DE10160156C1

DE10160156C1 - Vorrichtung zum Entgasen von Laserschweißnähten

Info

Publication number: DE10160156C1
Application number: DE10160156A
Authority: DE
Inventors: Andreas Moeckel; Hans Stein; Horst Jucht
Original assignee: ThyssenKrupp Drauz Nothelfer GmbH; ThyssenKrupp Drauz Ingenieurbetrieb GmbH
Current assignee: ThyssenKrupp System Engineering GmbH
Priority date: 2001-12-07
Filing date: 2001-12-07
Publication date: 2003-01-23
Anticipated expiration: 2021-12-08

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Entgasen von Laserschweißnähten in Randbereichen beschichteter Bleche 2; 3. Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet ist die Herstellung von Kraftfahrzeugkarosserien. DOLLAR A Durch die Erfindung wird eine gattungsgemäße Vorrichtung geschaffen, bei der durch den kraftschlüssigen Kontakt der Spreizkörper 7; 11; 15 mit den Kanten der beschichteten Bleche 2; 3 und die Vorsprünge 10; 12; 16 der Mantelflächen der Spreizkörper 7; 11; 15 und die drehende und/oder oszillierende Bewegung der Spreizkörper 7; 11; 15 ein keilförmiger Spalt zwischen den Kanten der beschichteten Bleche 2; 3 mit Sicherheit gewährleistet ist. Die variable Gestaltung von Hubgröße und Geschwindigkeit der Spreizkörper 7; 11; 15 ermöglicht eine Anpassung an die Blechdicke und das Material der Bleche 2; 3.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Entgasen von Laserschweißnähten in Randbereichen beschichteter Bleche.

Es wurde bereits vorgeschlagen, zur Entgasung der Schweißnaht von gasförmigen Bestand teilen des Beschichtungswerkstoffes in der Ebene zwischen den beiden zu verschweißenden Blechen 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, wobei Schwierigkeiten beim Eindrücken der Schneide der Messerrolle zwischen die beiden zu verschweißenden Bleche entstehen können. Dieser Nachteil kann im automatischen Betrieb derartiger Schweißanlagen nicht toleriert werden. (DE 101 16 402.5 A1).

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Vorrichtung zum Entgasen von Laser schweißnähten in Randbereichen beschichteter Bleche zu schaffen, bei der die zum Stand der Technik aufgezeigten Probleme nicht bestehen und der automatische Betrieb solcher Schweiß anlagen störungsfrei erfolgen kann.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Die Merkmale der Patentansprüche 2 bis 8 sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Merkmale des Patentanspruches 1 und sind auf bevorzugte Anwendungsfälle gerichtet.

Durch den kraftschlüssigen Kontakt der Spreizkörper mit den Kanten der beschichteten Bleche und die Vorsprünge auf der Mantelfläche des Spreizkörpers sowie die vom beschichte ten Blech unabhängigen Bewegungen ist die Erzeugung eines keilförmigen Spaltes zwischen den Kanten der beschichteten Bleche mit Sicherheit gewährleistet. Durch die variable Gestaltung von Hubgröße und Geschwindigkeit der Spreizkörper ist eine gute Anpassung an die Blechdicken oder das Material der Bleche möglich.

In den Zeichnungen sind drei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen

Fig. 1 eine Vorrichtung, deren Spreizkörper mit umlaufenden Rillen versehen ist,

Fig. 2 eine Vorrichtung, deren Spreizkörper mit einem Spitzgewindegang versehen ist und

Fig. 3 eine Vorrichtung, deren Spreizkörper mit radial gerichteten Vorsprüngen versehen ist.

Auf einer feststehenden Auflage 1 sind zwei zu verschweißende, beidseitig beschichtete Bleche 2; 3 positioniert, so dass ihre zu verschweißenden Ränder ins Freie überstehen. Von oben drückt auf beide Bleche 2; 3 und die feststehende Auflage 1 eine drehbare Spannrolle 4, die mit der Schweißoptik verbunden ist und somit die Bewegungen des Laserschweißstrahles 5 auf einer parallelen Bahn zu ihm ausführt. Ebenfalls an der Schweißoptik ist ein Ausleger befestigt, an dessen freiem Ende die Vorrichtung zum Entgasen angebracht ist, die somit auch auf einer parallelen Bahn zur Bewegungsbahn des Lasersehweißstrahles 5 bewegt wird. In Fig. 1 ist am Ausleger ein nicht dargestellter Schwingungsantrieb angebracht, der in Hub größe und Frequenz verstellbare senkrechte Hübe erzeugt. Am Abtrieb des Schwingungs antriebes ist ein Gehäuse 6 befestigt, in dem senkrecht angeordnet ein Spreizkörper 7 um eine waagerechte Achse 8 schwenkbar ist. Gegen den Spreizkörper 7 drückt eine im Gehäuse 6 gelagerte Feder 9. Die Anordnung ist so gewählt, dass der Spreizkörper 7 mittig mit den freien Enden der zu verschweißenden Bleche 2; 3 in Eingriff ist. Der Spreizkörper 7 ist auf seiner Mantelfläche mit umlaufenden Rillen 10 versehen, deren Querschnitte einem Spitzgewinde gang entsprechen. Die Rillen 10 können auch bei bestimmtem Blechmaterial im Querschnitt wie ein Rundgewindegang ausgebildet sein. Durch den kraftschlüssigen Andruck der Rillen 10 an die freien Enden der zu verschweißenden Bleche 2; 3 und die hin- und hergehenden Hub bewegungen werden die Blechenden voneinander um kleine Wege entfernt. Der dadurch unmittelbar neben der Schweißstelle gebildete keilförmige Spalt ermöglicht ein druckloses Entweichen des durch den Schweißvorgang in einen gasförmigen Zustand versetzten Beschichtungsmaterials.

In Fig. 2 ist am Ausleger das Gehäuse 6 unmittelbar angebracht. Im Gehäuse 6 ist ein senkrecht angeordneter Spreizkörper 11 um eine waagerechte Achse 8 schwenkbar gelagert. Gegen den Spreizkörper 11 drückt eine im Gehäuse 6 gelagerte Feder 9. Der Spreizkörper 11 ist drehbar gelagert und an seinem unteren Ende mit einem nicht dargestellten Drehantrieb verbunden. Die Rillen 10 des Spreizkörpers 11 sind als Gewindeschraube 12 ausgebildet, deren Gangprofil spitz oder rund ist. Die Anordnung des Spreizkörpers 11 ist so gewählt, dass er mittig mit den freien Enden der zu verschweißenden Bleche 2; 3 in Eingriff ist. Durch den regelbaren Dreh antrieb heben die Gewindegänge 12 des Spreizkörpers 11 fortwährend das eine oder das andere Blechende ein wenig an und schaffen dadurch einen keilförmigen Spalt zwischen den Blechenden zum drucklosen Entweichen des gasförmigen Beschichtungswerkstoffes. In Fig. 3 ist im Gehäuse 6 um eine waagerechte Achse 8 eine Gabel 13 schwenkbar gelagert. Gegen die Gabel 13 drückt eine im Gehäuse 6 gelagerte Feder 9. In den freien Enden der Gabel 13 ist eine waagerechte Achse 14 gelagert, auf der ein Spreizkörper 15 befestigt ist. Die Achse 14 wird durch einen nicht dargestellten Drehantrieb verdreht. Der Spreizkörper 15 ist auf seiner Mantelfläche mit parallel zu seiner Achse 14 verlaufenden radial gerichteten Vorsprüngen 16 versehen. Die Vorsprünge 16 sind - im Querschnitt gesehen - spitz oder rechteckig oder rund ausgebildet. Durch ihren kraftschlüssigen Andruck an die Blechenden und die Drehbewegung wird das eine oder das andere Blechende um einen kleinen Weg mitgenommen und so ein keilförmiger Spalt zwischen den Blechenden erzeugt, durch den das gasförmige Beschichtungsmaterial drucklos entweichen kann. Die Variante nach Fig. 3 ist für besonders weiche Bleche von Vorteil, weil damit längere Eingriffsflächen realisierbar sind. Es liegt im Rahmen der Erfindung, den Drehbewegungen oszillierende Bewegungen, und umgekehrt, zu überlagern, um häufiger und größere Spaltöffnungen zu erreichen. Als Beschichtungswerkstoffe sind derzeit Zink, Kunststoff, Farben oder Lacke üblich.

Bezugszeichenliste

1

Auflage

2

Blech

3

Blech

4

Spannrolle

5

Laserschweißstrahl

6

Gehäuse

7

Spreizkörper

8

Achse

9

Feder

10

Rillen

11

Spreizkörper

12

Gewindeschraube

13

Gabel

14

Achse

15

Spreizkörper

16

Vorsprünge

Claims

1. Vorrichtung zum Entgasen von Laserschweißnähten in Randbereichen beschichteter Bleche, dadurch gekennzeichnet, dass dreh- und/oder axial verschiebbare Spreizkörper (7; 11; 15), die auf ihrem Umfang mit verschieden geformten Vorsprüngen, Nocken, Rillen oder Schraubengängen (10; 12; 16) versehen sind, mit der Schweißoptik des Laserschweißgerätes verfahrbar und nahe der Schweißstelle mit den Kanten der beschichteten Bleche (2; 3) kraftschlüssig in Eingriff bringbar sind.

2. Vorrichtung zum Entgasen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Spreizkörper (7) mit umlaufenden oder kreuzweise umlaufenden Rillen (10) versehen ist und ohne Drehantrieb axial oszillierend bewegbar sind.

3. Vorrichtung zum Entgasen nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rillen (10) im Querschnitt wie ein Spitzgewindegang ausgebildet sind.

4. Vorrichtung zum Entgasen nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rillen (10) im Querschnitt wie ein Rundgewindegang ausgebildet sind.

5. Vorrichtung zum Entgasen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Spreizkörper (11) als Gewindeschraube (12) ausgebildet ist und axial feststehend mit einem Drehantrieb versehen ist.

6. Vorrichtung zum Entgasen nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Profil der Gewindegänge spitz oder rund ist.

7. Vorrichtung zum Entgasen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Spreizkörper (15) auf seinem Umfang mit parallel zu seiner Achse (14) verlaufenden radial gerichteten Vorsprüngen (16) versehen und um seine Achse (14) drehbar ist, wobei seine Achse (14) etwa parallel zu den Kanten der beschichteten Bleche (2; 3) angeordnet ist.

8. Vorrichtung zum Entgasen nach Anspruch 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (16) des Spreizkörpers (15) im Querschnitt gesehen spitz oder rechteckig oder rund ausgebildet sind.