Vorrichtung zum Einspannen von Blechen, insbesondere Bändern in Bandschweissmaschinen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ein spannen von Blechen, insbesondere Bändern in Band- schweissmaschinen, wobei die Bleche zwischen Spann backenpaaren eingeklemmt sind.
Vor dem Stumpfschweissen von Blechen oder Bän dern ist es erforderlich, die zu verschweissenden Enden entsprechend vorzubereiten. Zweckmässig ist beispiels weise ein Besäumen derselben durch zwei parallel zu einander im Abstand an einem Halter angeordnete Trennwerkzeuge, vorzugsweise Trennscheren. Nach Zusammenfügen der solcherart besäumten Blech- bzw. Bandenden ergibt sich eine sehr günstige Schweissfuge mit V-förmiger Schweisskantenvorberei- tung, was insbesondere für dickere mit Zusatzdraht zu verschweissende Bleche einen zusätzlichen Vorteil be deutet.
Aber auch für Transformatorenbleche von etwa 0,3 mm Stärke bietet dieses Trennverfahren wesentliche Vorteile, da bei diesen Blechen ein Luftspalt von nur 0,1 mm zwischen den beschnittenen Bändern ein Zu- sammenschweissen unmöglich macht.
Voraussetzung für ein gutes Gelingen des Trenn vorganges sowie der anschliessenden Verschweissung ist jedoch ein exaktes Einspannen der Blechenden, wobei insbesondere darauf zu achten ist, dass sich der Druck der Spannbacken möglichst gleichmässig über die gesamte Blechbreite verteilt. Eine gleichmässige Verteilung des sehr hohen Einspanndruckes ist primär erforderlich, um einseitige Quetschungen der Bleche und damit das Entstehen von Luftspalten zu verhin dern, die - wie bereits oben angedeutet - schon bei minimaler Ausdehnung die Schweissung stark beein trächtigen können.
Ferner empfiehlt sich eine gleich- mässige Druckverteilung, um den Verschleiss der Spannbacken zu reduzieren.
Die erwünschte gleichmässige Druckverteilung kann wohl bei Blechen gleichmässiger Stärke und Breite verhältnismässig leicht verwirklicht werden, nämlich durch stabile Ausbildung der Spannbacken sowie durch planparalleles Schleifen der mit den Ble- chen in Eingriff stehenden Spannbackenflächen. Bei Blechen unterschiedlicher Breite jedoch ist der Ein spanndruck auf das schmalere Blech erheblich höher als auf das breitere. Bei über die Breite unterschied lichen Blechstärken kann es sogar zu punktförmigen Belastungen kommen, wobei im Extremfall wenige Stellen sehr stark belastet sind, während die übrigen Blechbereiche überhaupt nicht eingespannt sind und somit die Möglichkeit zur Bildung von Luftspalte be steht.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die vorstehenden Nachteile zu vermeiden, d. h. eine Ein spannvorrichtung zu schaffen, die trotz evt. unter schiedlicher Blechbreiten sowie -stärken mit gleichmäs- sigem Einspanndruck arbeitet. Zur Lösung des Pro blems wird vorgeschlagen, dass mindestens ein Spann backen jedes Spannbackenpaares über seine Breite unterteilt ausgebildet ist und dass die einzelnen Spann backenteile gegeneinander begrenzt beweglich sind.
Die Bewegungsgrenze der erfindungsgemässen Spannbackenteile, die an einem gemeinsamen Spann backenträger angeordet sind, ist zweckmässig derart festzulegen, dass sie - beispielsweise bei Bandschweiss- maschinen - auf die gängigen Bandstärken abgestimmt ist. überwiegt nun die Spannbackenbreite die Blech breite, so weisen die unbenutzten Spannbackenpartien nicht mehr - wie bei geschlossenen planparallelen Spannbackenflächen - einen der Bandstärke entspre chenden Abstand gegeneinander auf, sondern liegen bedingt durch die Beweglichkeit der Spannbackenteile - fest aneinander an.
Der Druckausgleich zwischen den mit dem Blech in Eingriff stehenden Spannbackenpartien und den unmit telbar gegeneinander gepressten freien Spannbackentei len kann grundsätzlich auf beliebige Weise erfolgen. So ist beispielsweise ein Druckausgleich über ein geschlos senes Druckmittelsystem (hydraulisch oder pneuma tisch) denkbar. Aus Gründen einer einfachen und bil ligen Herstellung ist erfindungsgemäss zwischen den Spannbackenteilen und dem Spannbackenträger jeweils eine wulstartige Zwischenschicht aus einem elastischen Material, vorzugsweise Gummi angeordnet.
Die wulstartige Zwischenschicht ist zweckmässig durchgehend über die gesamte Breite des Spannbak- kens und im wesentlichen parallel zur Abschlusskante des jeweiligen Spannbackenteils angeordnet.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung wird ferner vorgeschlagen, dass die elastische Zwischen schicht durch die Spannbackenteile vorgespannt ist und dass zur Vorspannung jeweils ein Schraubenbolzen dient, der das Spannbackenteil in einer Ausnehmung durchsetzt und am Spannbackenträger befestigt ist.
Diese Schraubenbolzen genügen an sich schon zur Befestigung der Spannbackenteile. Um diesen jedoch eine eindeutig definierte Beweglichkeit zu geben, wird zusätzlich vorgeschlagen, dass die Spannbackenteile an ihren rückwärtigen Enden nasenartige Fortsätze auf weisen, die gelenkartig in entsprechend ausgebildete Ausnehmungen am Spannbackenträger eingreifen.
Die Spannbackenteile können grundsätzlich unmit telbar mit den einzuspannenden Blechen bzw. Bändern in Eingriff stehen. Um jedoch ein Eindringen von Staub und Schmutz in die schmalen Spalte zwischen den benachbarten Spannbackenteilen und damit eine Einschränkung deren Funktionsfähigkeit zu vermeiden, empfiehlt es sich, die Spannbackenteile mit einer ge meinsamen über die gesamte Spannbackenbreite durch gehenden Metall-, vorzugsweise Kupferauflage, zu be schichten.
Eine Kupferauflage hat zudem noch den Vorteil, dass sie auf Grund ihrer guten Leitfähigkeit eine den Lichtbogen beim Lichtbogenschweissen evt. beeinflus sende Turbulenz verhindert. Selbstverständlich ist die Stärke der Kupferauflage so zu bemessen, dass die Beweglichkeit der Spannbackenteile nicht zu stark be einträchtigt wird.
In der Zeichnung ist zur näheren Erläuterung der Erfindung ein Ausführungsbeispiel dargestellt und zwar zeigt: Fig. 1 eine Bandschweissanlage in Ansicht, Fig. 2 eine Ansicht in Richtung eines Pfeiles A in Fig. 1, Fig. 3 eine Draufsicht der Bandschweissanlage nach Fig. 1 und 2, Fig. 4 Einspann- und Trennvorrichtung der Band- schweissanlage nach Fig. 1 bis 3 in Form eines ver grösserten Ausschnittes, Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie V - V in Fig. 4, Fig. 6 die Grundstellung der Bandschweissanlage beim Durchlauf der Bänder (schematisch), Fig. 7 die Grundstellung der Bandschweissanlage nach dem Einspannen der Bandenden (schematisch), Fig. 8 die Grundstellung der Bandschweissanlage nach dem Besäumen der Bandenden (schematisch,) Fig.
9 die Grundstellung der Bandschweissanlage vor dem Zusammenführen der besäumten Bandenden (schematisch) und Fig. 10 ebenfalls in schematischer Form die Schweisstellung der Bandschweissanlage.
Wie insbesondere aus Fig. 1 und 2 zu ersehen, ist die gesamte Bandschweissanlage auf Walzprofilträger- teilen 10 montiert, die etwas unterhalb der durch eine dünne Linie 11 gekennzeichneten Flurhöhe angeordnet sind.
Wesentliche Teile der Bandschweissanlage sind eine Trennvorrichtung 12, 13, zwei Spannbackenpaare 14 (siehe insbesondere Fig. 4 und 5), sowie die eigent liche Schweisseinrichtung. Die Schweisseinrichtung ist in der Zeichnung im einzelnen nicht dargestellt. Sie kann beliebiger Bauart sein, ausgeführt beispielsweise als Lichtbogenschutzgasschweisseinrichtung mit oder ohne Zusatzmaterial oder auch als Autogenschweiss- einrichtung.
Mit 12 ist der bewegliche Teil der Trennvorrich tung bezeichnet. Er besteht aus einem vertikal beweg lichen rahmenförmigen Halter, an dessen oberem Bal ken 15 beidseitig Schermesser 16 befestigt sind. Der insbesondere aus Fig. 4 ersichtliche stationäre Teil 13 der Trennvorrichtung ist ebenfalls mit zwei Schermes sern versehen, die dort mit 31 beziffert sind.
Die mit 17 bezeichnete Oberseite des oberen Bal kens 15 des beweglichen Teils 12 der Trennvorrich tung dient zugleich zur Aufnahme der Schweissbren- nerführung sowie der Zuführmittel für das ggf. verwen dete Zusatzmaterial, die in Fig. 1 bis 3 durch eine Drahthaspel 18 angedeutet sind. Der aus Fig. 4 ersicht liche und dort mit 19 bezeichnete untere Balken des Schermesserhalters ist an seiner Innenseite 20 als Schweissunterlage ausgebildet @ und zu diesem Zweck mit einer Kupferauflage 21 versehen.
Der Schermesserhalter 15 wird pneumatisch betä tigt. Zu diesem Zweck ist unterhalb der Anlage in einer Grube 22 versenkt eine pneumatische Hubvor richtung 23 vorgesehen. In der Grube 22 ist ferner auf Schienen 24 ein Wagen 25 verfahrbar angeordnet, der zum Abtransport von Blechabfällen dient.
Die Laufrichtung der zu verschweissenden Bänder ist in Fig. 1 und 3 durch einen Pfeil 26 angedeutet. Bedingt durch die symmetrische Ausbildung der An lage ist nach Fig. 1 und 3 eine Zuführung des ablau fenden Bandes sowohl von links als auch von rechts her möglich. Die mit 27 und 28 bezifferten Bänder werden auf Rollen 29, 30 in die Maschine hinein bzw. aus der Maschine herausgeführt.
Zum Festklemmen der zu besäumenden Bandenden dienen die bereits oben erwähnten Spannbackenpaare 14. In Fig. 1 bis 3 sind jeweils die oberen mit 32 bezeichneten Spannbacken gut erkennbar, während in Fig. 4 und 5 auch die unteren Spannbacken dargestellt und mit 33 beziffert sind. Wie aus Fig. 3 hervorgeht, sind Trennvorrichtung 12, 13 sowie Spannvorrichtung 14 schräg zur Bandlaufrichtung angeordnet und zwar unter einem Winkel von etwa 83 .
Für die Hubbewegung der oberen Spannbacken 32 sind pneumatisch betriebene Kolben 34 vorgesehen, die in Zylindern 35 verschiebbar angeordnet sind. Die Kolben 34 sind dabei an der Stelle 36 am jeweiligen oberen Spannbacken 32 und die Zylinder 35 an der Stelle 37 am Maschinenkörper angelenkt. Zwischen Zylinder 35 und Kolben 36 sind jeweils Tellerfederpa- kete 45 angeordnet, die in entspanntem Zustand der Zylinder zum Ausgleich des Eigengewichts der oberen Spannbacken dienen.
In Zylindern 38 verschiebbare, ebenfalls pneumatisch betätigte Kolben 39 dienen zur Horizontalverschiebung der- Spannbackenpaare, die wie weiter unten noch ausführlich erläutert - nach er folgter Besäumung der Bandenden erforderlich ist.
Es ist selbstverständlich zweckmässig, sowohl für die Hubbetätigung der oberen Spannbacken 32 als auch die Horizontalverschiebung der Spannbacken paare sowie auch- die Hubbewegung der beweglichen Trennvorrichtung 12 ein gemeinsames Druckmittelsy- stem vorzusehen. Darüber hinaus wird dieses Druck mittelsystem auch für die Querverstellung der Spann backenpaare eingesetzt und zwar zum Zwecke des Ausrichtens der Bändern gegeneinander, beispielsweise auf deren Mitten. Auch hierzu dienen wieder in Zylin dern verschiebbare Kolben. Aus Fig. 3 sind diese Zylinder bzw. Kolben ersichtlich und dort mit 51 bzw. 52 beziffert.
Durch eine solche Querverstelleinrichtung ist ein wesentlich exakteres Ausrichten der Bänder ge geneinander möglich als mit den herkömmlichen senk rechten Walzen. Darüber hinaus kann durch Fortfall der herkömmlichen Ausrichteinrichtung ein erheblicher Betrag an Baulänge der Bandschweissanlage eingespart werden.
Wie insbesondere aus Fig. 4 und 5 hervorgeht, sind auf den oberen Spannbacken 32 je zwei Zylinder 40 angeordnet, die mit Druckanschlüssen 41, 42 versehen sind. In den Zylindern 40 ist je ein pneumatisch betä tigter Kolben 43 angeordnet, der den oberen Spann backen 32 in einer Ausnehmung 44 durchsetzt und zur Betätigung des jeweiligen unteren Spannbackens 33 dient.
In Fig. 6 bis 10 ist nun in schematischer Form die Wirkungsweise der erfindungsgemässen Bandschweiss- anlage anhand der charakteristischen Grundstellungen derselben erläutert.
Nach Fig. 6 befindet sich die Bandschweissanlage in Banddurchlaufstellung, d. h. es befindet sich in die sem Moment nur ein Band in der Maschine, welches bis zu seinem Ende die Maschine durchlaufen muss. Mit den Spannbackenpaaren 32, 33 koordinierte Leit- rollen 29, 46 sind soweit angehoben, dass das Band 27 über die stationären Schermesser 31 ungehindert hin weglaufen kann. Die Spannbacken 32, 33 sind ge spreizt und gleichzeitig geschwenkt, woraus man schliessen kann, dass sie am Maschinenkörper ange lenkt sind.
Fig. 7 zeigt die Anlage unmittelbar vor dem Besäu- men der Bandenden. Die Spannbackenpaare 32, 33 sind geschlossen und die Bänder 27, 28 sind jeweils an zwei Stellen eingeklemmt: Einmal in rückwärtiger Richtung zwischen dem unteren Spannbacken 33 und dem oberen Spannbacken 32, welcher letztere dort zu diesem Zweck mit einer bremsbelagartigen Kunststoff schicht 47 mit hohem Reibungsbeiwert versehen ist. Dies ist auch in Fig. 4 und 5 sehr gut erkennbar. Die zweite Spannstelle befindet sich an den vorderen, ge geneinander gerichteten Enden der oberen Spannbak- ken 32.
Die Einspannung der Bandenden erfolgt dort zwischen den oberen Spannbacken 32 und der Halte vorrichtung 48 für die stationären Schermesser 31. Ein auf dem oberen Spannbacken 32 jeweils befestigter Verstärkungsbalken 49 dient zur Stabilisierung der oberen Spannbacken.
Während bei der Grundstellung gemäss Fig. 7 die beweglichen Schermesser 16 noch oberhalb der Band ebene angeordnet sind, befinden sie sich nach erfolg tem Besäumen der Bandenden gemäss Fig. 8 nunmehr unterhalb der Bandebene, werden aber - wie Fig. 9 verdeutlicht - unmittelbar danach wieder in die alte Stellung (Fig. 7) gebracht. Da die besäumten Banden den nunmehr einen Abstand voneinander aufweisen der dem der Schermesser entspricht, ist für den an- schliessenden Schweissvorgang eine Zusammenführung der beiden Bandenden erforderlich.
Dies erfolgt durch ein leichtes Anheben der Spannbackenpaare 32, 33, wobei die hintere Einspannung zwischen Backen 32 und 33 bestehen bleibt, während die vordere Einspan nung zwischen Backen 32 und stationärer Haltevor richtung 48 gelöst wird. Die beiden Spannbackenpaare 32, 33 können nun unter Mitnahme der Bandenden in die Schweistellung gemäss Fig.10 in waagerechter Richtung verfahren werden.
Anschliessend erfolgt erneut eine Festklemmung der Bandenden an den vorderen Enden der oberen Spannbacken 32, diesmal jedoch von unten her durch die Schweissunterlage 21. Wie insbesondere aus Fig. 4 hervorgeht, sind an der Vorderkante der oberen Spannbacken zu diesem Zweck Spannbackenteile 53 vorgesehen, die nebeneinander über die gesamte Breite der oberen Spannbacken angeordnet sind und jeweils eine Breite von etwa 300 mm aufweisen. Zwischen den Spannbackenteilen 53 und ihrem Trägerorgan, den oberen Spannbacken 32 ist durchgehend über die ge samte Breite der oberen Spannbacken eine Zwischen schicht 54 kreisrunden Querschnitts angeordnet.
Diese Zwischenschicht 54 besteht aus einem elastischen Material, vorzugsweise Gummi, und hat zusammen mit den Spannbackenteilen 53 die Aufgabe, den von den Spannbacken ausgeübten Druck auf das einge spannte Band gleichmässig zu verteilen. Eventuelle Dickenunterschiede innerhalb eines Bandes bzw. Ober flächenunebenheiten können dadurch ausgeglichen werden.
Jedes Spannbackenteil 53 ist mittels eines Schrau benbolzens 55 und zweier Muttern 56 am oberen Spannbacken 32 befestigt. Ferner weisen die Spann backenteile an ihren rückwärtigen Enden nasenartige Fortsätze 57 auf, die in entsprechend gestaltete Aus- nehmungen 58 in einer Schiene 59 eingreifen, die mit tels Schrauben 60 am oberen Spannbacken 32 befestigt ist. Dies ermöglicht bei nicht völlig angezogenen Mut- tern 56 eine gewisse Beweglichkeit und Nachgiebigkeit der Spannbackenteile 53, wodurch unter Mitwirkung der Gummischicht 54 ein Ausgleich von Breiten- bzw.
Dickenunterschieden oder Oberflächenunebenheiten der einzuspannenden Bleche bzw. Bänder erreicht wird.
Die Unterseiten der Spannbackenteile 53 sind fer ner mit einer über die gesamte Spannbackenbreite rei chenden Kupferschicht 61 belegt. Diese Kupferschicht erfüllt die Funktion, beim Lichtbogenschweissen auf tretende, die Schweissung beeinträchtigende Wirbel ströme abzuleiten. Die Dicke der Kupferschicht 61 ist so bemessen, dass die Beweglichkeit der Spannbacken teile 53 nicht beeinträchtigt wird.
Nach der Einspannung der Bandenden zwischen Spannbackenteilen 53 und Schweissunterlage 21 kann die Schweissung durch den in Fig. 7 bis 10 angedeute ten und mit 50 bezeichneten Schweissbrenner vorge nommen werden.