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Beschreibung
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Schneid- und Schweißvorrichtung für das Beschneiden und Schweißen
von Enden von Blechbändern Die Erfindung bezieht sich auf eine Schneid- und Schweißvorrichtung
für das Beschneiden und Schweißen von Enden von Blechbändern, die von einem Vorratswickel
abgezogen und einer Verarbeitungsstelle zugeführt werden, wobei im Falle des Auslaufs
des Vorratswickels das Bandende des Vorratswickels und der Bandanfang eines neuen
Vorratswickels mittels eines Schneidwerkzeuges beschnitten und die Schnittkanten
in einem tinienschweißgerät mit längs der Schnittkanten wandernder Schweißelektrode
und Gegenelektrode stumpf zusammengefügt und miteinander verschweißt werden.
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Bei bekannten Vorrichtungen dieser Art werden die zu verarbeitenden
Blechbänder durch portalartig gestaltete Rönstruktionsteile geführt, z.B. eine sich
über die gesamte Blechbreite erstreckende, an ihren beiden Enden gehaltene Schere.
Dies hat zur Folge, daß nach erfolgtem Zusammenfügen und Verschweißen der betreffenden
Enden von Blechbändern die Schneid- und Schweißvorrichtung gewissermaßen auf das
laufende Blechband aufgefädelt ist, so daß die Vorrichtung, solange das Blechband
läuft, nicht von diesem entfernt werden kann. Existieren nun mehrere Verarbei-
tungsstellen
derartiger Blechbänder, bei denen sich dann zu ganz unterschiedlichen Zeiten das
Erfordernis des Verschweißens von Blechbandenden ergibt, so muß für jede Verarbeitungsstelle
von Blechbändern eine Schneid- und Schweißvorrichtung vorgesehen werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Aufwand zu verringern
und die Schneid- und Schweißvorrichtung so zu gestalten, daß sie auch während des
Abzugs eines Blechbandes vom Vorratswickel und Zuführung zu einer Verarbeitungsstelle
von dem betreffenden Blechband entfernt und zu einer anderen Verarbeitungsstelle
gebracht werden kann. Weiterhin soll dafür gesorgt werden, das Linienschweißgerät
und das Schneidwerkzeug in möglichst kompakter Bauweise anzuordnen, so daß die Führungsschienen
für das Linienschweißgerät und das Schneidwerkzeug dicht beieinander liegen können,
ohne daß sich für diese Führungsschienen die Notwendigkeit einer größeren Verschiebung
ergibt.
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Erfindungsgemäß geschieht dies dadurch, daß sowohl für das Linienschweißgerät
als auch das Schneidgerät vorgesehene Führungsschienen an einem C-Ständer angebracht
sind, wobei die Führungsschiene des Schneidwerkzeuges für das Beschneiden des Bandendes
sowohl in der Arbeitsebene des im normalen Betrieb geführten Blechbandes als auch
in einer dazu senkrechten Ebene mit dem Linienschweißgerät liegt und diese Führungsschiene
für das Beschneiden des Blechanfanges gegenüber der Arbeitsebene verschoben wird,
und daß die Schweißelektrode während des Beschneidens von Bandende und Bandanfang
in eine angehobene Stellung geführt ist und die unterhalb der Führungsschiene des
Linienschweißgerätes angeordnete Gegenelektrode während der Schneidvorgänge eine
aus dem Bereich der Schneidbahnen herausgeschwenkte Stellung einnimmt.
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Durch die Verwendung des C-förmigen Ständers bietet die
Schneid-
und Schweißvorrichtung auch von der Seite her, nämlich der offenen Seite des C,
die Möglichkeit, die Vorrichtung in Richtung des geschlossenen Bogens des C von
einem transportierten Blechband abzuziehen, wodurch die Vorrichtung von dem Blechband
freikommt und in Zusam menhang mit einem beliebigen anderen Blechband in entsprechender
Weise Verwendung finden kann. Darüber hinaus erfordert diese Gestaltung als C-förmiger
Ständer nur einen geringen Verschiebungsspielraum von Linienschweißgerät und Schneidwerkzeug
zueinander, so daß lediglich für das Beschneiden von Bandende bzw. Bandanfang eine
kurze Wegführbewegung für das Linienschweißgerät bzw. das Schneidwerkzeug erforderlich
ist, um das Schneidwerkzeug unbehindert über das Blechband sowohl im Bereich des
Bandendes als auch des Bandanfanges zu führen.
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Zweckmäßig ordnet man das Schneidwerkzeug mit seiner Führungsschiene
am Ende eines Auflagetisches an, der um eirte an seiner Eingangsseite angeordneter
Achse derart schwenk bar gelagert ist, daß mit seiner Verschwenkung das Schneid
werkzeug in einer Schneidposition für das Beschneiden des Bandanfanges unterhalb
der Arbeitsebene liegt. Hierdurch wird erreicht, daß mittels einer einfachen Konstruktion,
nämlich der Verschwenkbarkeit des Auflagetisches, das Schneidwerkzeug für das Beschneiden
des Bandanfanges verschoben wird, und zwar in eine Schneidposition unterhalb der
Arbeitsebene, so daß für diesen Schneidvorgang das bereits beschnittene Bandende,
das in der betreffenden Lage festgehalten bleibt, nicht stören kann.
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Verwendet man als Schneidwerkzeug ein spaltbildendes Werkzeug, insbesondere
ein solches, dessen Schneidkopf gleichzeitig das Widerlager für das Schneidmesser
bildet, so verschiebt man die Führungsschiene des Schneidwerkzeuges in die Schneidposition
für das Beschneiden des Bandanfanges um die Spaltbreite in Richtung auf das Band-
ende.
In diesem Falle wird die Spaltbreite durch diese Verschiebung kompensiert, so daß
die Schnittkante am Anfang des von einem neuen Vorratswickel stammenden Blechbandes
glatt an das Bandende des vorher ausgelaufenen Vorratswickels trifft.
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Um diese Verschiebung der Führungsschiene des Schneidwerkzeuges zu
ermöglichen, weist diese eine senkrecht zu ihr verlaufende Schlittenführung auf
und ist über ein Gestänge am Maschinengestell derart angelenkt, daß beim Verschwenken
des Auflagetisches in die Schneidposition die Führungsschiene um die Spaltbreite
verschoben wird. Durch diese Kopplung von Auflagetisch und Führungsschiene des Schneidwerkzeuges
mit dessen Schlittenführung erreicht man, daß automatisch beim Verschwenken des
Auflagetisches in die Schneidposition, also in die Position unterhalb der Arbeitsebene,
die Führungsschiene des Schneidwerkzeuges entsprechend verschoben wird.
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Es hat sich gezeigt, daß der beim Schneiden gebildete Grat vorteilhaft
für den Schweißvorgang ausgenutzt werden kann. Wenn das Schneiden so erfolgt, daß
der Grat in Richtung auf die Schweißelektrode gerichtet ist, dann fördert dies den
Schweißvorgang, da sich in diesem Falle offenbar an den Gratspitzen so starke elektrische
Felder ausbilden, daß hier die Zündung des Lichtbogens besonders begünstigt wird.
Es kann daher in diesem Falle ohne das bekannte Ziehen des Lichtbogens durch Berührung
gearbeitet werden.
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Außerdem kann auf elektrische Maßnahmen, wie beispielsweise die Uberlagerung
einer Hochfrequenz zum Zünden des Lichtbogens, verzichtet werden. Darüber hinaus
hat sich gezeigt, daß bei lackierten Blechen eine sichere Schweissung erst dann
möglich ist, wenn der vom Schneiden stammende Grat in der vorstehend beschriebenen
Weise ausgenutzt wird. Weist der Grat in die entgegengesetzte Richtung, also zur
Gegenelektrode, so wird, wie die Erfahrung
gezeigt hat, die Schweißung
wesentlich erschwert, wenn nicht sogar unmöglich gemacht.
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Nachstehend sei die Erfindung anhand eines Ausführung beispiels erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 in prinzipieller Darstellung eine Drau£-sicht auf die Vorrichtung,
Fig. 2 die gleiche Vorrichtung in prinzipieller Darstellung in Seitensicht, Fig.
3 einen Ausschnitt aus der Fig. 2, wobei der Auflagetisch verschwenkt ist, Fig.
4 die Lagerung der Führungsschiene für das Schneidwerkzeug in der unverschwenkten
Lage des Auflagetisches, Fig. 5 die gleiche Anordnung wie in fig. 4, jedoch mit
verschwenktem Auflagetisch, Fig. 6 in prinzipieller Darstellung die Arbeitsphase
des Beschneidens des Bandendes, Fig. 7 die folgende Arbeitsphase, in der der Bandanfang
beschnitten wird, Fig. 8 die Arbeitsphase des Zusammenfügens von Bandende und Bandanfang
für den nachfolgenden Schweißvorgang, Fig. 9 den Schweißvorgang, Fig. 10 die gesamte
Vorrichtung in perspektivischer Sicht.
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In Fig. 1 ist das Blechband 1 gezeigt, das in Richtung der eingezeichneten
Pfeile zu einer nicht dargestellten Verarbeitungsstelle gezogen wird. Es ist in
seinem mittleren Bereich abgebrochen, um die hier vorhandenen Konstruktionsteile
deutlicher darstellen zu können. Das Blechband 1 ist dabei in einer Verbrauchslage
dargestellt, in der sein Ende 2 unmittelbar vor der Vorrichtung steht. In dieser
Position wird normalerweise der weitere Abzug des Blechbandes 1 angehalten, um an
dieses ein neues Blechband anzuschweißen. Das Blechband 1 wird über den Auflagetisch
3 zugeführt, an dessen Ende 4 die Führungsschiene 5 für das Schneidwerkzeug 6 angeordnet
ist. In Richtung des Blechbandes 1 folgt dann das Linienschweißgerät mit Schweißelektroden
7 und Gegenelektrode 8. Über der Gegenelektrode 8 sind Andrückelemente 9 angeordnet,
die federnd auf dem zwischen ihnen und der Gegenelektrode 8 hindurchgeführten Blechband
1 aufliegen. In Fig. 1 ist noch die Klemmbacke 10 vorgesehen, die mittels der beiden
pneumatikzjlinder 11, 12 ein über den Auflagetisch 3 geführtes Blechband gegen diesen
drücken. Auf diese Funktion wird weiter unten näher eingegangen.
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Aus der die Vorrichtung gemäß Fig. 1 in Seitensicht zeigende Fig.
2 ergibt sich, daß der Auflagetisch 3 um die Achse 13 schwenkbar gelagert ist, die
an der Eingangsseite 14 des Auflagetisches 3 angeordnet ist (die verschwenkte Lage
ist in Fig. 3 dargestellt). Am Ende 4 des Auflagetisches 3 ist unter diesem die
Führungsschiene 5 dargestellt, die am Auflagetisch 3 fest angebracht ist. An dieser
Führungsschiene hängt über dem Arm 15 das Schneidwerkzeug 6, das über die gesamte
Breite des Blechbandes 1 hinwegtransportiert werden kann. Darüber hinaus ist die
Führungsschiene 5 noch mittels des Gestänges 16 am Maschinengestell 17 angelenkt,
und zwar mittels der Achsen 18 und 18', wodurch sich bei Verschw39nrg des Auflagetisches
3 eine parallel zur Transportrichtung des Blechbandes 1
ergebende
Verschiebung einstellt, auf die weiter unten näher eingegangen wird. Unterhalb der
Schweißelektrode 7 ist die Gegenelektrode 8 (Fig. 1) angeordnet, die wie die Fig,
2 in strichpunktierter Linienführung darstellt, in eine verschwenkte Lage verstellt
werden kann, in der der Gegenelektrode das Bezugszeichen 8' gegeben ist. Schließlich
sind in der Fig. 2 noch die beiden Einzugswalzen 19 dargestellt, die in bekannter
Weise dafür sorgen, daß das Blechband richtig einer Verarbeitungsmaschine zugeführt
wird. Im Falle des Stillstandes der beiden Walzen 19 hal ten diese das Blechband
3 in der jeweils erreichten Lage im Bereich der Maschine fest.
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In Fig. 3 ist der Auflagetisch 3 in verschwenkter Lage dargestellt.
In dieser Lage wird dem Auflagetisch der Bandanfang eines neu bereitgestellten Vorratswickels
zugeführt, wobei sich das Blechband 11 unter der Wirkung der Schwerkraft an den
Auflagetisch 3 anlegt. Der Anfang 21 des Blechbandes 1' wird dabei durch eine Öffnung
in dem die Gegenelektrode 8 tragenden Schwenkarm 20 hindurchgefädelt, was jedoch
keine Behinderung der Beweglichkeit der gesamten Vorrichtung darstellt, da dieses
Ende des Blechbandes 1' abgetrennt wird. In der in Fig. 3 dargestellten verschwenk
ten Lage des Auflagetisches 3 ergibt sich für die Führungsschiene 5 des Schneidwerkzeugs
6 eine seitliche Verschiebung unter der Wirkung des Gestänges 16, die die in Fig.
3 eingezeichnete Länge d ausmacht, die der in die gleiche Figur eingetragenen Spaltbreite
d' entspricht.
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Es findet dann der Schneidvorgang statt, der längs der strichpunktierten
Linie 22 in Fig. 1 verläuft. Damit fällt der betreffende Teil des Blechbandes 1'weg.
Es sei in diesem Zusammenhang darauf hingewiesen, daß während des Schneidvorganges
das Blechband 11 mittels der Klemmbacke 10 gegen den Auflagetisch gedrückt wird,
so daß sich vor allem während des Schneidvorganges keine Verschiebung des Blechbandes
1'gegenüber dem Auflagetisch 3 ergeben kann.
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Es erfolgt dann die Rückschwenkung des Auflagetisches 3 in die in
Fig. 2 dargestellte Lage, woraufhin der Schweißvorgang stattfindet, auf den weiter
unten im Zusammenhang mit den Fig. 6 bis 9 näher eingegangen wird.
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In Fig. 4 ist die Lagerung der Führungsschiene 5 des hier nicht dargestellten
Schneidwerkzeugs dargestellt. An der Führungsschiene 5 ist der Arm 15 befestigt,
an dem, wie in Fig. 2 und 3 dargestellt, das Schneidwerkzeug 6 befestigt ist. Die
Führungsschiene 5 umgreift das T-Stück 23, das sich quer über den Auflagetisch 3
erstreckt und an diesem befestigt ist. Die das T-Stück 23 umgreifende Führungsschiene
5 besitzt gegenüber dem T-Stück 23 soviel Spiel, daß die Führungsschiene 5 parallel
zur Vorschubrichtung des Blechbandes 1 hin- und hergeschoben werden kann. Da, wie
Fig. 1 zeigt, die Führungsschiene 5 an seinen beiden Enden jeweils über das Gestänge
16 angelenkt ist, ergibt sich beim Verschwenken des Ablauftisches 3 eine Parallelverschiebung
der Führungsschiene 5, die um so länger ist, je weiter der Drehpunkt 18 von der
Achse 13 angeordnet ist (siehe Fig. 2). Dabei bildet das T-Stück 23 zusammen mit
der Umgreifung 24 eine Schlittenführung.
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Gemäß Fig. 4 besitzt die Führungsschiene 5 eine Lage, in der sie vom
Ende 4 des Auflagetisches 3 weggeschoben ist.
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Es ist dies die Lage, die die Führungsschiene 5 einnimmt, wenn sich
der Auflagetisch 3 in seiner in Fig. 2 dargestellten horizontalen Lage befindet.
Wenn nun der Auflagetisch 3 in die in Fig. 3 dargestellte verschwenkte Lage übergeht,
dann wird, wie im Zusammenhang mit der Fig. 3 bereits dargelegt, die Führungsschiene
5 in Richtung auf das Ende 4 des Auflagetisches 3 verschoben.
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Diese verschobene Lage ist in der Fig. 5 gezeigt. Der Auflagetisch
3 ist hier in seiner verschwenkten Lage gezeigt. Aufgrund der Wirkung des Gestänges
16 hat sich in
der in Fig. 5 dargestellten Lage die Führungsschiene
5 um die Länge d verschoben, die, wie bereits Oben gesagt, der Breite des durch
das Schneidwerkzeug geschnittenen Spalts entspricht. Mit dieser Verschiebung der
Führunqsschiene 5 wird in gleicher Weise über den Arm 15 das in Fig. 5 nicht dargestellte
Schneidwerkzeug 6 verschoben, so daß dieses bei dem folgenden Schneidvorgang in
der dargestellten verschwenkten Lage des Auflagetisches 3 einen Spalt in das nicht
dargestellte Blechband schneidet, dessen dem Ende 4 zugewandte Kante eine Lage besitzt,
die der Schnittkante des vorher abgeschnittenen Endes des Blechbandes entspricht,
die auf der Seite der Einzugswalzen 19 liegt.
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In den Fig. 4 und 5 sind noch die Laufrollen 25 una 26 eingezeichnet,
die den Arm 15 gegenüber der Führungsschiene 5 abstützen und dafür sorgen, daß der
Arm 15 zu sammen mit dem Schneidwerkzeug 6 entlang der Führungsschiene 5 vorwärtsbewegt
werden kann, um den jeweiligen Schneidvorgang auszuführen. Dabei erfolgt der Vorschub
des Schneidwerkzeugs 6 entlang der Führungsschiene 5 mit bekannten nicht dargestellten
Mitteln, beispielsweise mittels eines Pneumatikmotors und einer von diesem angel
triebenen Spindel, in die ein am Arm 15 angebrachtes Mutterstück eingreift.
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Anhand der Fig. 6 bis 9 sei erläutert, wie sich die einzelnen Schneidvorgänge
und der abschließende Schweißvorgang abwickeln. Gemäß Fig. 6 ist das Blechband 1
von der maulartigen Öffnung des Schneidwerkzeugs 6 (bestehend aus Stößel und Gegenmesser)
erfaßt. Das Blechband 1 hat mit seinem Ende 2 die Stelle des Schneidwerkzeugs 6
fast erreicht und wird in dieser Lage angehalten.
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Da in dieser Lage noch kein Schweißvorgang stattfindet, befindet sich
der Arm 20 mit der Gegenelektrode 8 in seiner verschwenkten Stellung. Die Schweißelektrode
7 mit den
Andrückelementen 9 ist ebenfalls gegenüber dem Blechband
1 soweit nach oben verschoben, daß das Schneidwerkzeug 6 ungehindert arbeiten kann.
Das Schneidwerkzeug 6 wird nun längs der strichpunktiert in Fig. 1 eingezeichneten
Linie 22 vorwärtsbewegt, wobei es einen dem Schneidwerkzeug 6 entsprechenden Spalt
in das Blechband 1 einschneidet. Dieser Schnitt verläuft über die gesamte Breite
des Blechbandes 1, so daß dessen Teil mit dem Ende 2 abfällt. Das verbleibende Blechband
1 wird in der erreichten Lage durch die in Fig. 2 dargestellten beiden Einzugswalzen
19 festgehalten. Das Blechband 1 hält sich weiter in dieser horizontalen Lage zufolge
seiner inneren Steifigkeit.
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In Fig. 7 ist das Blechband 1, von dem das Teil mit dem Ende 2 abgeschnitten
worden ist, dargestellt, und zwar nach links hinreichend bis zu der Schnittkante
27. Es wird dann der in den Fig. 6 bis 7 nicht dargestellte Auflagetisch 3 in die
in den Fig. 3 und 5 dargestellte Lage gebracht und der Anfang eines von einem neuen
Vorratswickel stammenden Blechbandes 1' in die Maschine eingelegt, wobei, wie gemäß
Fig. 6, das Schneidwerkzeug 6 das Blechband 1' erfaßt. Es findet dann mittels des
Schneidwerkzeugs in der in Fig. 7 dargestellten Lage das Einschneiden eines Spalts
über die gesamte Breite des Blechbandes 1' statt, womit der zum Ende 21 weisende
Teil des Blechbandes 1' wegfällt. Er kann ohne weiteres aus dem Arm 20 herausgezogen
werden. Es ergibt sich bei diesem Schnitt eine Schnittkante 28 des Blechbandes 1',
die wegen der im Zusammenhang mit den Fig. 3 und 5 beschriebenen Verschiebung des
Schneidwerkzeugs 6 so liegt, daß beim Zurückschwenken des Auflagetisches 3 in die
in Fig. 2 dargestellte Lage die Kanten 27 und 28 unmittelbar nebeneinander zu liegen
kommen. Diese Lage ist in der Fig. 8 dargestellt. Es wird jetzt der Schwenkarm 20
mit der Gegenelektrode 8 in die in Fig. 8 dargestellte Lage (siehe auch Fig. 2)
zurückgeschwenkt, so daß die Gegenelektrode 8 un-
mittelbar unter
den sich praktisch berührenden schnitts kanten 27 und 28 liegt.
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Wie Fig. 9 zeigt, wird jetzt die Schweißelektrode 7 Susammen mit den
Andrückelementen 9 herabbewegt und unter Zündung eines Lichtbogens die Verschweißung
der Kanten 27 und 28 vorgenommen. Die Schweißelektröde 7 wandert dabei in bekannter
Weise längs der strichpunktierten Linie 22 gemäß Fig. 1, die der Berührungslinie
der Schnittkanten 27 und 28 entspricht. Dabei wird, wie oben bereits dargelegt,
der Schweißvorgang wesentlich gefördert, wenn an den Schnittkanten 27 und 28 ein
Grat ausgebildet ist, der in Richtung zu der Schweißelektrode 7 weist, was sich
bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel automåtisch dåw durch ergibt, daß der
Stößel des Schneidwerkzeugs 6 von unten her in das Gegenmesser 6 eindringt, sich
also beim Schneiden in Richtung auf die Schweißelektrode 7 zu bewegt.
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In Fig. 10 ist eine Gesamtansicht der Vorrichtung in perw spektivischer
Sicht dargestellt. Die Vorrichtung besitzt den C-förmigen Ständer, bestehend aus
dem Maschinengestell 17, von dem oberhalb des Auflagetisches 3 der Ausleger 29 wegragt.
Zusammen mit dem Maschinengestell 17 bildet damit der Ausleger eine zum Betrachter
hin gerichtete maulartige Öffnung, so daß auch bei eingelegtem Blechband 1 die Vorrichtung
nach hinten hin, also vom Betrachter weg, ungehindert abgezogen werden kann, wozu
allerdings der Auflagetisch 3 zweckmäßigerweise in die in Fig. 3 dar gestellte Lage
zu bringen ist, da in dieser Lage das Schneidwerkzeug 6 gegenüber der Arbeitsebene
der Vorrichtung abgesenkt ist.
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Aus Fig. 10 ist noch ersichtlich, daß der Arm 2t, der die Gegenelektrode
8 trägt, um die Achse 30 schwenkbar am Maschinengestell 17 gelagert ist. Für die
Verschwenkung
des Auflagetisches 3 ist die Kolbenzylindereinheit
31 vorgesehen. Die perspektivische Darstellung zeigt weiterhin, daß die Laufrollen
25 und 26, an denen der Arm 15 aufgehängt ist, ein zweites Mal vorhanden sind, um
dem Arm 15 die erforderliche sichere Gratführung längs der Führungsschiene zu geben.
Innerhalb des Auslegers 29 ist die Schweißelektrode längsverschiebbar an der ~##ih#rungs#hiene
33 geführt. Der Ausleger 29 hängt über die Schwa1bensc#anzführung 32 an dem Gestell
17 und ist längs dieser Schwalbenschwanzführung 32 aufwärts und abwärts verschiebbar.
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Wie ersichtlich, ergibt sich durch die beiden anhand der Fig. 6 bis
8 dargestellten Schneidvorgänge und der anschließenden Zusammenfügung der betreffenden
Schnittkanten 27 und 28 automatisch eine richtige Positionierung der betreffenden
Enden der Blechbänder für den Schweißvorgang, ohne daß nachträglich diese einer
besonderen Ausrichtung bedürfen.