DE3211781A1

DE3211781A1 - Schweissgeraet fuer einen behaelterkoerper

Info

Publication number: DE3211781A1
Application number: DE19823211781
Authority: DE
Inventors: Keizo Tokyo Hirayama; Takeshi Yaizu Shizuoka Konagaya; Norihiro Shimizu Shizuoka Yamazaki
Original assignee: Daiwa Can Co Ltd
Current assignee: Daiwa Can Co Ltd
Priority date: 1981-04-02
Filing date: 1982-03-30
Publication date: 1982-12-23
Also published as: IT1148904B; JPS57165187A; AU8172782A; GB2096038A; IT8248134A0; KR830008781A; JPH0144433B2; FR2503001A1; CH654234A5; CA1175295A

Description

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Schweißgerät für einen Behälterkörper

Die Erfindung betrifft ein Schweißgerät für einen Behälterkörper und insbesondere Führungsteile in diesem Schweißgerät für den zu verschweißenden Gegenstand, bei dem eine seitliche Schweißnaht im Behälterkörper, der aus Metall, beispielsweise verzinntem Blech besteht, eingebracht wird, wobei die überlappten Teile der seitlichen Schweißnaht zwischen einer oberen und einer unteren Rollenelektrode geführt werden.

Eine bekannte Anordnung zur Führung eines zu verschweißenden Gegenstands zusammen mit anderen Teilen eines bekannten Schweißgeräts für einen Behälterkörper sind in Seitenansicht in der Fi g. 1 und in einer schnitt bildlichen Ansicht entlang der Linie Π-Π in Fig. 1 in der Fig. 2 dargestellt.

Die in diesen Figuren dargestellte Vorrichtung besitzt eine obere Rollenelektrode 1 und eine untere Rollenelektrode 2, die unmittelbar unter der oberen Rollenelektrode 1 angeordnet ist. Ferner besitzt das dargestellte Schweißgerät einen horizontal verlaufenden Träger 3 für die untere Rollenelektrode 2, welche am einen Ende des Trägers vorgesehen ist. An diesem Träger ist auch ein Zwischenführungsteil 6, welches weiter unten noch erläutert wird, gelagert. An der nicht näher dargestellten Wandung des Schweißgeräts ist eine hintere Befestigungseinrichtung befestigt, an der ein hinterer Führungsteil 5 angehängt ist, welche außerdem am oberen Teil eines hinteren Stücks 3a des Trägers 3 befestigt ist. Der Zwischenführungsteil 6 befindet sich am Träger 3 unmittelbar vor dem hinteren Führungsteil 5. Ein vorderer Führungsteil 7 befindet sich über dem Träger 3 an der Vorderseite des Zwischenführungsteils 6. Der vordere Führungsteil besitzt eine Spitze 8 in unmittelbarer Nähe und zwischen der oberen und unleren Rollenelektrode 1 und 2. Führungs-

nuten 16 und 16' erstrecken sich bis zur Spitze 8. Ein vorderer Befestigungsteil 9 dient zur Befestigung des vorderen Führungsteils 7 und ist fest verbunden mit einem horizontal verlaufender Tragarm 11, welcher mit einem Schraubenbolzen 10, der sich senkrecht durch den Tragarm erstreckend einer Schraubenmutter 12 an der nicht näher dargestellten Schweißgerätwand befestigt ist. Ein Schraubenbolzen 14 dient zur Befestigung des vorderen Führungsteils 7 an einer Platte 13 des vorderen Befestigungsteils 9. Elektrisch isolierende Platten 15 und 15' sind zur elektrischen Isolation zwischen den einzelnen Teilen vorgesehen.

Die beiden zu verschweißenden Längskanten B und C eines Behälterkörpers A sind in die Führungsnuten 16 und 16' im vorderen Führungsteil 7 eingesetzt. Die Führungsnuten 16 und 16' erstrecken sich bis zu Führungsnuten 18 und 18' (18' ist nicht dargestellt) im Zwischenführungsteil 6 und setzen sich in Führungsnuten 19 und 19' (19' ist nicht dargestellt) im hinteren Führungsteil 5 fort.

Im Träger 3 sind, wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, sich in axialer Richtung erstreckende Durchgangsbohrungen 21,22 und 23 vorgesehen. Die Bohrungen 21 und 22 dienen als Kanäle für Kühlwasser zur Kühlung des Trägers 3 und die Bohrung 23 dient als Führungskanal für einen Elektrodendraht. Linke und rechte Einschnitte 24 und 25 dienen zur Führung von Eohren für Farbe und zur Ermittlung der Farbmenge.

Bei dem in den Fi g. 1 und 2 dargestellten Schweißgerät wird ein zylindrischer Behälterkörper aus einer Metallplatte in der Fig. 1 von links kommend nach rechts bewegt. Der Behälterkörper umfaßt den Träger 3 und seine beiden Kanten B und C, welche an der Schweißnaht miteinander verbunden werden, werden in den Führungsnuten 19 und 19' zunächst im hinteren Führungsteil 5 geführt. Der Behälterkörper bewegt sich dann nach rechts in der Figur entlang der Führungsnuten 18 und 18'

im Zwischenträgerteil 6 und gelangt dann in die Führungsnuten 16 und 16' im vorderen Führungsteil 7. Schließlich gelangt der Behälterkörper in die Spitze 8 des vorderen Führungsteils. Die beiden Kanten B und C liegen übereinander zwischen der oberen und unteren Rollenelektrode 1 und 2. Aufgrund elektrischer Widerstandserhitzung werden die zu verschweißenden Kanten erwärmt und durch die Rollenelektroden aufeinander gedrückt, so daß sie beim Durchgang durch die beiden Rollenelektroden miteinander verschweißen. Der Schweißstrom fließt durch die obere Rollenelektrode, durch den Behälterkörper, durch die untere Rollenelektrode und durch den Träger.

Ein andersartiges Schweißgerät, welches nicht näher dargestellt ist, für einen aus einem verzinnten Bledi bestehenden Behälter, ist ebenfalls bekannt geworden. Dieser ist mit Elektrodendrähten ausgestattet, die um die obere und untere Elektrodenrolle gewickelt sind. Diese Elektrodendrähte werden über den Überlappungsteil des Behälterkörpers, der verschweißt werden soll, geführt, wenn dieser Überlappungsteil zwischen die beiden Elektrodendrähte zum Verschweißen eingesetzt ist .Auch dieses Schweißgerät ist mit Führungsteilen ausgestattet, wie sie in den Fig. 1 und 2 dargestellt sind.

Die Schweißgeschwindigkeit im Schweißgerät für die Seitennaht beträgt etwa 50 m/min. Am Behälterkörper erhält man eine ausreichende Schweißnaht bei einer Frequenz von 420 Hz, einen Primärstrom von 120 A und einen Sekundärstrom (Schweißstrom) von 3. 600 A.

Es wurden Versuche unternommen, um die Schweißgeschwindigkeit und die Ausbeute bei der Produktion bei dem vorstehend beschriebenen bekannten Schweißgerät zu erhöhen. Bei einer Frequenz von 600 Hz und einer Erhöhung der Schweißgeschwindigkeit auf 70 m/min, und einem Primärstrom von 130 A ergab sich, daß etwa 10 Minuten nach dem Be-

ginn des Schweißvorgangs die Behälterteile nur unzureichend verschweißt waren bzw. die Behälter Schmelzschichten und/oder abgelöste bzw. verbrannte Überzugsschichten an beiden Seiten der zu verschweißenden Teile aufwiesen. Der Schweiß Vorgang wurde dann beendet, um die Gründe hierfür zu untersuchen. Es hat sich herausgestellt, daß Fremdstoffe in den Führungsnuten der Führungsteile, insbesondere in den Führungsnuten 16 und 16' der Spitze 8 des vorderen Führungsteils 7 vorhanden waren. Die Fremdstoffe bestanden aus Zinn, welches als Schutzüberzug auf dem Behälterkörper vorhanden war und sich von diesem gelöst hatte.

Es hat sich herausgestellt, daß die Temperatur der Spitze 8 des vorderen Führungsteils 7 sich rasch erhöht und ein Zusammenhang besteht zwischen dieser Temperaturerhöhung und der Zeit, welche seit dem Beginn des Schweißvorgangs abgelaufen war, im Falle, daß die Frequenz 600 Hz und der Primärstrom 130 A beträgt, wie es in der Kurvendarstellung Z in der Fig. 6 dargestellt ist.

Aus dieser Kurvendarstellung ergibt sich, daß die Temperatur nach etwa. 10 Minuten seit Beginn des Schweißbetriebs sich auf etwa SOO⁰C erhöht hat und in 20 Minuten sich weiterhin auf 35O⁰C erhöht. Vermutlich erfolgt bei einer derart hohen Temperatur ein Ablösen und/oder Schmelzen des Überzugs und/oder des auf die Oberfläche aufgebrachten Zinns, während die beiden zu verschweißenden Karten des Behälterkörpers in Berührung kommen mit den Wänden der Führungsnuten im vorderen Führungsteil. Auf diese Weise setzen sich die Fremdstoffe an den Wänden der Führungsnuten ab.

Außerdem hat sich im Versuch herausgestellt, daß bei einer Frequenz von 420 Hz und einem Primärstrom von 120 A der vordere Führungsteil 20 Minuten nach Beginn des Schweißbetriebs eine Temperatur von etwa 18O⁰C erreicht und daß diese Temperatur etwa bei 18O°C verbleibt.

Die Erfindung macht sich die vorstehenden Untersuchungen zunutze und zielt ab auf die Verbesserung des in den Fig. Ί und 2 dargestellten ' Schweißgeräts.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine erhöhte Schweißgeschwindigkeit bei diesem Schweißgerät zu erzielen.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale, wobei in den Unteransprüchen Weiterbildungen der Erfindung enthalten sind.

Durch die Erfindung sind Kühlmittel vorgesehen, welche die Temperatur der Spitze des vorderen Führungsteils während des Schweißvorgangs auf einer bestimmten Temperatur halten, so daß keine Beschädigung des Oberflächenüberzugs auf den Teilen des Behälterkörpers, welche in den Führungsnuten der Spitze des vorderen Führungsteils gleiten und mit diesen in Berührung kommen, entsteht.

Die Figuren dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung. Es zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines bekannten Schweißgeräts zusammen mit Führungsteilen für den zu verschweißenden Gegenstand;

Fig. 2 eine schnittbildliche Darstellung entlang der Schnittlinie Π-Π in der Fig. 1;

Fig. 3 eine Seitenansicht der Führungsteile für den zu verschweißenden Gegenstand als Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 4 eine schnittbildliche Darstellung entlang der Schnittlinie

IV-IV in Fig. 4;

Fig. 5 eine teilweise vergrößerte Ansicht der Fig. 3 und

Fig. 6 Kurvendarstellungen, welche die Beziehung zwischen

und 7 der Zeit nach Beginn des Sch we iß Vorgangs und dem

Temperaturanstieg in der Spitze des vorderen Führungsteils wiedergeben.

Im folgenden wird zunächst anhand der Fig. 3 bis 5 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert.

In den Figuren 3, 4 und 5 werden für entsprechende Teile die gleichen Bezugsziffern verwendet wie in den Figuren 1 und 2. Diese Bezugsziffern sind 1,2,3, 3a, 4, 5, 8,15,15', 16,16', 18,19, 21, 22, 23,24, 25, A, B und C.

Gegenüber den bekannten Führungsteilen ist ein verbesserter Zwischenführungsteil 36 und ein verbesserter vorderer Führungsteil 37 vorgesehen. Ferner ist ein Befestigungsteil 41 vorgesehen, um den Zwischenführungsteil und vorderen Führungsteil aneinander zu.befestigen. Hierzu dienen Schraubenbolzen 42, 43 und 44.

Der Zwischenführungsteil 36 besitzt, wie aus den Fig. 4 und 5 zu ersehen ist, Einlaß- und Auslaßöffnungen 46 und 47 für eine Kühlflüssigkeit im hinteren Teil 45 einer Spüleinrichtung des Zwischenführungsteils 36. Ferner ist ein senkrecht verlaufender Kanal 48 für die Kühlflüssigkeit vorgesehen, der mit der Einlaßöffnung in Verbindung steht. Ein horizontal verlaufender Kanal 49 führt zum vorderen Teil 53 des Zwischenführungsteils 36. Ein Kanal 50 am Ende des Kanals 49 ver-

läuft senkrecht zur Zeichenebene und ein horizontal verlaufender Rückführkanal 51 ist parallel zum horizontal angeordneten Kanal 49 angeordnet. Der Rückführkanal steht in Verbindung mit der Auslaßöffnung 47, so daß die Kühlflüssigkeit zurückgeführt werden kann. Die Verbesserung des vorderen Führungsteils 37 ergibt sich in Verbindung mit dem Befestigungsteil 41. Der Befestigungsteil 41 ist mit einer Einlaß- und Auslaßöffnung 61 und 62 für eine Kühlflüssigkeit an seinem rückwärtigen Ende ausgestattet. Ferner besitzt der Befestigungsteil einen horizontal verlaufenden Kanal 63, der mit der Einlaßöffnung 61 in Verbindung steht. Dieser führt bis zum vorderen Ende des Befestigungsteils 41. Am vorderen Ende des Kanals 63 ist ein weiterer Kanal 64 vorgesehen, der vertikal zur Zeichenebene verläuft. Ein Rückführkanal 65 verläuft parallel zum horizontal verlaufenden Kanal 63 und steht in Verbindung mit der Auslaßöffnung 62. Der vordere Führungsteil 37 ist ferner mit einem horizontal verlaufenden Kanal 72 ausgestattet, der in Verbindung steht mit einem abwärts gerichteten Abzweigkanal 71, der sich nach unten erstreckt vom horizontal verlaufenden Kanal 63 im Befestigungsteil 41. Ein senkrecht verlaufender Kanal 73 am vorderen Ende des horizontal verlaufenden Kanals 72 erstreckt sich senkrecht zur Zeichenebene. Ein horizontal verlaufender Rückführkanal 74 beginnt am anderen Ende des vertikal verlaufenden Kanals 73 und erstreckt sich parallel zum horizontal verlaufenden Kanal 72. Der horizontal verlaufende Rückführkanal 74 steht in Verbindung mit einem Rückführabzweigkanal 75, der sich von der horizontal verlaufenden Rückführleitung 65 im Befestigungsteil 41 nach unten erstreckt. Auf diese Weise wird die Kühlflüssigkeit, welche in das System durch die Einlaßöffnung 61 eingebracht wird, in den vorderen Führungsteil 37 eingebracht und fließt zur Auslaßöffnung 62 zurück.

Unter Anwendung der in den Fig. 3 bis 5 dargestellten Führungsteile wird Wasser mit 7 C in die Kanäle des Zwischenführungsteils und des

vorderen Führungsteils, ggf. unter Druck, eingebracht. Das Schweißgerät wird bei einer Frequenz von 600 Hz und einem Primärstrom von 130 A betrieben, wobei durch die Kühlung der Führungsteile eine Schweißgeschwindigkeit für die Behälterkörper von 500 Behälterkörpern pro Minute erzielt wird.

Während eines mehrstündigen fortlaufenden Schweißbetriebs ergeben sich keinerlei fehlerhaft verschweißte Behälterkörper. Die Beziehung zwischen der Zeit und der Temperatur der Spitze des vorderen Führungsteils während des Schweißbetriebs sind gemessen bei den vorstehend angegebenen Betriebsbedingungen und die Kurve Y in der Fig. 6 gibt diese Beziehung wieder.

Es wurde die Beziehung zwischen der Temperatur der Spitze 8 des vorderen Führungsteils und der Betriebszeit für den Fall ermittelt, bei welchem der vordere Führungsteil nicht mit einem Kühlmedium beaufschlagt ist, bei verschiedenen Frequenzen und Strömen. Die Ergebnisse sind in der Fig. 7 dargestellt. Aus der Fig. 7 ist zu ersehen, daß die Temperatur der Spitze anwächst, wenn die Frequenz und/oder der Strom erhöht werden. Andererseits haben Versuche ergeben, daß dann, wenn der Grad der Erhitzung des verschweißten Gegenstands durch die Berührung mit dem vorderen Führungsteil so hoch ist, daß aufgebrachtes Metall oder der Schutzüberzug auf der Oberfläche nicht zerstört werden, ein Ablösen der Schutzschicht bzw. eine unzureichende Verschweißung nicht auftreten. Beispielsweise ist die kritische Temperatur für den Fall von verzinnten Blechen etwa 200°C. Wenn daher im jeweiligen Fall gemäß Fig. 6 (Kurvendarstellung Z) und Fig. 7 eine unzureichende Verschweißung bei Nichtanwendung von Kühlungsmitteln zu erwarten ist, wird man die Erfindung einsetzen, so daß die eingangs erwähnten Nachteile vermieden werden.

Beim vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die Kühlflüssigkeit durch den Befestigungsteil 41, den Zwischenführungsteil 36 und den vorderen Führungsteil 37 zur Kühlung dieser Teile hindurchgeführt. Dabei wird dafür Sorge getragen, daß die Kühlung derart erfolgt, daß die Temperatur des vorderen Führungsteils, insbesondere der Spitze, nicht die kritische Temperatur erreicht. Die Temperatur der Spitze 8 kann ebenfalls durch Tauchkühlung des Zwischenführungsteils und/oder des Befestigungsteils, welcher in Berührung bzw. in Kontakt steht mit dem vorderen Führungsteil, erfolgen. Durch die durch Tauchkühlung gekühlten Teile wird dann auch der vordere Führungsteil gekühlt.

Wie aus Fig. 7 zu ersehen ist, ändert sich der Grad des Temperaturanstiegs der Spitze in Abhängigkeit von der Frequenz und der Stromstärke. Wenn sowohl die Frequenz als auch die Stromstärke niedrig sind, genügt es, den vorderen Führungsteil auf der gewünschten Temperatur zu halten allein durch Kühlung des Zwischenführungsteils.

Beim vorstehenden Ausführungsbeispiel wird die KühKlüssigkeit zwangsläufig über den Befestigungsteil 41 in den vorderen Führungsteil 37 eingeleitet. Es ist jedoch auch möglich, die Kühlflüssigkeit direkt in den vorderen Führungsteil einzuleiten und hierfür eine entsprechende Anordnung vorzusehen.

Ferner sind beim vorstehe-nd beschriebenen Ausführungsbeispiel Kanäle für das Kühlmittel vorgesehen, welche das Kühlmittel in den vorderen Führungsteil leiten. Diese sind im vorderen Führungsteil, im Befestigungsteil und im Zwischenführungsteil, welcher in Berührung mit dem vorderen Führungsteil steht, angeordnet. Es ist jedoch auch möglich, ein Kühlgas, beispielsweise Stickstoff, gegen den Zwischenführungsteil und den vorderen Führungsteil durch eine Düse zu blasen,

so daß eine Kühlatmosphäre geschaffen wird, die die Temperatur des vorderen Führungsteils unter die kritische Temperatur bringt.

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Claims

Patentanwälte
Steinsdorfstr. 21-22 · D-8000 München 22 · Tel. 089/229441 · Telex: 05/22208

DAIWA CAN COMPANY, LIMITED 1-10, Nihombashi 2-chome, Chuo-ku,. Toky*lQ3, Japan

Schweißgerät für einen Behälterkörper

Patentansprüche:

/\1.J Schweißgerät zum Verschweißen sich überlappender Kantenbereiche eines Behälterkörpers, an welchem eine seitliche Schweißnaht beim Hindurchführen der überlappten Kantenbereiche zwischen einer oberen und einer unteren Rollenelektrode erzeugt wird, mit einem horizontal verlaufenden Träger, an dessen einem Ende die untere Rollenelektrode angeordnet ist und einem über dem Träger angeordneten vorderen Führungsteil, der eine Spitze, die in unmittelbare Nähe zwischen die obere und untere Rollenelektrode ragt, sowie Führungsnutem, die sich bis zur Spitze erstrecken und zur Führung der beiden Kantenbereiche des Behälterkörpers dienen, aufweist, wobei während des Schweißvorgangs ein Schweißstrom durch die obere Rollenelektrode,den Behälterkörper, die untere Rollenelektrode und den Träger fließt, dadurch gekennzeichnet, daß während des Schweißvorgangs durch Kühlmittel (45 bis 52, 61 bis 72) die Temperatur der Spitze (8) des vorderen Führungsteils (37) so eingestellt ist, daß die jeweilige Überzugsschicht auf den Behälterkörperteilen, die

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in gleitender Berührung mit der Spitze (8) kommen, unbeschädigt bleiben.
2. Schweißgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlmittel einen Kanal (72, 73, 74) im vorderen Führungsteil (37) aufweisen, durch den ein Kühlmittel hindurchfließt.
3. Schweißgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlmittelkanäle (48 bis 52 und 61 bis 65) im Zwischenträgerteil (36) und/oder einem Befestigungsteil (41), der in Berührung steht mit dem vorderen Führungsteil (37), vorgesehen sind.
4. Schweißgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlmittel eine Düse besitzen, durch die ein Kühlgas gegen den vorderen Führungsteil (37) geblasen wird.