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Perfectionnements aux dispositifs de mise en place et de soudure automatiques.
Cette invention se rapporte aux appareils de mise en place et de soudure automatiques servant à souder bout à bout des feuillards ou bandes métalliques pour en former une bande con- tinue en vue de leur traitement. Dans les installations traitant les feuillards ou bandes métalliques d'une manière continue, telles que les installations d'étamage par électrolyse, il est nécessaire de souder ou de fixer d'une autre façon l'extrémité arrière du feuillard d'une bobine à l'extrémité avant du feuillard de la bobine suivante.
Les circuits parcourus dans ces installa- tions d'étamage peuvent être divisés en trois zones : la zone 1 qui comprend l'équipement nécessaire à l'introduction ou l'alimen- tation ; la zone 2 qui comprend les différents bains, ces appareils
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effectuant le recouvrement électrolytique et le traitement, et la zone 3 où le feuillard muni de son recouvrement est découpé, examiné, classé et empilé. Il est d'importance capitale de conduire l'équipement de la zone 2 dans les conditions voulues pour maintenir un mouvement continu du feuillard en vue d'as- surer un décapage et un recouvrement électrolytique uniformes.
Il faut maintenir du mou dans le feuillard dans la zone 1 en vue d'assurer une opération continue dans la zone 2 lorsqu'on met en service une nouvelle bobine. Le temps néces- saire pour mettre en place de nouvelles bobines et souder les feuillards bout à bout dépend dans une grande mesure de l'ha- bileté de l'ouvrier dans la manipulation des extrémités des feuillards et la manoeuvre des diverses commandes électriques.
Ces opérations manuelles et la soudure prennent habituellement de 26 à 32 secondes, ce qui signifie qu'un mou considérable doit être prévu dans le feuillard et/ou que la vitesse de celui-ci doit être réduite considérablement, sinon le mou du feuillard sera épuisé avant que les feuillards n'aient pu être soudés bout à bout. L'accumulation de cette longueur de feuillard pose des problèmes au point de vue de la construction et du fonction- nement qui sont difficiles à résoudre sans une augmentation con- sidérable du coût initial de l'installation. La réduction de la vitesse dans une grande mesure, réduit à la fois la qualité et la quantité du feuillard recouvert et doit être évitée.
Suivant la présente invention, le temps nécessaire pour manipuler les feuillards et les souder bout à bout est réduit dans une mesure telle qu'il ne dépasse pas normalement 15 secondes. Il est évident que cette réduction du temps pendant lequel le feuillard de la zone 1 cesse d'être envoyé dans la zone 2 permet de réduire dans une moins forte mesure la vitesse du feuillard dans la zone 2 pendant le soudage des feuillards bout à bout.
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Un but de cette invention est de créer un dispositif automatique pour exécuter la plus grande partie des opérations dans la zonelde manière à réduire le temps nécessaire au soudage des feuillards bout à bout.
Un autre but est de construire un appareil qui met automatiquement dans la position voulue l'extrémité d'un feuillard et indique la position du feuillard lorsqu'il arrive dans la posi- tion de soudage.
Ces buts et d'autres encore ressortiront mieux de la description donnée ci-dessous avec référence aux dessins annexés, dans lesquels :
Figs. 1 et 1A combinéesmontrent une installation d'étamage par électrolyse à laquelle l'invention est appliquée.
Fig. 2 est une vue montrant l'appareil de soudage et de serrage ;
Fig. 3 est une coupe suivant la ligne III-III de la Fig. 2;
Fig. 4 est une vue en élévation montrant l'appareil qui sert à indiquer la position du feuillard;
Fig. 5 est une vue en bout de la Fig.4; et
Fig. 6 montre un schéma des connexions pour effectuer automatiquement la mise en place et le soudage des feuillards bout à bout.
Sur la Fig.l, le chiffre 2 désigne un porte- bobine supportant une bobine dont le feuillard S est soumis d'une façon continue à l'étamage par électrolyse ou autre traitement. Le feuillard S passe du porte-bobine 2 à une cisaille 4 qui est pourvue de rouleaux pinceurs d'entraînement 6 et d'une lame de ci- saille inférieure mobile 8 qui coopère avec une lame de cisaille intermédiaire 10 pour rogner les bords avant et arrière du feuillard qui se déroule du porte-bobine 2. De là le feuillard se
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rend à travers l'appareil à souder 12 aux rouleaux pinceurs 14 qui envoient le feuillard dans le puits adoucie 16. Un second porte-bobine 18 est monté à proximité du porte-bobine 2 et supporte une bobine dont le feuillard S1 doit être fixé au bord postérieur du feuillard S.
Pendant que ce dernier passe à travers l'installation, on monte le feuillard Si dans le porte- bobine 18 et on le fait passer entre les rouleaux pinceurs 20 pour rogner ensuite son bord antérieur entre la lame de cisaille supérieure mobile 22 et la lame intermédiaire 10. Le bord an- térieur du feuillard est alors suspendu contre l'électro-aimant supérieur 24 adjacent à la soudeuse pour être prêt à être manipulé rapidement lors de la mise en place. Lorsque le feuil- lard S est entièrement dérouléeson bord postérieur est découpé entre les lames de cisaille 8 et 10, la rotation des rouleaux pinceurs étant arrêtée pendant cette opération.
On amène alors le feuillard dans la position désirée pour le soudage au moyen des rouleaux pinceurs 14. Comme le montre le mieux la Fig. 2, l'appareil à souder 12 est pourvu de guide-bords 26 pour le feuillard soumis au traitement. Chacun des guides est monté sur des roues 28 qu'on peut déplacer sur une voie 30 au moyen d'un cylindre 32 dont le piston est relié au guide à l'aide d'une tige de piston 34. Le contrepoids 36 fixé au guide 26 au moyen du câble 38 repousse le guide contre le bord du feuil- lard en mouvement lorsque l'air est évacué du cylindre 32.
Lorsque le feuillard S passe à travers l'appareil à souder 12 il est arrêté dans la position désirée au moyen des rouleaux pinceurs 24. Du côté sortie de la soudeuse 12 se trouve une barre d'arrêt 40 (Figs. 2 et 3) susceptible de pivoter sur les broches 41 qui sont fixées aux extrémités du rouleau fou 42 et montées dans des paliers 43. La barre d'arrêt 40 présente une partie creuse 44, Fig. 3, pour permettre le passage.du @
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feuillard. La barre d'arrêt 40 est fixée à la tige de piston 46 et est actionnée par le mouvement du piston dans le cylindre 48. Lorsque le feuillard S a atteint la position désirée, la barre d'arrêt 40 le maintient dans cette position comme c'est représenté sur la Fig. 3.
On constatera que la barre d'arrêt présente une surface 50 contre laquelle le bord antérieur du feuillard S1 vient heurter. Lorsque le feuillard S occupe la position représentée, l'électro-aimant 24 est désaimanté et le feuillard S1 placé dans une position où son bord antérieur se trouve contre la surface 50 et on abaisse la mâchoire 52 en ouvrant la valve 54 (Fig. 6) pour admettre le fluide par le tuyau 56 au sommet des cylindres 58, la mâchoire 52 étant fixée aux tiges de piston 60. Lorsque les feuillards S et Si sont serrés entre la mâchoire 52 et l'électrode inférieure 62, on abaisse la tête soudeuse 64 en admettant de l'air au sommet du cylindre 66. La tête soudeuse 64 porte des électrodes circulai- res 68 et une roue de contact 70.
Le moteur 72 de la traverse de tête fait avancer la tête soudeuse 64 vers le bord du feuillard, jusqu'à ce que la roue 70 entre en contact avec le feuillard. Dans l'intervalle, l'énergie est appliquée aux élec- trodes 68 et l'avancement de la tête soudeuse portant les élec- trodes rotatives se prolonge jusqu'à ce que les deux feuillards soient soudés ensemble. Lorsque la soudure est achevée, tous les éléments reviennent dans leurs positions normales.
Afin de placer le bord postérieur du feuillard S exactement dans la position voulue, une roue 74 à laquelle un tambour de câble 76 est raccordé de manière à tourner conjointe- ment avec elle, est montée à proximité des rouleaux pinceurs 14.
Un câble 78 est enroulé sur le tambour 76 et un contrepoids 80 est fixé à son extrémité inférieure de toute manière appropriée.
La roue 74 est portée par un bras 82 qui est articulée autour @
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d'un arbre 84. Un bras 86 est monté rigidement sur 'arbre 84 et est relié au moyen d'une bielle 88 au solénoïde 90. Lorsque les rouleaux pinceurs 14 sont mis en marche pour placer l'extré- mité du feuillard S dans la position voulue, le solénoïde 90 fait osciller la roue 74 de manière qu'elle vienne en contact avec les rouleaux pinceurs 14, de manière à soulever le contre- poids 80 dans les guides 92. Deux interrupteurs limiteurs 96 et 98 qui sont susceptibles d'être actionnés par contact avec les faces inclinées 100 du contrepoids 80 sont supportés par la console de guidage 94. La position du contrepoids 80 indique la position relative du feuillard S.
Le dispositif fonctionne comme suit :
Lorsqu'on désire souder l'extrémité postérieure du feuillard S à l'extrémité antérieure du feuillard S1, on rogne l'extrémité de ce dernier et on la maintient en place au moyen d'un électro-aimant 24 comme il a été décrit précédemment et dans la position représentée sur la Fig. 1. On ralentit alors le fonctionnement de toute l'installation au moyen d'un dispositif qui ne fait pas partie de cette invention. Dans la plupart des cas, il est nécessaire de marcher à cette vitesse réduite afin d'avoir suffisamment de temps pour mettre les feuillards dans la position voulue et les souder ensemble. On arrête alors les rouleaux pinceurs 14 et le dévidoir 2, le feuillard accumulé dans le puits à boucle 16 étant amené dans les zones 2 et 3 pour maintenir en fonctionnement la partie de l'installation om se fait le traitement.
L'extrémité postérieure du feuillard S est alors découpée entre les lames de cisaille 8 et 10. A ce moment les différents organes de la machine et du circuit électrique occupent les positions représentées sur la Fig.1. Le bord posté- rieur du feuillard S est alors mis en place comme suit :
On presse le bouton poussoir 102 (Fig. 6), fermant
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ainsi le circuit du relais D de mise en place par les conducteurs 104, 106, 108, le relais D, le conducteur 110, l'interrupteur à bouton poussoir 102, les conducteurs 112 et 114. Le relais D est momentanément excité, de manière à fermer les contacts D1 et établir le circuit du relais par les conducteurs 114, 116 et 118, l'interrupteur limiteur 98, le conducteur 110, le relais D, les conducteurs 108, 106 et 104. Le contact D3 est ouvert et les contacts D4 et De sont fermés, fermant ainsi un circuit électrique séparé (non représenté) qui met en marche le moteur 120 du rouleau pinceur, de telle sorte que l'extrémité cisaillée du feuillard S est entraînée en avant à travers la soudeuse par les rouleaux pinceurs 14.
La fermeture du contact D2 ferme le circuit du so- lénoide 90 de mise en place du feuillard par les conducteurs 104,106 122, 124., 116 et 114. Ceci a pour effet de faire osciller la roue 74 de manière à l'amener en contact à fr:iction avec le rouleau pinceur rotatif 14 et comme la roue 74 tourne dans ces conditions, le tambour 76 enroule le câble 78 auquel est fixé le contrepoids 80.
La position du poids mobile 80 indique la position de l'ex- trémité cisaillée du feuillard S qui est entraîné par les rou- leaux de pinceurs 14. Lorsque le contrepoids ascendant heurte l'interrupteur limiteur 96, il ferme ses contacts normalement ouverts, de manière à fermer le circuit du relais J de la barre d'arrêt par les conducteurs 114, 112, 126, 128, les contacts fermés H2, les conducteurs 130 et 104. La fermeture du contact J3 établit le circuit du solénoide 132 par les conducteurs 114, 134, 136, 106 et 104. L'excitation du solénoïde 132 actionne la soupape 138 qui admet de l'air comprimé au cylindre 48 de la barre d'arrêt et évacue l'air du cylindre de guidage 32.
Lorsque l'air est admis au cylindre 48, la barre d'arrêt 40 descend vers le feuillard qui est encore en mouvement. Lorsque l'air est évacué du cylindre 32, le contrepoids 36 repousse les guides 26 vers le bord du feuillard en mouvement. Pendant cet intervalle de
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temps, au cours duquel les cylindres sont en fonction, le contre- poids 80 continue à monter jusqu'à ce qu'il heurte finalement l'interrupteur limiteur 98 pour ouvrir ses contacts normalement fermés et couper le circuit du relais D dont le contact D3 se ferme tandis que les contacts D4 et D5 s'ouvrent instantané- ment pour arrêter les rouleaux pinceurs d'entraînement 14.
L'ouverture du contact D1 ouvre le circuit du relais D tandis que l'ouverture du contact D2 désexcite le solénoïde 90, de telle sorte que la roue 74 s'écarte du rouleau d'entraînement 14. Le contrepoids 80 descend immédiatement dans sa position de départ.
Les dispositifs et circuits ainsi décrits sont synchronisés de manière à amener la barre d'arrêt 40 et les guides 26 dans leurs positions respectives par rapport au feuillard en même temps que les rouleaux 14 s'arrêtent. Le bout cisaillé du feuillard S est alors maintenu fermement en place dans la soudeuse 12 par la barre d'arrêt 40 qui est située à une distance suffisante de l'extrémité du feuillard de manière à assurer un chevauche- ment suffisant pour qu'on ait une bonne soudure. Le mouvement du guide 26 est arrêté, vu que ce dernier est arrivé en contact avec le bord du feuillard S. Le guide et la barre d'arrêt restent tous deux dans leurs positions de trvail jusqu'à l'achèvement de l'opération de soudage, étant donné que le relais J est en- core excité.
La fermeture du contact J2 ferme le circuit du re- lais J sur les contacts nprmalement ouverts de l'interrupteur 96, par les conducteurs 114, 140, 126, 128, 130 et 104. La fermeture du contact J1 établit un circuit allant au bouton-poussoir de serrage 142 qui est employé pour déclencher l'opération de soudage décrite ultérieurement.
L'ouvrier agit alors sur l'interrupteur à bouton- poussoir 144, de manière à désexciter l'électro-aimant 24, en coupant momentanément le circuit du relais normalement excité
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L. L'ouvrier introduit l'extrémité du feuillard SI dans la soudeuse contre la surface 50 de la barre d'arrêt 40 où elle vient recouvrir le feuillard S, les bords des deux feuillards étant en alignement. On ferme alors l'interru.pteur à bouton poussoir 142 pour fermer le relais K par les conducteurs 104, 106, 146, le contact fermé J1, les conducteurs 148, 112 et 114. La ferme- ture du contact Ki établit le circuit du relais K par les con-
116 ducteurs 114,/150, 148, le contact fermé J1, les conducteurs 146, 106 et 104.
La fermeture du contact K2 établit un circuit entre le contact C2 et le relais P pour déplacer dans le sens avant la tête soudeuse actionnée par moteur. La fermeture du contact K3 établit le circuit du solénoïde 152 par les conducteurs 104, 106, 154, 116 et 114. L'excitation du solénoide 152 a pour effet d'actionner une soupape à air 54 pour a.dmettre l'air au cylindre qui abaisse la mâchoire 52 sur les deux bouts de feuillards ame- nés en place dans la soudeuse. Lorsque la mâchoire 52 descend, elle heurte l'interrupteur limiteur 156 de manière à fermer le contact 158 et ouvrir le contact 160.
La fermeture du contact 158 établit le circuit du relais B par les conducteurs 104, 162, 164, le contact normalement fermé H1, les conducteurs 166,168 et 114. La fermeture du contact B1 ferme le circuit du relais J sur le contact H2. La fermeture du contact B2 ferme le circuit du relais A par les conducteurs 104, 170, 172 et 114, en fermant ainsi les contacts A1 et A2, ce qui établit un circuit pour le relais C et le solénoïde 174, par les conducteurs 104, 176, 178, et 114. Le solénoïde 174 actionne une soupape 180 pour admettre l'air à un cylindre 66 qui abaisse la tête soudeuse 64 à laquelle sont fixées les électrodes circulaires 68 et la roue de contact 70.
L'ouverture du contact 160 coupe le circuit qui excite nor- malement le relais E, de telle sorte que celui-ci se désexcite, entraînant l'ouverture de tous ses contacts. L'ouverture des contacts E1 et E2 coupe le circuit électrique (non représenté)
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du moteur 120 du rouleau pinceur et des dévidoirs 2 et 18, ce qui immobilise ceux-ci pendant l'opération de soudage. L'ouverture du contact E3 désamorce le relais F normalement excité et 1*ou- verture du contact E4 empêche le fonctionnement du moteur 72 de la tête soudeuse en sens inverse. L'excitation du relais C, ci-dessus décrit, ouvre le contact Ci normalement fermé mais l'ou- verture est retardée assez longtemps pour donner à la roue 70 le temps d'entrer en contact avec le feuillard après que la tête soudeuse a commencé sa course avant.
La fermeture du contact C2 ferme le circuit du relais P par les conducteurs 104, 182, 184 le contact fermé K2, les conducteurs 186, 116 et 114.
La fermeture des contacts P1 et P2 établit le circuit du relais T par les conducteurs 114, 188, 190, 182 et 104. Ceci a pour effet de fermer les contacts T1, T2 et T3 pour envoyer le courant au moteur 72 de la traverse de tête, qui actionne la tête soudeuse 64 de manière à la rapprocher du feuillard.
Lorsque la tête s'est déplacée suffisamment, la roue 70 entre en contact avec le feuillard et ferme le circuit du relais G par l'enroulement secondaire d'un transformateur 192 à 24 volts et la terre 194. La fermeture du contact G1 provoque l'excitation du relais B jusqu'à ce que le contact 158 de l'interrupteur li- miteur 156 s'ouvre lorsque la mâchoire 52 est soulevée. La fer- meture du contact G2 ferme un circuit commandant le fonctionne- ment d'un tube électronique tel qu'un tube à vapeur de mercure (non représenté) dans le circuit d'alimentation de la soudeuse, et le courant est ainsi envoyé aux électrodes 68. Lorsque la tête 64 continue sa course avant sur toute la largeur des feuil- lards serrés ensemble, ceux-ci sont soudés entre eux par les électrodes rotatives 68.
Lorsque la soudure a été achevée et que la roue 70 s'écarte du feuillard les divers organes sont ramenés dans leurs
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positions normales comme suit. Le relais G est desexcité, désexcis tant ainsi le relais B et coupant le circuit des électrodes 68.
Le désamorçage du relais B désexcite les relais A et J. La désex- citation du relais J ouvre le circuit du solénoïde 132 et actionne la soupape 138 pour admettre l'air aux cylindres 32 et 48 en ren- versant ainsi leur action et ramenant les guides 26 et la barre d'arrêt 40 dans leurs positions normales. Le désexcitation du relais A désexcite le solénoïde 174 et le relais régulateur de temps C. Le solénoïde 174 fait agir le cylindre 66 en sens in- verse, de manière à soulever la tête soudeuse 64. La désexcita- tion du relais K libère le bouton-poussoir 142, désexcite le relais P et le solénoïde de serrage 152. Ce dernier actionne la soupape 54 pour admettre de l'air aux cylindres 58, de manière à soulever la mâchoire 52.
L'ouverture des contacts P1 et P2 désexcite le relais T pour arrêter la course en avant dé la tête soudeuse 64. Lorsque la mâchoire 52 est soulevée, elle actionne un interrupteur limiteur 156 pour fermer le contact 160, de ma- nière à établir un circuit pour le relais E par les conducteurs 114, 168, 196, 198 et 104. La fermeture des contacts El et E2 permet le fonctionnement des dévidoirs 2 et 18 et des rouleaux d'entraînement 14. La fermeture du contact E3 ferme le circuit du relais F par les conducteurs 114, 200, 202, et 104. La ferme- ture du contact E4 ferme un circuit pour le relais Q par les con- ducteurs 114; 200, 204, l'interrupteur limitateur 206, les con- ducteurs 208, 210, 182 et 104.
Lorsque le relais Q est excité, ses contacts Ql et Q2 ferment le circuit du relais R de renversement R par les conducteurs 104, 182, 210,212 et 114. L'excitation du relais R ferme les contacts R1, R2 et R3 pour amener le courant au moteur de la tête soudeuse qui déclenche la marche arrière de la tête soudeuse 64. Cette action est interrompue lorsque la tête heurte l'interrupteur limiteur 206, de manière à ouvrir ses .contacts en désexcitant ainsi le relais Q qui désexcite à son @
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tour le relais R et arrête le moteur 72.
Ainsi qu'il a été mentionné précédemment, le relais F est alors excité et son contact F2 ferme un circuit pour le relais H par les conducteurs 104, 182, 214, 216, 116 et 114.
L'ouverture du contact F1 est retardée pendant un temps assez long pour permettre aux relais du circuit d'excitation (non représenté) de fonctionner pour remettre en marche l'équipement de la zone 1.
A ce moment, toute l'installation travaille à vitesse réduite.
Pour augmenter la vitesse jusqu'à la normale, l'ouvrier actionne les commandes qui sont prévues dans ce but, mais ne font pas partie de cette invention.
Si l'on désire souder un feuillard à l'extrémité du feuillard S1, on place une bobine de feuillard dans le dévidoir 2 et on coupe l'extrémité antérieure du feuillard entre les lames de cisaille 8 et 10,l'extrémité étant maintenue par un électro- aimant 218. L'opération ci-dessus décrite estalors répétée pour le feuillard S1, celui-ci étant le feuillard antérieur tandis que le feuillard supporté par le dévidoir 2 est le feuillard postérieur.
Bien qu'on ait décrit et représenté une forme d'exécu- tion de l'invention, il est évident que d'autres variantes et modi- fications peuvent être apportées sans s'écarter de l'invention.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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Improvements to automatic positioning and welding devices.
This invention relates to automatic positioning and welding apparatus for butt welding metal strips or strips to form a continuous strip for processing. In installations treating metal strips or strips in a continuous manner, such as electrolytic tinning installations, it is necessary to weld or otherwise fix the rear end of the strip from one coil to the other. front end of the strip of the next reel.
The circuits traversed in these tinning installations can be divided into three zones: zone 1 which includes the equipment necessary for the introduction or supply; zone 2 which includes the different baths, these devices
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carrying out the electrolytic coating and the treatment, and zone 3 where the strip provided with its coating is cut, examined, classified and stacked. It is of utmost importance that the equipment in zone 2 be operated under the conditions desired to maintain continuous movement of the strip to ensure uniform pickling and electrolytic coating.
Slack must be maintained in the strip in Zone 1 in order to ensure continued operation in Zone 2 when a new coil is put into service. The time required to set up new coils and butt weld the strips depends to a large extent on the skill of the worker in handling the ends of the strips and operating the various electrical controls.
These manual operations and welding usually take 26 to 32 seconds, which means that considerable slack must be allowed in the strip and / or the speed of the strip must be reduced considerably, otherwise the slack in the strip will be exhausted. before the straps could be butt welded. The build-up of this strip length poses constructional and operational problems which are difficult to resolve without a substantial increase in the initial cost of the installation. Reducing the speed to a great extent reduces both the quality and the quantity of the coated strip and should be avoided.
According to the present invention, the time required for handling the strips and butt welding them is reduced to such an extent that it does not normally exceed 15 seconds. Obviously, this reduction in the time during which the strip from zone 1 ceases to be sent into zone 2 makes it possible to reduce to a lesser extent the speed of the strip in zone 2 during the butt welding of the strips.
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An object of this invention is to create an automatic device for performing the major part of the operations in the area so as to reduce the time required for the butt welding of the strips.
Another object is to construct an apparatus which automatically places the end of a strip in the desired position and indicates the position of the strip when it reaches the welding position.
These and other objects will become more apparent from the description given below with reference to the accompanying drawings, in which:
Figs. 1 and 1A combined show an installation for tinning by electrolysis to which the invention is applied.
Fig. 2 is a view showing the welding and clamping apparatus;
Fig. 3 is a section taken along line III-III of FIG. 2;
Fig. 4 is an elevational view showing the apparatus which serves to indicate the position of the strip;
Fig. 5 is an end view of FIG. 4; and
Fig. 6 shows a circuit diagram for automatically placing and welding the strips butt.
In Fig.l, the numeral 2 designates a spool holder supporting a spool, the strip S of which is continuously subjected to tinning by electrolysis or other treatment. The strip S passes from the spool holder 2 to a shear 4 which is provided with drive nip rollers 6 and a movable lower shear blade 8 which cooperates with an intermediate shear blade 10 to trim the leading edges and back of the strip which unwinds from the reel holder 2. From there the strip is
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returns through the welding device 12 to the nip rollers 14 which send the strip into the softened well 16. A second spool holder 18 is mounted near the spool holder 2 and supports a spool whose strip S1 is to be fixed to the posterior edge of the strip S.
As the latter passes through the installation, the strip Si is mounted in the spool holder 18 and passed between the nip rollers 20 to then trim its leading edge between the movable upper shear blade 22 and the intermediate blade. 10. The leading edge of the strip is then suspended against the upper electromagnet 24 adjacent to the welder to be ready for quick handling during installation. When the strip S is fully unwound its rear edge is cut between the shearing blades 8 and 10, the rotation of the nip rollers being stopped during this operation.
The strip is then brought into the desired position for welding by means of the nip rollers 14. As best shown in FIG. 2, the welding apparatus 12 is provided with edge guides 26 for the strip subjected to the treatment. Each of the guides is mounted on wheels 28 that can be moved on a track 30 by means of a cylinder 32, the piston of which is connected to the guide by means of a piston rod 34. The counterweight 36 fixed to the guide 26 by means of the cable 38 pushes the guide against the edge of the moving strip when the air is discharged from the cylinder 32.
When the strip S passes through the welding device 12 it is stopped in the desired position by means of the nip rollers 24. On the output side of the welder 12 there is a stop bar 40 (Figs. 2 and 3) capable of to pivot on the pins 41 which are fixed to the ends of the idle roller 42 and mounted in bearings 43. The stop bar 40 has a hollow part 44, FIG. 3, to allow passage of the @
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strip. The stop bar 40 is attached to the piston rod 46 and is actuated by the movement of the piston in the cylinder 48. When the strip S has reached the desired position, the stop bar 40 maintains it in this position as it does. 'is shown in FIG. 3.
It will be noted that the stop bar has a surface 50 against which the front edge of the strip S1 strikes. When the strip S occupies the position shown, the electromagnet 24 is demagnetized and the strip S1 placed in a position where its leading edge is against the surface 50 and the jaw 52 is lowered by opening the valve 54 (Fig. 6. ) to admit the fluid through the pipe 56 at the top of the cylinders 58, the jaw 52 being fixed to the piston rods 60. When the strips S and Si are clamped between the jaw 52 and the lower electrode 62, the welding head is lowered 64 by admitting air to the top of cylinder 66. Welding head 64 carries circular electrodes 68 and a contact wheel 70.
The head crossmember motor 72 advances the welding head 64 towards the edge of the strip, until the wheel 70 comes into contact with the strip. In the meantime, energy is applied to the electrodes 68 and the advancement of the welding head carrying the rotating electrodes is continued until the two strips are welded together. When the weld is complete, all the elements return to their normal positions.
In order to place the rear edge of the strip S exactly in the desired position, a wheel 74 to which a cable drum 76 is connected so as to rotate together with it is mounted near the nip rollers 14.
A cable 78 is wound on the drum 76 and a counterweight 80 is attached to its lower end in any suitable manner.
The wheel 74 is carried by an arm 82 which is articulated around @
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of a shaft 84. An arm 86 is rigidly mounted on the shaft 84 and is connected by means of a connecting rod 88 to the solenoid 90. When the nip rollers 14 are activated to place the end of the strip S in the desired position, the solenoid 90 oscillates the wheel 74 so that it comes into contact with the pinch rollers 14, so as to lift the counterweight 80 in the guides 92. Two limit switches 96 and 98 which are capable of 'being actuated by contact with the inclined faces 100 of the counterweight 80 are supported by the guide console 94. The position of the counterweight 80 indicates the relative position of the strip S.
The device works as follows:
When it is desired to weld the rear end of the strip S to the anterior end of the strip S1, the end of the latter is trimmed and it is held in place by means of an electromagnet 24 as described above. and in the position shown in FIG. 1. The operation of the entire installation is then slowed down by means of a device which does not form part of this invention. In most cases, it is necessary to run at this reduced speed in order to have enough time to put the strips in the desired position and weld them together. The nip rollers 14 and the unwinder 2 are then stopped, the strip accumulated in the loop well 16 being brought into zones 2 and 3 to keep the part of the installation in operation where the treatment is carried out.
The rear end of the strip S is then cut between the shear blades 8 and 10. At this time the various components of the machine and of the electrical circuit occupy the positions shown in FIG. The posterior edge of the strip S is then placed as follows:
Push button 102 (Fig. 6) is pressed, closing
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thus the circuit of the relay D set up by the conductors 104, 106, 108, the relay D, the conductor 110, the push button switch 102, the conductors 112 and 114. The relay D is momentarily energized, so to close contacts D1 and establish the relay circuit through conductors 114, 116 and 118, limit switch 98, conductor 110, relay D, conductors 108, 106 and 104. Contact D3 is open and contacts D4 and De are closed, thus closing a separate electrical circuit (not shown) which starts nip roller motor 120, so that the sheared end of strip S is driven forward through the welder by nip rollers 14.
The closing of the contact D2 closes the circuit of the solenoid 90 for positioning the strip via the conductors 104, 106 122, 124., 116 and 114. This has the effect of making the wheel 74 oscillate so as to bring it into contact. at fr: iction with the rotary nip roller 14 and as the wheel 74 rotates under these conditions, the drum 76 winds the cable 78 to which the counterweight 80 is attached.
The position of the moving weight 80 indicates the position of the sheared end of the strip S which is driven by the pinch rollers 14. When the upward counterweight strikes the limit switch 96, it closes its normally open contacts, thus closing its normally open contacts. so as to close the circuit of the relay J of the stop bar by the conductors 114, 112, 126, 128, the closed contacts H2, the conductors 130 and 104. The closing of the contact J3 establishes the circuit of the solenoid 132 by the conductors 114, 134, 136, 106 and 104. The energization of the solenoid 132 actuates the valve 138 which admits compressed air to the cylinder 48 of the stop bar and discharges the air from the guide cylinder 32.
When air is admitted to cylinder 48, stop bar 40 descends towards the strip which is still in motion. When the air is evacuated from the cylinder 32, the counterweight 36 pushes the guides 26 towards the edge of the moving strip. During this interval of
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time, during which the cylinders are in operation, the counterweight 80 continues to rise until it finally strikes the limit switch 98 to open its normally closed contacts and cut the circuit of relay D including contact D3 closes while contacts D4 and D5 open instantaneously to stop the drive pinch rollers 14.
The opening of the contact D1 opens the circuit of the relay D while the opening of the contact D2 de-energizes the solenoid 90, so that the wheel 74 moves away from the drive roller 14. The counterweight 80 immediately descends into its position. starting point.
The devices and circuits thus described are synchronized so as to bring the stop bar 40 and the guides 26 into their respective positions with respect to the strip at the same time as the rollers 14 stop. The sheared end of the strip S is then held firmly in place in the welder 12 by the stop bar 40 which is located at a sufficient distance from the end of the strip so as to ensure a sufficient overlap to have a good weld. The movement of the guide 26 is stopped, since the latter has come into contact with the edge of the strip S. The guide and the stop bar both remain in their working positions until the completion of the operation. welding, since relay J is still energized.
Closing of contact J2 closes the circuit of relay J on the mostly open contacts of switch 96, via conductors 114, 140, 126, 128, 130 and 104. Closing of contact J1 establishes a circuit going to the button. clamping pusher 142 which is used to initiate the welding operation described later.
The worker then acts on the push-button switch 144, so as to de-energize the electromagnet 24, momentarily cutting the circuit of the normally energized relay.
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L. The worker introduces the end of the strip SI into the welder against the surface 50 of the stop bar 40 where it covers the strip S, the edges of the two strips being in alignment. The pushbutton switch 142 is then closed to close relay K via conductors 104, 106, 146, closed contact J1, conductors 148, 112 and 114. Closing contact Ki establishes the circuit of the switch. relay K by the con-
116 conductors 114, / 150, 148, the closed contact J1, the conductors 146, 106 and 104.
Closing contact K2 establishes a circuit between contact C2 and relay P to move the motor-driven welding head in the forward direction. Closing of contact K3 establishes the circuit of solenoid 152 through conductors 104, 106, 154, 116 and 114. The energization of solenoid 152 has the effect of actuating an air valve 54 to supply air to the cylinder. which lowers the jaw 52 on the two ends of the strips brought into place in the welder. When the jaw 52 descends, it hits the limit switch 156 so as to close the contact 158 and open the contact 160.
Closing of contact 158 establishes the circuit of relay B through conductors 104, 162, 164, normally closed contact H1, conductors 166, 168 and 114. Closing of contact B1 closes the circuit of relay J on contact H2. Closing contact B2 closes the circuit of relay A through conductors 104, 170, 172 and 114, thus closing contacts A1 and A2, which establishes a circuit for relay C and solenoid 174, through conductors 104, 176, 178, and 114. Solenoid 174 actuates valve 180 to admit air to cylinder 66 which lowers welder head 64 to which circular electrodes 68 and contact wheel 70 are attached.
The opening of contact 160 cuts the circuit which normally excites relay E, so that the latter de-energizes, causing all of its contacts to open. Opening contacts E1 and E2 cuts the electrical circuit (not shown)
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of the motor 120 of the nip roller and of the unwinders 2 and 18, which immobilizes the latter during the welding operation. The opening of the contact E3 de-energizes the relay F normally energized and the opening of the contact E4 prevents the operation of the motor 72 of the welding head in the reverse direction. The energization of relay C, described above, opens the normally closed contact Ci but the opening is delayed long enough to give the wheel 70 time to come into contact with the strip after the welding head has started its race before.
Closing of contact C2 closes the circuit of relay P through conductors 104, 182, 184, closed contact K2, conductors 186, 116 and 114.
The closing of the contacts P1 and P2 establishes the circuit of the relay T by the conductors 114, 188, 190, 182 and 104. This has the effect of closing the contacts T1, T2 and T3 to send the current to the motor 72 of the cross member. head, which actuates the welding head 64 so as to bring it closer to the strip.
When the head has moved sufficiently, the wheel 70 comes into contact with the strip and closes the circuit of the relay G by the secondary winding of a transformer 192 at 24 volts and the earth 194. The closing of the contact G1 causes l energizing relay B until contact 158 of limit switch 156 opens when jaw 52 is lifted. Closing the G2 contact closes a circuit controlling the operation of an electron tube such as a mercury vapor tube (not shown) in the welder power circuit, and current is thus sent to the welder. electrodes 68. As the head 64 continues its forward stroke over the entire width of the strips clamped together, these are welded together by the rotating electrodes 68.
When the weld has been completed and the wheel 70 moves away from the strip, the various components are returned to their
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normal positions as follows. Relay G is de-energized, thus de-energizing relay B and cutting off the circuit of electrodes 68.
De-energizing relay B de-energizes relays A and J. De-energizing relay J opens the circuit of solenoid 132 and actuates valve 138 to admit air to cylinders 32 and 48, thus reversing their action and returning them. guides 26 and stop bar 40 in their normal positions. De-energizing relay A de-energizes solenoid 174 and time regulator relay C. Solenoid 174 causes cylinder 66 to act in the opposite direction, so as to lift welding head 64. De-energization of relay K releases button. -pusher 142, de-energizes the relay P and the clamping solenoid 152. The latter actuates the valve 54 to admit air to the cylinders 58, so as to lift the jaw 52.
The opening of the contacts P1 and P2 de-energizes the relay T to stop the forward stroke of the welding head 64. When the jaw 52 is raised, it activates a limit switch 156 to close the contact 160, so as to establish a circuit for relay E by conductors 114, 168, 196, 198 and 104. Closing of contacts El and E2 enables operation of reels 2 and 18 and of drive rollers 14. Closing of contact E3 closes the circuit of the relay F through conductors 114, 200, 202, and 104. Closing contact E4 closes a circuit for relay Q through conductors 114; 200, 204, limit switch 206, leads 208, 210, 182 and 104.
When the relay Q is energized, its contacts Ql and Q2 close the circuit of the reversing relay R R through the conductors 104, 182, 210, 210, 12 and 114. The energization of the relay R closes the contacts R1, R2 and R3 to bring the current. to the motor of the welding head which triggers the reverse gear of the welding head 64. This action is interrupted when the head hits the limit switch 206, so as to open its contacts by thus de-energizing the relay Q which de-energizes at its @
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turn relay R and stop engine 72.
As previously mentioned, relay F is then energized and its contact F2 closes a circuit for relay H through conductors 104, 182, 214, 216, 116 and 114.
The opening of contact F1 is delayed for a long enough time to allow the relays of the excitation circuit (not shown) to operate to restart the equipment in zone 1.
At this time, the whole installation is working at reduced speed.
To increase the speed to normal, the worker operates the controls which are provided for this purpose, but do not form part of this invention.
If it is desired to weld a strip to the end of the strip S1, a coil of strip is placed in the unwinder 2 and the front end of the strip is cut between the shear blades 8 and 10, the end being held by an electromagnet 218. The operation described above is then repeated for the strip S1, the latter being the front strip while the strip supported by the reel 2 is the rear strip.
Although one embodiment of the invention has been described and shown, it is evident that other variations and modifications can be made without departing from the invention.
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