DE3207625C2 - Schweißvorrichtung zum Verbinden von Bandenden - Google Patents

Abstract

Die Schweißmaschine zum Verbinden von zwei Bandenden weist eine, mit dem Maschinenständer fest verbundene, erste Einspannvorrichtung und eine, in Bandrichtung auf dem Ständer verschiebbare, zweite Spannvorrichtung auf, sowie eine, auf einem in Bandrichtung verfahrbaren Schlitten angeordnete zweischnittige Schere. Der Schlitten trägt gleichzeitig die Schweißvorrichtung und weitere, zur Nachbehandlung notwendig werdende Aggregate, wie z.B. Glühbrenner, Schleifvorrichtung.

Description

Bänder fallen bei der Erzeugung in Bunden, sogenannten »Coils«, an und werden zur Weiterverarbeitung in Wärmebehandlungs-, Oberflächenveredlungsoder Profilierlinien aneinander geschweißt, damit ein kontinuierliches Weiterverarbeiten möglich ist. Als Schweißverfahren wird sowohl das Widerstandsschweißen als auch das Lichtbogenschweißen eingesetzt. Die querverlaufende Schweißnaht soll bei der Weiterverarbeitung nicht stören, d. h. sie soll möglichst wenig auftragen, dem Transportzug standhalten und eventuell auftretende Verformungen in gleicher Weise wie das Material selbst aufnehmen können. Wird das Lichtbogenschweißverfahren angewendet, so müssen die zu verbindenden Bandenden auf der gesamten Breite mit ihren Kanten dicht voreinander stehen oder die Bandkanten müssen in einem geringen Abstand streng zueinander parallel verlaufen. Dieses soll bei den bekannten Schweißmaschinen dadurch erzielt werden, daß die zu verbindenden Bandenden vor dem Schweißvorgang beschnitten werden.

Es ist eine Schweißvorrichtung bekannt, bei der auf dem Maschinenständer sowohl auf der Ein- als auch auf der Auslaufseite der Bänder jeweils eine feststehende Spannvorrichtung angeordnet ist, mit der die Bandenden gleichzeitig zu ihrer Mittelachse zentrier ν werden. In diesen Spannvorrichtungen ist ein in und gegen die Bandlaufrichtung fahrbarer Schlitten angeordnet, der eine einschnittige Schere zum Beschneiden der Bandenden und eine Schweißvorrichtung trägt. Der Verbindungsvorgang mit dieser Bandschweißvorrichtung ist wie folgt: Das auslaufende Bandende wird in der auslaufseitigen Spannvorrichtung in der Bandachse ausgerichtet und gespannt. Die auf dem fahrbaren Schlitten angeordnete einschnittige Bandendenschere wird zur Auslaufseite des Bandes gefahren und schneidet das Bandende ab, wobei das Obermesser das beschnittene Bandende unter die Durchlaufhöhe des Bandes drückt. Der Bandanfang des nächsten Bandes wird in die bandeinlaufseitige Spannvorrichtung gefahren, zur Mittelachse ausgerichtet und festgespannt. Dabei wird der Bandanfang soweit in die Spannvorrichtung eingeschoben, das er mit dem beschnittenen Bandende überlappt. Der Bandanfang wird in der gleichen einschnittigen Schere beschnitten. Das Abfallstück muß dabei manuell entfernt werden. Danach wird der Schlitten soweit gegen die Bandlaufrichtung verschoben, daß die Schnittstelle der beiden Bandenden mittig unter der Schweißvorrichtung zu liegen kommt. Die beiden Bandenden werden Spannbacken der Schweißvorrichtung eingespannt und miteinander verschweißt.

Der Nachteil dieser bekannten Schweißvorrichtung liegt darin, daß die beiden Bandenden in zwei nacheinander folgenden Schneidvorgängen beschnitten werden und daß das Abfallende des zweiten Schneidvorgangs manuell entfernt werden muß. Dieses zeitaufwendige Schneidverfahren ist deshalb von großem Nachteil, weil die Schweißvorrichtung eine Arbeitsstation innerhalb eines umfangreichen Arbeitsprozesses ist. Weiterhin ist von Nachteil, daß das Obermesser bei dem ersten

so Schnittvorgang das zu verbindende Bandende um die Eintauchtiefe des Obermessers in das Untermesser unter die Durchlaufhöhe des Bandes biegt. Damit hier keine bleibende Verformung auftritt, muß das durchbiegende Bandende möglichst lang sein. Dieses vergrößert jedoch den Abstand zwischen der Schere und der Schweißstation. Außerdem ist bei der bekannten Schweißvorrichtung keine Möglichkeit gegeben, die zu verbindenden Bandenden entweder für das eine Schweißverfahren sehr dicht aneinander zu pressen oder für ein anderes Schweißverfahren in einem geringen Abstand zueinander anzuordnen.

Die Erfindung bezieht sich daher auf eine Schweißvorrichtung zum Verbinden aufeinanderfolgender Bandenden bei einem kontinuierlichen Banddurchlauf, bestehend aus einer einlaufseitigen und einer auslaufseitigen Spannvorrichtung mit der Möglichkeit der Seitenzentrierung der Bandenden, einer Schere zum Beschneiden der Bandenden, welche zusammen mit der Schweiß-

kann die jeweilige Endstellung der Verstellvorrichtung genutzt werden, die durch Anschläge exakt eingehalten werden kann. Die weitere Position wird dadurch erzielt, daß das erste Verstellsystem in seiner Gesamtheit um eine definierte Länge verschoben wird

Die Zeichnung veranschaulicht ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung, und zwar zeigt

Fig. 1 die Schweißvorrichtung mit dem Schlitten in der Position des Beschneidens,

F i g. 2 mit dem Schlitten in der Position des Schweißens und

Fig.3 mit dem Schlitten in der Position des Glühens der Schweißnaht

Auf dem Ständer 1 der Sch weißvorrichtung ist auf der Seite des auslaufenden Bandes 2 die hydraulisch betätigbare Spannvorrichtung 3 fest angebracht. Auf der Seite des einlaufenden Bandendes 4 ist die ebenfalls hydraulisch betätigbare Spannvorrichtung 5 in Laufrichtung des Bandes 2, 4 über eine hydraulische Vorrichtung 6

vorrichtung an einem verschiebbaren Schlitten angeordnet ist

Aufgabe der Erfindung ist es, die vorstehend genannten Nachteile der bekannten Schweißmas;hinen zu vermeiden, ohne daß die Schweißmaschine in ihrem Aufbau aufwendiger und in ihrer Handhabung komplizierter wird. Weiterhin soll der Schweißvorgang zeitlich verkürzt werden und eine Fehlschweißung in möglichst kurzer Zeit wiederholt werden können. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Schere mit parallel verlaufenden Schnittkanten ausgeführt ist und die bandeinlaufseitige Spannvorrichtung mindestens um den Abstand der beiden Schnittkanten der Schere in Bandlaufrichtung so verschiebbar angeordnet ist, daß der die Schweißvorrichtung und die Schere aufnehmende verfahrbare Schlitten außer in der Schneid- und Schweißposition in weiteren Positionen arretierbar ist. Durch Verwendung der zweischnittigen Schere verlaufen die Schnittkanten der beiden zu verbindenden

Bandenden absolut parallel. Keines der zu verbinden- 20 verstellbar an dem Ständer 1 angebracht. Beide Spannden Bandenden wird beim Schneidvorgang nach unten vorrichtungen 2 und 5 sind mit einer Zentriervorrichhin durchgebogen und die zu verschweißenden Band- tung versehen, mit der die Bandenden 2 und 4 zu ihrer kanten können in einen zueinander definierten Abstand Mittelachse ausgerichtet werden können. Die Spanngefahren werden. Dabei ist es möglich, die beiden vorrichtung 5 ist zusätzlich durch den Schiebesitz 7 quer Schweißkanten mit großem Druck gegeneinander zu 25 zur Bandlaufrichtung verstellbar, so daß die Längskanfahren. In den weiteren Positionen können zusätzliche ten des Bandendes 4 zu den Längskanten des Bandendes Arbeitsgänge, z. B. Glühen oder Schleifen der Schweißnaht sowie Einstanzen von Markierungen durchgeführt werden. Aus diesem Grunde ist auch nach einem weiteren Merkmal an dem verfahrbaren, die Schweißvornchtung und die Schere tragenden Schlitten, ein Glühbrenner angeordnet. Dieser Glühbrenner wird nach dem Schweißvorgang über die Schweißnaht gefahren, so daß diese ausgeglüht wird, bevor das Band weitertransportiert wird. Dadurch wird verhindert, daß die sehr harten und spröden Schweißnähte aufgrund einer Biegebeanspruchung beim Weitertransportieren brechen.

Bei den bekannten Schweißvorrichtungen ist ein weilerer Nachteil darin zu sehen, daß bei einer eventuellen Fehlschweißung, das Band in der ein- und auslaufseitigen Bandspannvorrichtung gelöst werden muß und das auslaufseitige Bandende entgegen der Bandlaufrichtung zurückgezogen werden muß, um es erneut zu beschneiden und zu schweißen. Das Zurückziehen des Bandes , _{= w}....~..

bei einer, in einer Profilieranlage installierten Schweiß- 45 und leicht zu erreichen, kann in der Mitte des Obermesmaschine ist oft nicht möglich, da die Bandschweißanla- sers 15 ein Anschlagdorn eingebracht sein, gegen den

gen meist ohne Reserveschleife vor den Umformanla- ' ~ ' " ~

gen aufgestellt sind. Dieser Nachteil wird dadurch vermieden, daß eine der Positionen, in der der Schlitten arretierbar ist, um den halben Abstand der beiden Schnittkanten der zweischnittigen Schere von der Schneidposition in Richtung auf die feststehende Spannvorrichtung entfernt liegt. In dieser zusätzlichen Arretierposition des Schlittens wird die Fehlschweiß jng her- ^₁₁₁₁₁

ausgeschnitten, ohne daß die beiden Spannvorrichtun- 55 ganges der beiden Bandenden 2 und 4 in'der' PositioiTa. gen gelöst werden müssen. Damit entfällt ein erneutes Nach erfolgtem Einspannen wird die doppelschnittige

Ausrichten und Spannen der beiden Bandenden. " ' - ■ ·

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Schlitten in die zusätzliche Arretierposition durch eine zweite Verstellvorrichtung bringbar, die mit 60 der ersten in Reihe geschaltet ist. Dieses wird vorteilhafterweise durch zwei Kolben-Zylinder-Systeme erreicht, wobei das zweite Kolben-Zylinder-System am Maschinenständer befestigt ist und das erste Kolben-Zylinder-System in seiner Ausgangsposition von dem zweiten 65 der Schweißstation 10. Die "Spannvorrichtung 5 wird System verstellbar ist. Damit wird erreicht, daß die erste durch die hydraulische Vorrichtung 6 um den Abstand Verstellvorrichtung den Schlitten nur in den Positionen zwischen den beiden Schnittkanten der doppelschnittizum Schneiden und zum Schweißen arretiert. Dabei gen Schere 9 in Bandlaufrichtung verschoben, so daß die

2 ausgerichtet werden können.

Ebenfalls verschiebbar auf dem Ständer 1 ist der Schlitten 8 angebracht, welcher die zweischnittige Schere 9, die Schweißstation 10 und den Glühbrenner 11 trägt. Der Schlitten 8 ist durch das Zylinder-Kolben-System 12 in Längsrichtung des Bandes 2,4 verschiebbar. Der Zylinder des Systems 12 ist rückseitig an einem weiteren Zylinder des Zylinder-Kolben-Systems 13 angeflanscht Der Kolben des Systems 13 ist über die Kolbenstange 14 fest mit dem Ständer 1 der Maschine verbunden.

Das Arbeitsverfahren der Schweißvorrichtung ist wie folgt: Das auslaufende Bandende 2 wird in der Spannvorrichtung 3 zu der Mittelachse des Bandendes zentriert und festgespannt. Dabei ragt das auslaufende Bandende 2 noch soweit in die Schweißvorrichtung, daß das äußere Bandende noch bis etwa zur Mitte der doppelschnittigen Schere 9 reicht. Um diese Position schnell

das Bandende 2 schiebbar ist.

Das mit dem auslaufenden Bandende 2 zu verbindende einlaufende Bandende 4 wird in die Spannvorrichtung 5 gefahren, und zwar soweit, daß es wie das Bandende 2 in die doppelschnittige Schere 9 hineinreicht. Danach wird das Bandende 4 hinsichtlich seiner Mittelachse zentriert und in die Spannvorrichtung 5 eingespannt. Der Schlitten 8 steht während des Einspannvor-

Schere 9 betätigt und die beiden Bandenden werden beschnitten. Der Schneidabfall fällt nach unten durch die Schweißvorrichtung durch.

Nach erfolgtem Beschneiden der vorderen Bandenden 2 und 4 wird der Schlitten 8 in die Schweißposition gefahren, die durch b gekennzeichnet ist. Der Verfahrweg entspricht dem Abstand zwischen dem rechten Untermesser der doppelschnittigen Schere und der Mitte

Bandenden exakt voreinander stehen. Sollen die Außenränder der zu verbindenden Bandenden 2 und 4 nicht fluchten, so muß das Bandende 4 durch seitliches Verstellen der Spannvorrichtung 5 seitlich verschoben werden. Sollte dieses nachträgliche Justieren des Bandendes 4 erforderlich sein, so empfiehlt es sich, dieses Bandende nicht vor das andere Bandende zu fahren, sondern auf eine Distanz von ca. 2 mm, so daß ein seitliches Ausrichten des Bandendes 4 ohne Verhaken erfolgen kann. Diese Position der Spannvorrichtung 5 ist auf der Skala 16 mit dem Buchstaben e gekennzeichnet. Dieses ist auch gleichzeitig die Stellung des Bandendes 4, wenn mit abschmelzendem Draht eine MIG-MAG-Schweißung ausgeführt wird. Damit ist eine Durchschweißung der Bandenden bis zur Wurzel möglich, und es tritt nur eine ganz geringe Nahtüberhöhung beim Schweißen auf. Im Falle einer WIG- bzw. Plasmaschweißung müssen die Bandenden exakt und möglichst unter Druck voreinander stehen. Dazu wählt man folgenden Arbeitsablauf: Zunächst wird nach dem Verschieben des Schlittens 8 in die Schweißposition b die Schweiß-Spannvorrichtung 17 gespannt und die Spannvorrichtung 5 in die Position e zur Überprüfung des Bandendenversatzes gefahren. Dabei wird die Schweiß-Spannvorrichtung 18 bis auf einen Abstand von weniger als 1 mm zu dem Band herabgefahren, so daß beide Bandenden 2 und 4 plan aufliegen und die zu verbindenden Kanten nur in einem geringen Abstand voreinander stehen. In dieser Lage der Bandenden kann der Bandkantenversatz sehr leicht geprüft und korrigiert werden. Danach führt die Spannvorrichtung 5 den Resthub von Position e in Position f aus und setzt die Bandenden 2 und 4 exakt gerade und mit Druck voreinander, so daß der Schweißvorgang mit dem Brenner 19 durchgeführt werden kann. Falls die Naht keiner weiteren Nachbehandlung bedarf, können nun die Schweiß-Spannvorrichtungen 17, 18 und die Spannvorrichtungen 3 und 5 geöffnet werden und das Band für den weiteren Durchlauf freigegeben werden.

Ist jedoch eine Nachbehandlung des Bandes nach der Schweißung notwendig, z. B. eine erforderliche Nachglühung bei einer Schweißung von Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt oder das Abschleifen einer überstehenden Schweißraupe durch ein Schleifaggregat, so kann der Schlitten 8 bei weiter gespanntem Band in den Spannvorrichtungen 3 und 5 in die Position c gebracht werden. In dieser Position des Schlittens 8 wird, wie in der Zeichnung dargestellt, durch den Glühbrenner 11 eine Nachglühung der Schweißnaht vorgenommen. An Ste'le des Glühbrenners 11 kann auch ein Schleifaggregat oder eine Markierungsvorrichtung angeordnet sein. Es ist jedoch auch möglich, dem Schlitten 8 eine weitere Arretierungsposition zu geben, um neben dem Glühen auch ein Abschleifen der Schweißnaht durchzuführen. Diese Bearbeitung erfolgt stets bei einem, in den Spannvorrichtungen 3 und 5 eingespanntem Band.

Erkennt man während oder kurz nach dem Schweißvorgang, daß die Schweißnaht schadhaft oder zumindest kritisch ist, ist es erforderlich, eine zweite Schweißung schnellstmöglich durchzuführen. In diesem Fall wird die einlaufseitige Spannvorrichtung 5 während des Schweißvorganges geöffnet und in ihre Ausgangsposition d zugefahren und dort erneut gespannt. Während des Zurückfahrens der Spannvorrichtung 5 ist das Band noch in der Schweiß-Spannvorrichtung 17 und 18 ausreichend gehalten, so daß es seine Lage nicht verändern kann. Hiernach werden die Schweiß-Spannvorrichtungen 17 und 18 gelöst und das Zylinder-Kolben-System 12 in die Schneidstellung a zurückgefahren. Durch Betätigung des Zylinder-Kolben-Systems 13 wird der Schlitten 8 um den halben Abstand zwischen den beiden Schnittkanten der doppelschnittigen Schere 9 in Richtung auf die Spannvorrichtung 3 verfahren, so daß der Schlitten 8 die Stellung a I einnimmt. In dieser Position des Schlittens wird die kritische Schweißnaht ausgeschnitten und der gesamte vorbeschriebene Schweißvorgang wiederholt. Dabei steht der Schlitten 8 beim Schweißen in der Position b 1 und beim Glühen in der Position c 1. Bei der Wiederholung der Schweißung entfällt das Spannen, Zentrieren und Ausrichten des Bandendes 2 sowie das Zentrieren und Ausrichten des Bandendes 4. Das Spannen des Bandendes 4 kann in der Regel bereits während des ersten Schweißvorganges vorgenommen werden, sofern die Schweißnaht bereits sehr früh als kritisch erkannt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Schweißvorrichtung zum Verbinden aufeinanderfolgender Bandenden bei einem kontinuierlichen Banddurchlauf bestehend aus einer einlaufseitigen und einer auslaufseitigen Spannvorrichtung mit der Möglichkeit der Seitenzentrierung der Bandenden, einer Schere zum Beschneiden der Bandenden welche zusammen mit der Schweißvorrichtung an einem verschiebbaren Schlitten angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schere (9) als zweischnittige Schere mit parallel verlaufenden Schnittkanten ausgeführt ist und die bandeinlaufseitige Spannvorrichtung (5) mindestens um den Abstand der beiden Schnittkanten der Schere (9) in Bandlaufrichtung so verschiebbar angeordnet ist, daß der die Schweißstation (10; und die Schere (9) aufnehmende verfahrbare Schlitten (8) außer in der Schneid- (a)und Schweißposition (b)in weiteren Positionen (c, c 1, b 1, a 1) arretierbar ist.

2. Schweißvorrichtung, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Positionen (a 1), in der der Schlitten (8) arretierbar ist, um den halben Abstand der beiden Schnittkanten der zweischnittigen Schere (9) von der Schneidposition (a) in Richtung auf die feststehende Spannvorrichtung (3) entfernt liegt.

3. Schweißvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten (8) in mindestens eine der zusätzlichen Arretierpositionen (a I) durch eine zweite Verstellvorrichtung (13,14) bringbar ist, die mit der ersten (12) in Reihe geschaltet ist.

4. Schweißvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß daß die beiden Verstellvorrichtungen (12,13) als Kolben-Zylinder-Systeme ausgebildet sind, wobei das zweite Kolben-Zylinder-System (13) am Maschinenständey (1) befestigt ist und das erste Kolben-Zylinder-System (12) in seiner Ausgangsposition (a) von dem zweiten System (13) verstellbar ist.

5. Schweißvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an dem fahrbaren, die Schweißstation (10) und Schere (9) tragenden Schlitten (8) ein Glühbrenner (11) angeordnet ist.

6. Schweißvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an dem fahrbaren, die Schweißstation (10) und Schere (9) tragenden Schlitten (8) ein Schleifaggregat oder Fräsaggregat zur Schweißnahtbearbeitung angeordnet ist, welches die Nachbearbeitung der Schweißnaht bei gespannten ein- und auslaufseitigen Bandspann vorrichtungen (3) bzw. (5) vornimmt.