DE2559671A1

DE2559671A1 - Vorrichtung zum halb- oder vollautomatischen elektrischen widerstands- laengsnahtschweissen von dosenkoerpern

Info

Publication number: DE2559671A1
Application number: DE19752559671
Authority: DE
Inventors: Martin Kaul; Paul Opprecht
Original assignee: Individual
Current assignee: Elpatronic AG
Priority date: 1975-03-19
Filing date: 1975-07-23
Publication date: 1977-06-08
Also published as: AU1217576A; JPS5426213B2; IN143784B; NL7602868A; SE7603458L; PT64918A; DK117176A; GB1539539A; DE2532976A1; US4160892B2; YU71876A; AT353078B; PT64918B; DE2559671C2; YU39036B; FR2304434B1; FR2304434A1; NL185828B; IL49246A0; NL185828C

Description

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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Claims

Patentansprüche

1. 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 _r

dadurch gekennzeichnet, daß

b) die Drahtelektroden als Flachdrahtelektroden mit einer Breite größer als die Überlappung der Zargenränder an der Schweißstelle ausgebildet sind,

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c) die Ifutgründe der Z-Scliiene in Schweißrichtung zusammenlaufen,

d) die Achsen der Elelctrodenrollen aus der Normalebene zur Schweißrichtung ausgeschwenkt sind derart, daß die Zargenränder dadurch über einander geschoben v/erden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß der Flachdraht ein Verhältnis Dicke zu Breite 1 : 2,5 bis 1 : 4,5 hat.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß der Überlappungsbereich, begrenzt durch die beiden Blechkanten, wenigstens nahezu in die Mitte der Breitenausdehnung der zur Verfügung stehenden Pl achdrahtel elctr öden-Kontaktfläche positioniert ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Flachdraht elektroden aus einem Runddraht ausgewalzt sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenrollen

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sehen je 0,5° und 1,5°, vorzugsweise um je ca. 1° ausgeschwenkt sind.

6. Vorriciitung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß der Erweiterungswinkel der Zargenrandauflageflachen ungefähr 20· bis 60', vorzugsweise 25' bis 30', beträgt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1,

gekennzeichnet durch einen Rollenkranz als Kalibrierkranz.

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