DE1822196U

DE1822196U - Schweissmaschine zum automatischen schweissen mindestens teilweise krummlinig verlaufender naehte.

Info

Publication number: DE1822196U
Application number: DE1960S0035161
Authority: DE
Original assignee: Soudronic AG
Current assignee: Soudronic AG
Priority date: 1960-09-02
Filing date: 1960-09-02
Publication date: 1960-11-24

Description

betreffend

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Schweissmaschine zum automatischen Schweissen mindestens teilweise krummlinig verlaufender Nähte.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schweissmaschine zum automatischen Schweissen mindestens teilweise Krummlinig verlaufender Nähte, insbesondere Schweissmaschinen zum Konturnahtschweissen von Blechradiatoren.

Es sind schon Maschinen zum Schweissen von Konturnähten von Blechradiatoren konstruiert worden. Diese sind aber nicht automatisch, da die Ecken der Blechradiatoren von Hand geführt werden müssen. Es sind automatische Maschinen gebaut worden, welche jedoch infolge unzweckmässiger Konstruktion

und mangelhafter Steuerung sich in der Praxis nicht bewährten.

C) C>

Auch war die Arbeitsgeschwindigkeit viel zu Klein und die

Schweissqualität ungenügend.

C>

Die vorliegende Erfindung bezweckt die Herstellung

C>

einer Schweissmaschine, welche erlaubt nichtgeradlinige Schweissnähte, insbesondere Konturnähte an Blechradiatoren, herzustellen. Die erfindungsgemässe Schweissmaschine ist

gekennzeichnet durch eine Steuervorrichtung zum Steuern

>C>

der Bewegung des Werkstückes welche Steuervorrichtung einen Pantographenteil mit einer Schablone aufweist, deren Steuerkurve durch eine Folge von Zähnen geoildet ist, ferner gekennzeichnet durch ein mit diesen Zähnen kämmendes Ritzel mit einstellbarer, Konstanter Drehzahl und, zwecks Veränderung

derSchweissgeschwinaigKeit für krummlinig verlaufende

Schweissnähte, durch ein vorbestimmtes Verhältnis von Schweiß-

nahtkrümmung und Zahnstangenkrümmungj welches kleiner als

C>

Eins ist, sowie durch Steuermittel, das Schweissprogramm

ganz oder teilweise jeweils entsprechend der Sehweissge-

CD

schwindigkeit zu verändern.

Die Erfindung wird anschliessena anhand eines Ausführungsbeispieles beschrieben.
Es zeigt : Fig. 1 : eine perspektivische Darstellung einer Schweissmaschine von vorne, Fig. 2 : eine Seitenansicht der Maschine nach

Fig. 1 teilweise im Schnitr mit Kegge-

t. D C>

lassenen Teilen,

Fig. 3 : eine Vorderansicht der Maschine nach Fig. l

mit weggekrochenen und geschnittenen Teilen

Fig. 4 : einen Ausschnitt der Maschine nach Fig. 1

in Draufsicht, Fig. 5 : eine Einzelheit der Maschine in Ansicht.

Die in den Figuren 1-5 dargestellte, automatische

C>

Schweissmaschne dient dem senweissen von Konturnähten von Blechradiatoren.
Die Schweissmaschine besitzt den eigentlichen Schweissteil 1, einen elektronischen Steuerteil 2, welcher die Punktfrequenz und dan Schweiß-Strom gemäss vorwählbarem Programm steuert, sowie einen Antriebsteil 3 im der Schweissmaschine und eine Steuervorrichtugn 5, welche erlaubt, eine Schweißnaht vorbestimmter Kontur automatisch auszuführen.
Am Schweissteil l befinden sich zwei Scnweissrollen 6

und 7, die in Rollenköpfen 8 und 9 drehbar gelagert sind.

drehbar gelagec sind.
Die beiden Schweissrollen 6 und 7 bilden die beiden Elektroden der Schweissmaschine. Die Rolle 7 im Rollenkopf 9 ist in der Maschine pneumatisch heb-und senkbar angeordnet, während die untere Rolle 6 drehbar aber fest gelagert ist.
Am elektronischen Steuerteil 2, auf den in der Folge

nicht weiter eingegangen wird, befinden sich Knöpfe 10,

C>

welche zum Vorwählen eines Programmes dienen, d.h. z.B. der Schweiss-Stromstärke und Schweisspunktfolge. Der mechanische Antriebteil 3 bestizt ein Vorschubgetriebe 11,

das über eine Kardanwelle 12 mit einem Kegelgetriebe 13

C>

verbunden ist. Auf dessen Ausgangsseite sitzt ein Ritzel 14.
Das Vorschubgetriebe 11 kann stufenlos einstellbar sein.

Einer gewissen Einstellung entspricht eine entsprechende, korn-

C>

stante Drehzahl des Rizels 14. Dieses Ritzel 14 des Antriebsteils 3 kämmt mit Zähnen 15 von Zahnstangen 16-19, welche

durch vier Zahnkreissegmente von je 90° zu einem geschlossenen

CD

Zahnviereck verbunden sind und die Steuerkurve der Schablone darstellen. Dieses Zahnviereck (Seiten 17a und l8a) ist an einer Schablonenplatte 20 befestigt, wie dies aus Fig. 1 ersichtlich ist. Auf der Platte 20 sind vier einzelne Steuerleisten 21-24 angebracht. In der Mitte cer Platte 20 ist ein Zapfen 25 mit dieser verbunden, an dessen obern Ende mittels eines Bolzens 26 ein Tisch 27 befestigt ist.
Der Tisch 27 trägt zwei Zentrierzapfen 28 und 29. Der Zapfen 25 lagert in einer Büchse 30, die mittels zweier Arme 31 und 32 mit einer zweiten Büchse 33 verbunden ist, die ihrerseits

auf zwei Kegellagern 34 und 35 drehbar ruht. Ein Träger 36

C>

dieser Kegellager 34,35 ist seinerseits mit einem im Rahmen

CD

der Schweissmaschine drehbar gelagerten Rahmen 37 verbunden.
Die Platte 20, der Tisch 27, der Zapfen 25, die Büchse 30 mit den Armen 31 und 32, der zweiten Büchse 33, der Träger 36

mit den Kegellagern 34 und 35 und aer Rahmen 37 bilden ein

C>

Pantographensystem.
Auf der dem Antriebsritzel 14 gegenüberliegenden Seite des Zahnkranzes befindet sich als Gegenlager eine drehbare Rolle 38 auf einem Zapfen 39 des Kegelgetriebes sowie ein Auflager 43a.
Auf der Unterseite besitzt der Zahnkranz einen Auflaufnocken 40, welcher zum Betätigen eines Schalters 41 dient.
Dieser Endschalter 41 schaltet den Schweiss-Stros, sowie den Vorschub aus, d. h. das Ritzel 14, bzw. den Motor des Vorschubgetriebes 11.
Neben dem Kegelgetriebe 13 ist an einem Arm 42 des Maschinenrahmens schwenkbar ein Kipphebel 43 angeordnet, dessen einer Arm unter dem Druck einer Feder 44 steht und

dessen anderer Arm an einem Kleinschalter 45 anliegt. Am

CD

abgefederten Hebelarm liegt der Kipphebel 43 an der Steuerleiste 21, welche ihn am Schwenken im Uhrzeigersinn (Fig. 4) und am Betätigen des Kleinschalters 45 hindert, an.
Wie in Fig. 5 ersichtlich, ist am Unterarmsupport ein

um einen Zapfen 46 schwenkbarer Arm 47 befestigt, an dessen

CD

anderem Ende 48 eine Rolle 49 drehbar gelagert ist. Die Rolle 49 läuft auf der Innenseite der Steuerleiste 21. Als

Gegenlager dient ein als Gleitlager ausgebildetes Plättcnen

CD CD

50, welches an einem Kipphebel 51 befestigt ist. Der Hebel 51 und der Arm 47 sind mittels einer Zugfeder 52 miteinander verbunden.
Der mit der Schweissrolle 7 versehene, pneumatisch heb-und senkbare Teil besitzt eine Steuerschiene 53, welche mittels einer Flügelschraube 54 an diesem Teil in der

Höhe verstellbar befestigt ist. Das obere Ende 55 ser

Steuerschiene dient der Betätigung eines Schalters 56, während eine Schulter 57 des heb-und senkbaren Teils einen weiteren Schalter 58 schaltet.
Im Maschinenrahmen befindet sich ferner ein Starterknopf 59. Eine gleichbleibende Schweissnaht wird durch die konstant bleibende Breite der Schweißrollen 6 und 7

erreicht, welche durch mittels Federn (nicht dargestellt)

C>

angepresste Fräserrollen 60 fortlaufend auf konstante Breite

nachgearbeitet werden. Die Fräserrollen 60 werden durch

CD

die Schweissrollen 6,7 angetrieben.

Die Schweissmascnine arbeitet folgendermassen : Zwei gleiche Blechteile 70 und 71, welche zu einem Radiatorenelement zusammenzuschweissen sind, werden in der in Fig. 1 ersichtlichen Lage aufeinandergelegt und auf die beiden Zentrierzapfen 28 und 29 gesteckt. Am elektronischen Steuerteil 2 sind mittels den Knöpfen 10, die für die Schweis

sung dieser Radiatorenelemente nötigen Scheissdaten einge-

C. > CD

stellt. Auch der von Hand verstellbare Variator des Vorschubgetriebes 11 befindet sich in einer der gewünschten

Schweissgeschwindigkeit entsprechenden Lage.

Durch Drücken des Starterknopfes 59 wird die Maschine

in Betrieb gesetzt. Der Rollenkopf 9 mit der Schweissrolle 7 wird pneumatisch abgesenkt, bis die Rolle 7 das Werkstück 70,71 mit dem vorbestimmten Schweissdruck auf die untere, feste Schweissrolle 6 presst. Bei Errichung dieser Rollenlage wird über einen Lifferentialdruckschalter (nicht dar-

gestellt) der Motor des Vorschlbgetriebes 11 in Drehung

(Z> CD

versetzt und damit das Ritzel 14. In Fig. 1 ist die Aus-

C>

gangslage des Pantographen dargestellt. Durch die Drehung

b CD C>

desRitzels 14, welches mit der Zahnstange 16 kämmt,

wird die Schablonenplatte 20 mit dem Zapfen 25 und dem Tisch 27, auf welchem in beschriebener Weise das zusammenzuschweissende Radiatorenelement 70,71 liegt, gradlinig nach rechts

(Fig. 1) bewegt. Gleichzeitig werden die stromführenden

CD

Rollen 6 und 7 durch das sich bewegende Schweissgut 70,71

angetrieben. Während cieser gradlinigen Bewegung liegt der

CD C>

Kipphebel 43 an der Steuerleiste 21 an, und der Kleinschalter 45 befindet sich in seiner Oeffnungslage. Dieser Kipphebel 43 dient, wie anschliessend beschrieben wird, der Umsteuerung des Schweißprogrammes.

Die zwangsläufige Gradführung der Platte 20 und mithin des Tisches 27 mit dem Radiatorenelement 70,71 wird durch

die Rolle 38 am Kasten des Kegelgetriebes 13, sowie durch das

C> C)

Auflager 43a sichergestellt.
Die Steuerleisten 21-24 besitzen zusätzlich die Funktion von Führungsleisten, an welchen wechselweise in im

folp CL

folgenden beschriebener Weise die, Rolle 49 und das Plättchen 50

des um einen Zapfen 51a schwenkbaren Kipphebels 51 anliegen. Dieses Führungssystem kann mittels einer Stellschraube (nicht

dargestellt) verschwenkt werden. Es ist daher möglich, die

CD

Bewegung des Radiatorenelementes 70, 71 gegenüber der durch

die beiden Stirnflächen der Rollen 6 und 7 gelegten auf

c3

ihren Drehachsen senkrecht stehenden Ebene, der Schweissebene, unter einem vorbestimmten Winkel zu bewegen. Es hat sich diese Einstellung als nötig erwiesen, da bei absolut paralleler Führung der Radiatorenelementlängsachse zur Schweißebene die Schweissnaht nach aussen abläuft. Mittels der erwähnten Stellschraube kann das Führungssystem derart geschwenkt werden, dass die Schweissrollen 6 und 7 aie Tendenz haben in das Radiatorenelement 70, 71 hineinzulaufen. Damit wird ein Auslaufen der Schweissnaht verhindert.

Wenn die Platte 20 sich annähernd in ihrer einen Endstellung befindet, (ganz rechts in Fig. 1), unmittelbar

vor dem Uebergang der Zahnstange 16 in das Zahnkreissegment

iz> C>

16a, läuft das Ende der Steuerleiste 21 vom AUflager 43a ab und der Kipphebel 43 schnappt unter dem Druck der Feder 44 im Uhrzeigersinn (Fig. 4) in seine andere Endlage, wobei er den Kleinschalter 45 betätigt. Dieser steuert das Schweissprogramm, d. h. Schweiss-Stromstärke und Punktfrequenz, entsprechend einer verringerten Vorschubgeschwindigkeit des

Radiatorenelementes 70, 71 während dessen Drehbewegung, um.

C>

Die Herstellung der Schweissnaht in den Ecken des Radiatoren-

elements muss infolge der auftretenden Massenkräfte mit einer

Geschwindigkeit durchgeführt werden, welche geringer ist, als die

CD

Geschwindigkeit auf den geraden Strecken. Sie kann z. B. un-

C>

gefähr 40 % davon betragen. Diese Geschwindigkeitsreduktion wird unter Beibehaltung der Drehzahl des Ritzels 14 zwangs-

läufig dadurch erreicht, dass der Krümmungsradius der Zahl-

CD e)

kreissegmente lGa-l9a größer gewählt wird, als der Krümmung-

radius der Schweissnaht, also z. B. 2, 5 mal grösser.

CD

Das hintere Ende der Steuerleiste 21 geht am Kipp-

CD

schalter 43 vorbei, wenn das Ritzel 14 mit dem Zahnkreissegment

l6ain Eingriff gelangt. Infolge der verringerten Schweiss-

CD 4 : ,

vorschubgeschwindigkeit muss das Schweissprogramm (Stromstärke und Punktfrequenz) geändert werden, da sonst eine Ueberhitzung der Naht entsteht. Diese Umstellung wird durch die Betätigung des Schalters 45 gesteuert. Im Moment, in

welchem das Ritzel vom Zahnsegment 16a auf die Zahnstange 17

C>

übergeht, läuft die Führungsleiste 22 auf den Kippschalter 43

s-KxKxxxx auf und wird entgegen dem Druck der Feder 44

. lg=xi C> rD

in seine in Fig. 4 ersichtliche Lage zurückgeschwenktj wobei

C>

er den Schalter 45 entlastet, welcher das Schweissprogramm entsprechend der hoher, gradlinigen Schweissgeschwindigkeit wieder auf seine höhern Werte zurückschaltet.

Dieses Spiel wiederholt sich bei den drei andern Ecken.
In der letzten Phase kämmt das Ritzel 14 wieder mit der Zahnstange 16 und der Kipphebel 43 liegt an der Steuerleiste 21 an. Sobald nun der Auflaufnocken 40 auf den Endschalter 41 aufläuft, betätigt er diesen. Der Schweiss-Strom wird utnerbrochen und der Vorschub ausgeschaltet, d. h. der Motor

des Vorschubgetriebes 11 JNird stromlos. Gleichzeitig er-

folgt die Umsteuerung des pneumatischen Antriebssystems

und der obere Teil mit der Scheissrolle 7 wird angehoben.

C>

Das Radiatorenelement ist fertig geschweisst und es kann von den Zentrierzapfen 28 und 29 abgehoben werden.
Um an den Endstellen der Schweissnaht ein Dichthalten des Elementes absolut sicherzustellen, müssen sich diese Nahtteile überlappen. Die Ueberlappung wird dadurch erreicht, dass während des pneumatischen Anhebens des oberen Teiles mit der Schweissrolle 7 der Antriebsmotor des Vorschubgetriebes 11 umgesteuert wird, sodass das Ritzel 14 die

Platte 20 nach linKs (Fig. 1) bewegt. Die Umsteuerung

CD CD

erfolgt durch die Steuerschiene 53 welche den Schalter 56 betätigt. Dieser bewirkt das Umsteuern des Antriebmotors.
Sobald die Schulter 57 den Schalter 58 schaltet, erfolgt wiederum die Umschaltung des Motors und dessen Abstellen.

Durch Verstellen der Schiene 53 kann die Ueberlapplänge der Schweissnaht eingestellt werden, d. h. der Weg, um welchen

die Platte 20 vor der nächsten Schweissung nach links (Fig. 1)

tD CD

zurückläuft. Beim nächsten Zyklus wird gleich zu Beginn der

CD

Schalter 41 durch den Nocken 40 in seine Ausgangslage ge-

schaltet, sodass beim nächsten Betätigen des Schalters 41

der Schweiss-Strom und der Vorschub abgestellt werden.

., L. ; J,

Die in Fig. 5 aargestellte Einrichtung verhütet ein

Zurückwerfen der Platte 20 nach dem Wenden um 900. Der

Kipphebel 51 bildet mit dem an der Platte 20 und der Steuer-

leiste 21 bzw. 22, 23 oder 24 anliegenden Plättchen 50

C>

einen federnden Auffanganschlag.

Die Schweissgeschwindigkeit kann mittels des Vorschubgetriebes d,-ufenlos bis auf ungefähr 5 m/min. gesteigert

werden. Der ganze Unterarmsupport mit dem angebauten Pantogra-

C>

phen ist in der Höhe verstellbar, sodass der Rollenverschleiss kompensiert werden kann.
Auch die Platte 20 mit dem Zahnrahmen und den Steuerleisten kann ausgewechselt werden, ebenso der Tisch 27.
Dies erlaubt ein Schweissen verschiedener Radiatorenelementlängen und-breiten.

Die Ueberlappungslänge der Schweissnahtenden ist in

C>

den Grenzen zwischen 0 und ca. 15 mm einstellbar.

Claims

S c h u t z a n s p r ü c h e 1. Schweißmaschine zum automatischen Schweißen mindestens teilweise krummlinig verlaufender Nähte, g e k e n n z e i o h n e t durch eine Steuervorrichtung (5) zum Steuern der Bewegung des Werkstückes (70, 71), welche Steuervorrichtung einen Pantographenteil mit einer Schablone (16-24) aufweist, deren Steuerkurve deren eine Folge von Zähnen gebildet iet, ferner g e k e n nz eie h n e t durch ein mit diesen Zähnen kämmendes Ritzel (14) mit einstellbarer, konstanter Drehzahl und zwecke Veränderung der Schweißgeschwindigkeit für krummlinig verlaufende Schweißnähte durch ein vorbestimmtee Verhältnis der Rümmungsradien von Schweißnaht und Zahnstangen, welches kleiner als Eins ist, sowie durch Steuermittel (21-24,43-45), um das Schweißprogramm ganz oder teilweise jeweils entsprechend der Schweißgesohwindigkeit zu verändern.

2. Schweißmaschine nach Anspruch 1, dadurch g e- k e n n z e i c h n e t, daß die Schabbne (16-24)

einen Schablonentisch (20) besitzt, an welchem Zahnstangen (16-19) angeordnet sind.

3, Schweißmaschine nach Anspruch 1, dadurch g ek e n n z e i c h n e t, daß zwei als Schweißelektroden ausgebildete, drehbare Rollen (9, 7) angeordnet sind. Folgen Ansprüche 4-11 vom 2. September 1960

4. Schweissmaschine gemäss Ansprüchen 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, aass Mittel angeordnet sino, um die gerad- C> linie Vorschubbewegung des Werkstückes bezüglich der Ebene C> C> C>

der Schweissrollen-Stirnflächen einzustellen, zum Zwecke ein Ablaufen der Schweissnaht vom Werkstück (70,71) zu verhindern.

5. Schweissmaschine gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuermittel (21-24,43-45) steuerstangen (21-24), einen Kipphebel (43) und einen Schalter (45) umfassen.

6. Schweissmaschine gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwecks Verhütung unerwünschter Schwenkbewegungen bei Drehbewegungen des Schablonentisches (20) Mittel (47-52) vorgesehen sind (Fig. 5). 7. Schweissmaschine gemäss Ansprüchen un. j 6e dadurch gekennzeichnet, dass diese Mittel zwei durcn eine

Zugfeder (52) verbundene, schwenkbare Hebel (47,51) umfassen, welche zum zangenförmigen Erfassen von Teilen (20-24) des Schablonentisches (20) ausgebildet sind.

8. Schweissmaschine gemäss Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen heb-und senkbaren Arm aufweist, an dem die eine der Schweissrollen (7) angeordnet ist.

9. Schweissmaschine gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Steuermittel (53, 56, 57, 58) angeordnet sind zur automatischen Erzielung sich überlappender Schweiss- nähte,.

10. Schweissmaschine gemäss Ansprüchen 1, 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass diese Steuermittel einen am Schablonentisch (20) befindlichen NocKen (40), sowie zwei an der Schweissmaschine angeordnete Schalter (56, 58) umfasst, welche zeitlich entsprechend der Ueberlapplänge der Schweißnaht gestaffelt automatisch betätigbar sind. CD

11. Schweissmaschine gemäss Ansprüchen 1 und 8-10, dadurch gekennzeichnet, dass am beweglichen Arm eine verstellbare Steuerschiene (53) zum Betätigen des einen Kon- taktschalters (56) vorgesehen ist.