeichnungen zeigen Show in the drawings

Fig. 1 eine Vorrichtung mit drehbarer Messerrolle und Fig. 1 shows a device with a rotating knife roller and

Fig. 2 eine Vorrichtung mit feststehendem Messerträger. Fig. 2 shows a device with a fixed knife holder.

Es sind die Flansche dreier Bleche 1; 2; 3 zu verschweißen (Fig. 1). Auf die Oberfläche des oberen und des unteren Flansches drücken an der Schweißoptik 4 des Schweißgerätes gelagerte Hülsen 5; 6 und spannen dadurch die Flansche der drei zu verschweißenden Bleche 1; 2; 3 an der durch den Laserstrahl 7 gebildeten Schweißstelle zusammen. An einer an der Schweißoptik 4 befestigten Platte 8 ist ein Ausleger 9 angebracht, an dessen freiem Ende ein Hebel 10 federnd angelenkt ist, dessen freies Ende gabelförmig ausgebildet ist und in Richtung auf die freien Flanschenden der zu verschweißenden 1; 2; 3 Bleche zeigt. In der Gabel 11 des Hebels 10 ist eine Messerrolle 12 auf einem Bolzen 13 frei drehbar gelagert. Auf der Mantelfläche der Messerrolle 12 sind zwei parallel zueinander umlaufende keilförmige Schneiden 14; 15 angeordnet, deren Spitzen zueinander etwa den Abstand der Stärke des mittleren Bleches 2 haben. Die Einstellung erfolgt derart, dass die Spitzen der Schneiden 14; 15 auf die Fugen zwischen den Flanschen der drei Bleche 1; 2; 3 gerichtet sind. They are the flanges of three sheets 1 ; 2 ; 3 to weld ( Fig. 1). On the surface of the upper and lower flange, sleeves 5 supported on the welding optics 4 of the welding device; 6 and thereby tension the flanges of the three sheets 1 to be welded; 2 ; 3 together at the welding point formed by the laser beam 7 . On a plate 8 fastened to the welding optics 4 , a bracket 9 is attached, at the free end of which a lever 10 is resiliently articulated, the free end of which is fork-shaped and in the direction of the free flange ends of the 1 to be welded; 2 ; 3 sheets shows. In the fork 11 of the lever 10 , a knife roller 12 is freely rotatably mounted on a bolt 13 . On the lateral surface of the knife roller 12 are two wedge-shaped cutting edges 14 running parallel to one another; 15 arranged, the tips of which have approximately the distance between the thickness of the middle plate 2 . The setting is such that the tips of the cutting edges 14 ; 15 on the joints between the flanges of the three sheets 1 ; 2 ; 3 are directed.

An Stelle der Messerrolle 12 ist an gleicher Stelle der Vorrichtung nach Fig. 2 ein Schneidenträger 16 in eine Aufnahme 17 aufgenommen und dort mittels einer Spannschraube 18 klemmbar. Der Schneidenträger 16 zeigt in Richtung auf die Flanschenden der zu verschweißenden Bleche 1; 2; 3. An dieser Stirnseite sind zwei Schneiden 19; 20 angeordnet, die keilförmig ausgebildet sind, geradlinig und parallel zueinander verlaufen und deren Spitzen zueinander etwa den Abstand der Stärke des mittleren Bleches 2 haben. Die Einstellung erfolgt ebenfalls so, dass die Spitzen der Schneiden 19 : 20 auf die Fugen zwischen den Flanschen der drei Bleche 1; 2; 3 gerichtet sind. Die Stirnseiten der Schneiden 19; 20 sind stark abgerundet, um ein Verhaken in der Blechoberfläche zu vermeiden. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, den eingeschlossenen Schneidenwinkel zwischen 5 und 15 Grad auszuführen. Instead of the knife roller 12 , a cutter holder 16 is accommodated in a receptacle 17 at the same location of the device according to FIG. 2 and can be clamped there by means of a clamping screw 18 . The cutter holder 16 points in the direction of the flange ends of the sheets 1 to be welded; 2 ; 3rd On this end face are two cutting edges 19 ; 20 arranged, which are wedge-shaped, rectilinear and parallel to each other and the tips of which are approximately the distance between the thickness of the middle plate 2 . The setting is also made so that the tips of the cutting edges 19:20 on the joints between the flanges of the three sheets 1 ; 2 ; 3 are directed. The end faces of the cutting edges 19 ; 20 are strongly rounded to avoid getting caught in the sheet metal surface. It has proven to be advantageous to make the included cutting edge angle between 5 and 15 degrees.

Vor Beginn des Schweißvorganges werden die Flansche der drei Bleche 1; 2; 3 durch die Hülsen 5; 6 gespannt. Danach werden die Schneiden der Messerrolle 12 oder des Schneidenträgers 16 in die Fugen der Flansche gedrückt und dadurch zwischen allen Flanschen keilförmige Öffnungen erzeugt. Durch diese Öffnungen treten die beim Schweißvorgang gasförmig verdampften Beschichtungswerkstoffe drucklos aus. Dadurch werden homogene Schweißnähte erzielt. Durch die Verbindung der Hülsen 5; 6 und der Vorrichtungen für die Messerrolle 12 oder den Schneidenträger 16 mit der Schweißoptik 4 werden auch diese parallel zu der programmierten Bewegungsbahn des Schweißstrahles 7 geführt. Bezugszeichenliste 1 Blech
2 Blech
3 Blech
4 Schweißoptik
5 Hülse
6 Hülse
7 Laserstrahl
8 Platte
9 Ausleger
10 Hebel
11 Gabel
12 Messerrolle
13 Bolzen
14 Schneiden
15 Schneiden
16 Schneidenträger
17 Aufnahme
18 Spannschraube
19 Schneide
20 Schneide
Before the welding process begins, the flanges of the three sheets 1 ; 2 ; 3 through the sleeves 5 ; 6 excited. Then the cutting edges of the knife roller 12 or the cutting edge support 16 are pressed into the joints of the flanges and thereby wedge-shaped openings are created between all the flanges. The coating materials vaporized in gaseous form during the welding process emerge without pressure through these openings. This results in homogeneous weld seams. By connecting the sleeves 5 ; 6 and the devices for the knife roller 12 or the cutter holder 16 with the welding optics 4 , these are also guided parallel to the programmed movement path of the welding beam 7 . LIST OF REFERENCE NUMERALS 1 Sheet
2 sheet
3 sheet
4 welding optics
5 sleeve
6 sleeve
7 laser beam
8 plate
9 outriggers
10 levers
11 fork
12 knife roll
13 bolts
14 cutting
15 cutting
16 knife carriers
17 recording
18 clamping screw
19 cutting edge
20 cutting edge

Claims

1. Mitlaufende Andrückvorrichtung zum Aufeinanderspannen mehrerer Bleche mit flanschähnlichen Querschnitten für das Verschweißen mittels Hochenergie-Schweißstrahl nach Patentanmeldung 101 16 402.5, dadurch gekennzeichnet, dass bei mehreren Blechen (1; 2; 3) mit flanschähnlichen Querschnitten, deren freie Enden annähernd gleich lang sind und zwei mit dem Abstand der mittleren Blechstärke (2) angeordnete Schneiden (14; 15; 19; 20) mit dem Schweißstrahl (7) mitgeführt werden und gleichzeitig zwischen die freien Enden der Bleche (1; 2; 3) eindrückbar sind. 1.Current pressing device for clamping together several sheets with flange-like cross sections for welding by means of a high-energy welding beam according to patent application 101 16 402.5, characterized in that in the case of several sheets ( 1 ; 2 ; 3 ) with flange-like cross sections, the free ends of which are approximately the same length and two cutting edges ( 14 ; 15 ; 19 ; 20 ) arranged at a distance from the mean sheet thickness ( 2 ) are carried along with the welding jet ( 7 ) and can simultaneously be pressed in between the free ends of the sheets ( 1 ; 2 ; 3 ).

2. Mitlaufende Andrückvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Schneiden als in einer Lagergabel (11) frei drehbar gelagerte Messerrolle (12) ausgebildet sind, die auf ihrer Mantelfläche mit zwei parallel zueinander umlaufenden keilförmigen Schneiden (14; 15) versehen ist, deren Spitzen zueinander etwa den Abstand der Stärke des mittleren Bleches (2) haben. 2. Traveling pressing device according to claim 1, characterized in that the two cutting edges are designed as a freely rotatable knife roller ( 12 ) mounted in a bearing fork ( 11 ), which is provided on its outer surface with two parallel wedge-shaped cutting edges ( 14 ; 15 ) , the tips of which have about the distance between the thickness of the middle plate ( 2 ).

3. Mitlaufende Andrückvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Schneiden als in einer federnd am Ausleger (9) gelagerten Aufnahme (17) klemmbar Schneidenträger (16) ausgebildet sind, dessen Schneiden (19; 20) keilförmig geformt sind, geradlinig und parallel zueinander verlaufen und deren Spitzen zueinander etwa den Abstand der Stärke des mittleren Bleches (2) haben. 3. The movable pressing device as claimed in claim 1, characterized in that the two cutting edges are formed as in a spring-mounted on the boom (9) receiving (17) clampable blade carrier (16) whose cutting edges (19; 20) are formed wedge-shaped, straight line and run parallel to each other and their tips are approximately at the same distance from each other as the thickness of the middle plate ( 2 ).

4. Mitlaufende Andrückvorrichtung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneiden (19; 20) an ihren Stirnseiten abgerundet sind. 4. Traveling pressure device according to claim 1 and 3, characterized in that the cutting edges ( 19 ; 20 ) are rounded on their end faces.

5. Mitlaufende Andrückvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der eingeschlossene Schneidenwinkel 5 bis 15 Grad beträgt. 5. moving pressure device according to claims 1 to 4, characterized, that the included cutting edge angle is 5 to 15 degrees.