PATENTANWAIT «000 MÖNCHEN, 12.1.1977/1
DR. WILHELM HASSE g P 42O1/Opp/Aus
DIPLOMINGENIEUR * 2559671
Paul opprecht, im hinteren Bernold, CH-8962 Bergdietikon
Vorrichtung zum halb- oder vollautomatischen elektrischen Widerstands-Längsnahtschweißen
von Dosenkörpern
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum halb- oder vollautomatischen elektrischen Widerstands-Längsnahtschweißen
von Dosenkörpern aus zu Zargen gerollten, sich überlappenden Blechzuschnitten, mit von einer Rolle abzuziehenden
über Elektrodenrollen geführten Drahtelektroden, mit einer vor den Elektrodenrollen angeordneten Führungseinrichtung
zum Festlegen der überlappungsbreite der Zargenränder mit gefederten Elementen, durch die die
Zargenränder beim Zulauf zur Schweißstelle gegen die Nutgründe einer z-Schiene anpreßbar sind, und mit einem
im Bereich der Schweißstelle angeordneten Kalibrierkranz.
Vorrichtungen der gattungsgemäßen Art sind an sich bekannt. So werden beispielsweise die sich überlappenden
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Blechzuschnitte von gerollten Zargen durch elektrisches
Widerstands-Längsnahtschweißen zu Dosenkörpern gefertigt,
und zwar unter Verwendung von abgeflachten, bandförmigen Drahtelektroden, deren Breite größer als die Überlappung
der Zargenränder an der Schweißstelle ist (US-PS 1 300 603; DT-OS 2 102 7&3).
Man kennt auch Vorrichtungen mit einer z-förmig ausgebildeten schiene gegen deren Nutgrund die Zargenränder zwecks
überlappten Zusammenführens anliegen (DT-PS 336 885).
Außerdem sind Vorrichtungen der gattungsgemäßen Art vorbekannt, bei denen die Achsen der Elektrodenrollen in
einem Winkel zur Durchlaufrichtung der Zargenränder gestellt sind, um zu erreichen, daß diese an ihren Führungen
gehalten werden (DT-PS 281 313).
Durch die CH-PS 512 288 ist ein verfahren zum elektrischen
Widerstanäs-Längsnahtschweißen bekannt geworden
mit dem Quetschnähte erzeugt werden. Dabei v/erden die Zargenränder im Schweißnahtbereich in einer Breite übereinander
geschob en, die drei- bis zehnmal so groß wie die Blechdicke ist. Der Schweißvorgang erfolgt bei hohem Druck
und hohem strom. Um dieses Verfahren durchführen zu können,
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müssen Heftungen mittels ..Punktschweißung vorgenommen v/erden,
wodurch das Verfahren unwirtschaftlich wird. Außerdem liegen die Kanten der Zargenränder nicht satt aufeinander,
so daß die so hergestellten Dosen sich nicht als Lebensmittelkonserven eignen, es sei denn, sie werden
einer die Dosen stark verteuernden Nachbehandlung unterworfen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der gattungsgemäßen
Art zu schaffen, mit der Dosenkörper erstellbar sind, die sich für Lebensmittellconserven eignen
und bei denen die Verformbarkeit der Schweißnaht verbessert ist.
Gelöst wird die gestellte Aufgabe dadurch, daß
a) die Führungseinrichtung so ausgebildet ist, daß die
Zargenränder an der Schweißstelle sich bis zu einem Betrag überlappen, der sechsmal der Blechstärke entspricht
,
b) die Draht elektroden als Flachdraht elektroden mit einer
Breite größer als die Überlappung der Zargenränder an der Schweißstelle ausgebildet sind,
c) die Mutgründe der Z-Schiene in Schweißrichtung zusammenlaufen
,
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d) die Achsen der Elektrodenrollen aus der Normalebene
zur Schweißrichtung ausgeschwenkt sind derart, daß die Zargenränder dadurch übereinandergeschoben werden.
Der Schutz erstreckt sich nur auf die vorstehend aufgeführte Merkmal slcombinat ion.
Durch den einleitend genannten Stand der Technik sind die Einzelmerlanale der Erfindung zwar seit mehreren Jahrzehnten
bekannt, doch war es für einen Fachmann nicht nahegelegt, Vorrichtungen der gattungsgemäßen Art durch
richtige gemeinsame Anwendung bekannter Konstruktionsprinzipien so abzuändern, daß die aus der CH-PS 512 2ü8
bekannte Quetschnaht erzeugt werden kann, und zwar derart,
daß die Dosenkörper als Lebensmittelkonserven einsetzbar sind. Hierzu mußte der Fachmann erst erkennen, daß — abgesehen
davon, daß bekannte Flachdrahtelektroden verwendet
werden müssen - ein kostenerhöhendes Vorheften der
Längsnähte nur dann entfallen kann, wenn die aus den DT-Patentschriften 336 885 und 281-313 jeweils für sich
bekannten Anordnungen zusammen verwendet werden.
Diese Merkmale im Sinne der Erfindung zu nutzen gelang. bisher keinem Fachmann trotz des bestehenden jahrelangen
Bedürfnisses. 709823/0223
Die Erfindung führt zu beachtlichen Vorteilen, und zwar wird das Gefüge im Schweißbereich, ähnlich dem des Ausgangsmaterials,
gehalten, so daß die Naht jetzt besser
verformbar ist und Bördelrisse nicht mehr auftreten. Außerdem entfällt das sehr häufig erforderliche Auswechseln der
Schweißrollen wie dies beispielsweise bei dem Verfahren nach der CH-PS 512 288 erforderlich ist. Beim Verarbeiten
von Weißblech kommt neben den Abnutzungserscheinun-•
gen (an den Rollen bilden sich z.B. Rillen) noch das Zusetzen der Rollen hinzu. Wie schon erläutert, bedarf es
jetzt Iceines Vor heft vor ganges mittels Punktschweißen mit den daraus resultierenden, sehr unangenehmen Nachteilen
wenn zwei Schweißungen übereinanderliegen. Außerdem ist
die Verdickung im Überlappungsbereich der Zargenränder, bezogen auf überlapptverschweißte, bekannte Zargenränder
minimal.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Zeichnung und Beschreibung, und zwar zeigt:
Fig. 1 einen Ausschnitt aus einer elektrischen widerstands-Längsnahtschweißmaschine
mit einem Teil des Maschinengestells sowie den oberen und unteren Schweißarm mit den entsprechenden Schweißelektrodenrollen
in Seitenansicht.
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Fig. 2. eine vergrößerte Ansicht der Schweißrollen mit
eingeführter Zarge, in Schweißrichtung gesehen,
Fig. 3 eine Ansicht auf die Elelctrodenrollen gemäß Fig. 2, von oben,
Fig. 4 einen Schnitt durch eine Z-Schiene mit in dieser eingefügter Zarge, nach Schnittlinie IV-IY der
Fig. 5,
Fig. 5 einen Schnitt durch die Z-Schiene nach Schnittlinie V-V der Fig. 4,
Fig. 6 einen Schnitt durch die Anordnung nach Fig. 4 gemäß Schnittlinie IV-IV,
Fig. 7 einen Querschnitt durch zwei drahtförmige Schweißelektroden
mit eingeführten Zargenrändern und
Fig. 8 eine Ansicht eines in der Schweißebene senkrecht zur Bewegungsrichtung der Zarge wirkenden Zentrierkranzes.
in Fig. 1 ist eine elektrische Widerstands-Längsnahtschweißmaschine
1 schematisch dargestellt mit einem unteren, festen Schweißarm 3 und einem oberen, schwenkbaren
Schweißarm 5. An den Enden dieser Schweißarme 3, 5 befinden sich eine untere Elektrodenrolle 7 und eine
obere Elektrodenrolle 9. Über diese Elektrodenrollen 7, ist eine Flachdrahtelektrode 11 geführt, die einen rechteckartigen
Querschnitt aufweist.
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AO
Die Eleictroaenrollen 7 und 9 sind mit entsprechenden
Rollenzapfen 15 bzw. ιό ausgebildet, welche in entsprechenden
gabelförmigen Endendes oberen bzw. unteren
Schweißmaschinenarmes 5 bzw. 7 angeordnet sind. Die Elelctrodenrollen 7 und 9 sind je mit einer Nut iu zur
Aufnahme der Flachdrahtelektrode 11 versehen. Die Flachdraht
elektrode 11 steht, wie aus Fig. 2 ersichtlich,
entsprechend über das profil der Rollen 7 und 9 vor, liegt aber im übrigen satt in der Nut 1Ö.
In Fig. 4 ist außer einer Z-Schiene 13 auch eine Zarge 20 mit den Zargenrändern 21 und 22 ersichtlich, welche
Zargenränder 21 und 22 in der oberen bzw. unteren Nut bzw. 27 eingeführt und mittels seitlich angeordneter Führungsbacken
32, 33, 34 entsprechend auf einen oberen Nutengrund 29 der Nut 26 und einen unteren Nutengrund 30
der Nut 27 gepreßt werden. Einstellbare Federn 36, 37, 3b
am einen Ende an der Schweißmaschine abgestützt und je paarweise angeordnet, drücken die Führungsbacken 32, 33
und 34 mit der entsprechenden Kraft auf die Zarge 20, was im Hinblick auf eine genaue Führung der Zargenränder 21
und 22 und insbesondere deren genaue Überlappung von maßgebender Bedeutung für ein erfolgreiches Schweißen ist.
Wie aus den Figuren 5 und 6 hervorgeht, verlaufen die bei-
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cen liuten 26 und 2/ bzw. llutengründe 29 und 30 nicht
parallel zueinander, sondern in dichtung des Schweißvorganges
gegeneinander zu. Es ist daher zu Beginn der Abstand der Nut en grün de 29 und 30 so, daß die Überlappung
der Sargenränder 21 und 22 oer zu verschweißenden Zarge 20 am Austritt und am Einlauf ζ. 13. ein Verhältnis
von ca. 1 : -·-;■ bis 1 : ο je nach Zargenlänge aufweisen.
Dabei hat sich für einen bestimmten Fall ein Anfangswert von 5 ram und ein lindwert von o,o mm Überlappung
Dei einer Z-Schienenlänge von 335 mm oestens bev/älirt.
Dies ergibt einen /inlcel, den die Zar genr andauf lageflUclien
der z-3chiene einschließen, von -ungefähr 0,5°-^, ^1
für den angegebenen Fall von ca. 40'. Diese in Richtung des Schweißvorganges abnehmende Überlappung ermöglicht
es, ein Schweißgut mit längs der Schweißnaht praktisch
konstanter Überlappung herzustellen. Um diese aber sicher zustellen, muß infolge der Spreizwirlcung beim Schweißen
die Überlappung in erläuterter ./eise ansteigen, je weiter
sicli dies vom eigentlichen Schweißpunkt vor dem Schweißen
befindet.
Im gleichen Sinne wirken auch die in Fig. 2 übertrieben
ausgeschwenkt dargestellten !Dlelctrodenrollen 7 und 9, dereii
Achsen aus der Normal ebene zur Schweißrichtung ausgeschwenkt sind.
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in diesem Sinne hat es sich als vorteilhaft erwiesen,
die Überlappung der Zargenränder 21 und 22 an der Schweißstelle
drei- bis sechsmal der Blechdicke zu wählen, während die Breite der Flachdrahtelektrode 11 entsprechend
zwei- bis dreimal der Überlappungsbreite gewählt wird.
Um die durch die konische Form der Nutgründe 29 und 30
bedingte Überlappung der Zargenränder sicherzustellen, wird die Blechzarge durch die Führungsbacken 32 - 34 in
die Nutengründe 29 und 30 gepreßt, wobei der Preßdruck
durch entsprechendes Spannen oder Entspannen der Federn 36, 37 und 38 den Umständen angepaßt werden kann. In
Fig. β ist der - einstellbare - Hub "h" dargestellt.
Ohne diese Führungsbacken kann ein gutes Anliegen der Zargenränder 21 und 22 in der Z-Schiene 13 nicht garantiert
werden. Der Druck der Backen 32-34 darf natürlich nicht zu hoch sein, ansonsten die Ränder 21 und 22 an
der Z-Schiene beschädigt werden können und/oder sie dem Fortbewegen der Zarge einen zu großen widerstand entgegensetzen.
Den drei Führungsbacken 32-34 schließt sich - auf der Höhe des Schweißortes - ein Zentrierkranz aus
drehbaren, festangeordneten aber einstellbaren Kalibrierwalzen
an, wie diese in Fig. B dargestellt und in Fig. 6
angedeutet sind. Anstelle der einfacheren Führungsbacken
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32 - 34 könnten auch eine Anzahl eng aufgeschlossener
federnder Zentrierkränze vorgesehen werden.
Zwischen zwei bandförmigen Drahtelektroden 41 (Fig. 7),
die auf zwei entsprechenden Elektrodenträgern 42, beispielsweise auf Elektrodenrollen geführt sind, werden
die zwei zu verschweißenden Bleche 43 und 44 eingeführt. Die zu verschweißenden Ränder der Bleche 43 und 44 werden
überlappend zwischen die beiden Drahtelektroden 41 eingeführt,
wobei der Bereich in dem sich die beiden Bleche überlappen, schmäler ist als die Breite der Drahtelektroden
41. Das Maß der Überlappung bezüglich der Elektrodendrahtbreite kann verschieden festgelegt werden, wobei
jedoch der Überlappungsbereich jedenfalls schmäler als die Drahtbreite werden soll. Vorzugsweise wird der überlappende
Bereich in die Mitte der Drahtelektroden positioniert,
wobei seine Breite etwa der halben Drahtbreite entspricht .
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