DE2747223A1

DE2747223A1 - Elektrische widerstands-rollennahtschweissmaschine

Info

Publication number: DE2747223A1
Application number: DE19772747223
Authority: DE
Inventors: Fred Schalch
Original assignee: Fael SA
Current assignee: Fael SA
Priority date: 1976-11-10
Filing date: 1977-10-21
Publication date: 1978-05-11
Also published as: FR2370548A1; GB1587743A; SU695538A3; JPS5360845A; IT1143761B; DE2747223B2; AU509441B2; SG58384G; CA1070776A; NL7712290A; AU3001577A; FR2370548B1; JPS6021032B2; US4137444A; CH597972A5

Description

Fael S.A.. Saint-Blaise (Schweiz) Elektrische Widerstands-Rollennahtschweissmaschine

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Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine elektrische Widerstands-Rollennahtschweissmaschine mit einem Paar Schwelssrollen und mindestens einem Elektrodendraht, der von einer Vorratsstelle für frischen Draht über wenigstens eine der Schwelssrollen zu einer Sammelstelle für verbrauchten Draht geführt ist und mittels der Schweissrollen an die zu verschweissenden Werkstücke anpressbar ist, und mit einer zwischen der Vorratsstelle und den Schweissrollen angeordneten Bremsvorrichtung und einer zwischen den Schweissrollen und der Sammelstelle angeordneten Zugvorrichtung für den Elektrodendraht, wobei die Summe der mittels der Zugvorrichtung auf den Draht ausgeübten Zugkraft und der mittels der Bremsvorrichtung auf den Draht ausgeübten Bremskraft gross genug ist, um den Elektrodendraht auf seinem Weg zwischen der Bremsvorrichtung und der Zugvorrichtung fortwährend gespannt zu halten.

Bei bekannten Schwelssmaschinen der genannten Art wird der Elektrodendraht allein mittels der Zugvorrichtung in Bewegung versetzt, wobei der Draht auch die Schweissrollen anzutreiben und die zwischen den Schweissrollen hindurchlaufenden Werkstücke während des Schweissvorganges mitzunehmen hat. Dies hat zur Folge, dass der Elektrodendraht auf seiner ganzen Länge zwischen der Bremsvorrichtung und der Zugvorrichtung einer verhältnismässig hohen Zugspannung unterworfen ist, die zu einer beträchtlichen Dehnung des Drahtes führen kann. Dies wiederum kann Schwierigkeiten in bezug auf die Synchronisierung des Draht- bzw. Schweissrollenantriebes und der Transportvorrichtung zum Zubringen der zu verschweissenden Werkstücke zu den Schweissrollen führen. Aus diesen Gründen weisen bekannte Rollennahtschweissmaschinen der eingangs genannten Art spezielle Mittel und Massnahmen auf, um die jeweils auf-

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tretende Längsdehnung des Elektrodendrahtes nach Beendigung eines jeden Schweissvorganges durch freies Nachziehen des Drahtes unschädlich zu machen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Rollennaht schweissmaschine der eingangs genannten Art so auszugestalten, dass die geschilderten Nachteile vermieden und Mittel zum freien Nachziehen des Drahtes nach jedem Schweissvorgang entbehrlich sind.

Diese Aufgabe ist bei einer Rollennahtschweissmaschine der eingangs genannten Art zur Hauptsache dadurch gelöst, dass wenigstens eine der Schweissrollen mit einer Antriebsvorrichtung gekuppelt ist, die dazu bestimmt ist, mittels der genannten Schweissrolle dem Über diese geführten Elektrodendraht eine mit der gewünschten Vorschubgeschwindigkeit der Werkstücke während der Schweissnahtbildung übereinstimmende Laufgeschwindigkeit zu erteilen, und dass die Differenz zwischen der mittels der Zugvorrichtung auf den Draht ausgeübten Zugkraft und der mittels der Bremsvorrichtung auf den Draht ausgeübten Bremskraft kleiner ist als die vom Umfang der Schweissrolle auf den Draht ausgeübte Mitnahmekraft.

Bei dieser erfindungsgemässen Ausbildung wird die Schweissgeschwindigkeit durch direkten Antrieb einer der Schweissrollen unabhängig von einer gegebenenfalls auftretenden Dehnung des Elektrodendrahtes festgelegt. Die Zugvorrichtung am Ende des Laufweges des Drahtes hat lediglich die Aufgabe, für eine ausreichende Spannung des Drahtes zu sorgen, damit er nicht locker wird, und die von der angetriebenen Elektrodenrolle ablaufende verbrauchte Drahtpartie sicher wegzuziehen und zur Sammelstelle zu fördern.

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Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, aus der nun folgenden Beschreibung und aus der zugehörigen Zeichnung, in welcher eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung rein beispielsweise und schematisch veranschaulicht ist.

Fig. 1A, 1B und 1C zeigen je eine Seitenansicht verschiedener Baugruppen einer Rollennahtschweissmaschine, wobei nur diejenigen Teile dargestellt sind, die für die Erläuterung der Erfindung von Bedeutung sind, während die übrigen Teile der Schweissmaschine der Einfachheit halber und zur Erhöhung der Verständlichkeit nicht dargestellt sind;

Fig. 2 ist eine Draufsicht auf einen Teil der in Fig.1A dargestellten Baugruppe der Schweissmaschine;

Fig. 3 ist eine analoge Draufsicht auf einen Teil der in Fig. 1C gezeigten Baugruppe der Schweissmaschine.

Mit 11 und 12 sind in Fig. 1A eine untere bzw. eine obere Schwelssrolle bezeichnet, zwischen denen die miteinander zu verschweissenden Werkstückteile, z.B. zylindrisch gerollte Dosenmäntel, hindurchzulaufen haben. Die untere Schwelssrolle 11 ist mittels einer feststehenden Achse 13 an einem Arm 10a des Maschinenständers 10 frei drehbar gelagert. Die obere Schweissrolle 12 hingegen sitzt fest auf einer Welle 14, die gemäss Fig. 2 drehbar in einem Lagergehäuse 15 gelagert ist, welches sich in axialem Abstand seitlich der Schweissrolle 12 befindet. Das von der Schweissrolle 12 abgewandte Ende der Welle 14 ist mittels einer flexiblen Kupplung 16 mit einem Zwischenwellenstück 17 verbunden, das seinerseits wieder mittels einer flexiblen Kupplung 18 mit der abgehenden Welle 19 eines Getriebes 20 gekuppelt ist. An das Getriebe 20 ist ein elektrischer Antriebsmotor 21 angeflanscht,

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der zum Antreiben der Schweissrolle 12 dient. Die Drehgeschwindigkeit der Schweissrolle 12 ist in weiten Grenzen stufenlos veränderbar. Das die Schweissrolle 12 tragende Ende der Welle 14 ist mittels eines Führungslagers 25 in vertikaler Richtung bewegbar geführt. Gemäss Fig. 1A drückt eine Feder 26 das Führungslager 25 nach unten, um die obere Schweissrolle 12 gegen die untere Schweissrolle 11 zu pressen und den nötigen Schweissdruck zu erzeugen. Diese Bewegung der Welle 14 1st durch die flexiblen Kupplungen 16 und 17 bei Jeder beliebigen Drehstellung der Welle 14 ermöglicht. In an sich bekannter Weise ist die Niederspannungswicklung eines nicht dargestellten Schweisstransforoators einerseits mit dem Maschinenständer 10 und anderseits mit dem Lagergehäuse 15 verbunden, das vom Maschinenständer 10 elektrisch isoliert ist. Die flexiblen Kupplungen 16 und 18 wirken elektrisch isolierend, so dass auch die Welle 14 und die obere Schweissrolle 12 vom Maschinenständer elektrisch isoliert sind. Die Drehlager zwischen der Achse 13 und der unteren Schweissrolle 11 sowie zwischen dem Lagergehäuse 15 und der Welle 14 sind für die Uebertragung des Schweissstromes vom ruhenden auf den drehbaren Teil und umgekehrt ausgebildet.

Um beim Verschweissen von Werkstückteilen aus Weissblech eine Belegung der Schweissrollen 11 und 12 mit geschmolzenem Zinn zu vermeiden, ist in bekannter Weise ein Elektrodendraht 30 aus elektrisch gut leitendem Material, wie z.B. Kupfer, über einen Teil des Umfanges jeder Schweissrolle geführt, damit das beim Schwel ssen schmelzende Zinn von der Oberfläche des Weissbleches nicht an den Schweissrollen sondern am Elektrodendraht haften bleibt und mit diesem wegtransportiert wird. Wie aus Fig. 1B ersichtlich ist, wird der Elektrodendraht 30 aus einem Vorratsbehälter 31 für frischen Elektrodendraht ab-

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gezogen, dann über eine Bremsvorrichtung 32 geführt und über am Maschinenständer 10 (Fig. 1A) drehbar gelagerte Führungsund Umlenkrollen 33 und 34 zur unteren Schweissrolle 11 geleitet. Nach Umschlingung der unteren Schweissrolle 11 läuft der Elektrodendraht 30 über weitere am Maschinenständer 10 drehbar gelagerte Führungs- und Umlenkrollen 35, 36 und 37 zu der oberen Schweissrolle 12, die ebenfalls vom Elektrodendraht umschlungen wird. Anschliessend gelangt der Elektrodendraht 30 über eine schräggestellte Führungs- und Umlenkrolle 38 zu einer in Fig. 1C dargestellten Zugvorrichtung 40, die den Draht einem Zerhacker 41 zuleitet. Die Elektrodendrahtschnitzel werden in einer Sammelstelle 42 für verbrauchten Draht aufgefangen. Der Lauf des Elektrodendrahtes ist in den Fig. 1Ä, 1B und 1C durch Pfeile angedeutet.

Die bereits erwähnte Bremsvorrichtung 32 (Fig. 1B) weist eine drehbar gelagerte Trommel 50 auf, die vom Elektrodendraht mehrmals umschlungen ist. Mit der Trommel 50 arbeitet eine Bremsbacke 51 zusammen, die an einem schwenkbaren Hebel 52 angeordnet ist. Der Hebel 52 steht unter dem Einfluss einer Feder 53» die bestrebt ist, die Bremsbacke 51 gegen die Trommel 50 zu drücken. Am Hebel 52 ist ferner eine sogenannte Tänzerrolle 54 drehbar gelagert, über welche der Elektrodendraht 30 läuft. Die Anordnung ist derart, dass durch den Drahtzug auf den Hebel 52 ein Drehmoment entgegen dem Einfluss der Feder 53 ausgeübt wird. Mit wachsender Zugspannung im Draht lässt daher der Druck der Bremsbacke 51 auf die Trommel 50 nach.

Die Zugvorrichtung 40 (Fig. 1C) weist zwei Trommeln 60 und 61 auf, die mit parallelen Achsen nebeneinander angeordnet sind. Der Elektrodendraht 30 ist mehrmals abwechselnd um den halben Umfang der Rolle 60 und um den halben Umfang der

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Rolle 61 geschlungen. Durch ein endloses Band 63» das über drei Umlenkrollen 64, 65 und 66 geführt ist, werden die Drahtwindungen an den Umfang der Trommel 61 angepresst· Die Achse der Rolle 66 steht unter dem Einfluss einer Feder 67» die das endlose Band spannt und ein Trum desselben ständig in Anlage am Umfang der Trommel 61 hält. Während die eine Trommel 60 frei drehbar ist, sitzt die andere Trommel 61 auf einer Welle 70, die gemäss Fig. 3 durch einen Kettentrieb 71 mit der Welle 72 eines elektrischen Antriebsmotors 73 in Verbindung steht. Der Motor 73 ist ein Asynchronmotor, der über eine elektronische Steuereinrichtung 74 aus dem Wechselstromverteilnetz gespeist ist. Die Steuereinrichtung 74 weist z.B. in bekannter Weise eine Schaltungsanordnung zur Phasenanschnittsteuerung auf, wobei der Zündpunkt innerhalb jeder Wechselspannungshalbwelle mittels eines Einstellgliedes 75 veränderbar ist, um das vom Asynchronmotor 73 erzeugte Drehmoment steuern zu können. Nach dem Durchlaufen der Antriebsvorrichtung 40 wird der Elektrodendraht in ein Führungsrohr 80 hineingestossen (Fig. 1C), durch welches der Draht zu dem bereits erwähnten Zerhacker 41 geleitet wird.

Mittels der Zugvorrichtung 40 (Fig. 1C) wird auf den Elektrodendraht 30 eine Zugspannung ausgeübt, während gleichzeitig die Bremsvorrichtung 32 (Fig. 1B) auf den Draht eine Bremskraft ausübt. Die Summe der Zugkraft und der Bremskraft muss ausreichend gross sein, um den Elektrodendraht auf seinem Weg von der Bremsvorrichtung 32 bis zur Zugvorrichtung 40 gespannt zu halten. Hingegen ist die von der Zugvorrichtung 40 auf den Draht ausgeübte Zugkraft nicht so gross, dass sie ausreichen würde, um den Elektrodendraht durch die Schwelssmaschine zu ziehen. Es ist durchaus möglich, die Zugkraft der Zugvorrichtung 40 und die Bremskraft der Bremsvorrichtung 32 an-

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nähernd oder genau gleich gross einzustellen. In jede« Fall ist die Differenz zwischen der von der Zugvorrichtung 40 erzeugten Zugkraft und der von der Bremsvorrichtung 32 aisgeübten Bremskraft kleiner als die von der angetriebenen Schweissrolle 12 auf den Elektrodendraht 30 durch Reibung ausUbbare Mitnahmekraft. Folglich wird die Vorschubbewegung des Elektrod «drähtes 30 ausschliesslich durch die Drehgeschwindigkeit der angetriebenen Schweissrolle 12 festgelegt. Die Zugvorrichtung 40 fördert lediglich den von der Schweissrolle 12 ablaufenden Elektrodendraht zum Zerhacker 41 und zur Sammelstelle 42 für verbrauchten Draht.

Mit Hilfe der Steuereinrichtung 74 und des Einstellgliedes 75 ist das vom Motor 73 erzeugte Drehmoment und somit auch die von der Zugvorrichtung 40 auf den Elektrodendraht 30 ausgeübte Zugkraft veränderbar und einstellbar (Fig. 3)· Die Zugkraft kann daher den jeweiligen Betriebsbedingungen der Schweissmaschine, wie z.B. Schwelssgeschwindigkeit, Qualität des Elektrodendrahtes usw., optimal angepasst werden. Auch die Grundeinstellung der Bremsvorrichtung 32 ist entsprechend anpassbar durch Verstellen der Feder 53 (Fig. 1B). Im übrigen wird durch die Tänzerrolle 54 und den Hebel 52 erreicht, dass während des Betriebes die von der Bremsvorrichtung auf den Elektrodendraht ausgeübte Bremskraft automatisch wenigstens annähernd konstant gehalten wird.

Die beschriebene Art der DrahtfUhrung und des Drahtantriebes hat im wesentlichen folgende Vorteile: Die im Elektrodendraht 30 entstehenden Zugspannungen sind insgesamt geringer als in dem zum Stand der Technik gehörenden Fall, bei welchem der Draht ausschliesslich durch eine Zugvorrichtung (an der Stelle der Zugvorrichtung 40) durch die ganze Schweissmaschine ge-

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zogen wird. Die Vorschubbewegung des Elektrodendrahtes wird ausschliessllch durch die angetriebene Schwelssrolle 12 bestimmt, deren Umfangsgeschwindigkeit auch die Schwelssgeschwindlgkeit festlegt. Die Schwelssgeschwlndlgkeit kann daher nicht durch die auf den Elektrodendraht ausgeübten Zugkräfte und Bremskräfte beeinflusst werden. Somit haben von der Tänzerrolle 54 gegebenenfalls auf den Draht ausgeübte stossartige Spannungsschwankungen praktisch keinen Einfluss auf die Schweissgeschwindigkeit. Schliesslich ist auch vorteilhaft, dass die für den Drahtantrieb vorhandenen Mittel nur verhältnisaässig geringen Massenwirkungen unterliegen.

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Leerseite

Claims

2747*23 Patentansprüche

1.) Elektrische Widerstands-Rollennahtschwelssmaschine mit einem Paar Schwelssrollen und mindestens einem Elektrodendraht, der von einer Vorratsstelle für frischen Draht über wenigstens eine der Schwelssrollen zu einer Sammelstelle für verbrauchten Draht geführt ist und mittels der Schwel ssrollen an die zu verschweissenden Werkstücke anpressbar ist, und mit einer zwischen der Vorratsstelle und den Schweissrollen angeordneten Bremsvorrichtung und einer zwischen den Schweissrollen und der Sammelstelle angeordneten Zugvorrichtung für den Elektrodendraht, wobei die Summe der mittels der Zugvorrichtung auf den Draht ausgeübten Zugkraft und der mittels der Bremsvorrichtung auf den Draht ausgeübten Bremskraft gross genug ist, um den Elektrodendraht auf seinem Weg zwischen der Bremsvorrichtung und der Zugvorrichtung fortwährend gespannt zu halten, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine (12) der Schweissrollen (11, 12) mit einer Antriebsvorrichtung (14, 17, 19, 20, 21) gekuppelt ist, die dazu bestimmt ist, mittels der genannten Schweissrolle (12) dem über diese geführten Elektrodendraht (30) eine mit der gewünschten Vorschubgeschwindigkeit der Werkstücke während der Schweissnahtbildung übereinstimmende Laufgeschwindigkeit zu erteilen, und dass die Differenz zwischen der mittels der Zugvorrichtung (40)auf den Draht (30) ausgeübten Zugkraft und der mittels der Bremsvorrichtung (32) auf den Draht ausgeübten Bremskraft kleiner ist als die vom Umfang der Schweissrolle (12) auf den Draht ausgeübte Mitnahmekraft.

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2. Schweissmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugvorrichtung (40) mindestens eine vom Elektrodendraht (30) umschlungene Trommel (60, 61) aufweist, die durch einen elektrischen Asynchronmotor (73) mit veränderlichem, einstellbarem Drehmoment angetrieben ist.

3· Schweissmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektrodendraht (30) um zwei Trommeln (60, 61) geschlungen ist, die parallel zueinander angeordnet sind und von denen nur die eine (61 ) mit dem Asynchronmotor (73) in Verbindung steht.

4. Schweissmaschine nach Anspruch 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, dass zum Anpressen des Elektrodendrahtes (30) an den Umfang der angetriebenen Trommel (61) ein endloses Band (63) vorhanden ist, das Über mindestens zwei Umlenkrollen (64, 63, 66) läuft, von denen wenigstens eine (66) unter dem Einfluss einer Feder (67) steht, die eine Anpresskraft zwischen einem Trum des endlosen Bandes (63) und dem Umfang der Trommel (61) hervorruft.

5· Schweissmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsvorrichtung (32) eine vom Elektrodendraht (3o) umschlungene Trommel (50), eine Bremse (51) zum Ausüben eines Bremsmomentes auf die Trommel (50) und eine an einem Schwenkarm (52) angeordnete Tänzerrolle (54) aufweist, über die der Elektrodendraht (30) nach dem Ablaufen von der Trommel (50) geführt ist, welcher Schwenkarm (52) mit der Bremse (51) in Wirkungsverbindung steht und einerseits unter dem Einfluss einer Feder (53) und anderseits unter dem Einfluss der vom Elektrodendraht (30)

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mittels der Tänzerrolle (54) übertragenen Zugkraft derart schwenkbar 1st, dass die durch die Bremsvorrichtung (32) auf den Draht (30) ausgeübte Bremskraft wenigstens annähernd konstant bleibt.

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