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Verfahren und Vorrichtung zum Trennen geschweißter, durch Stege miteinander
verbundener Dosenrümpfe Die Erfindung betrifft einen Zusatz zum Hauptpatent
1148 338 und bezieht sich auf ein Verfahren zum Trennen geschweißter, durch
Stege miteinander verbundener Dosenrümpfe, welche aus einem Blechstreifen mit quer
verlaufenden Ritzlinien durch Formung eines Rohrstranges mit einer Längsnaht gebildet
und durch Führung entlang einer gebogenen Bahn längs der Ritzlinien bis auf einen
von der Naht gebildeten Steg voneinander getrennt werden und bei dem die Stege durch
elektrischen Strom erhitzt und unter der Einwirkung einer Zugkraft unterbrochen
werden.
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Nach dem Hauptpatent wird der zum Erhitzen der Verbindungsstege der
Dosenrümpfe benötigte elektrische Strom mit Hilfe von Kontakt- oder Gleitelektroden
in die Längsnaht der Dosenrümpfe eingeleitet.
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Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine weitere
zweckmäßige Ausgestaltung des Verfahrens nach dem Hauptpatent zu schaffen, durch
welche die Anwendung des Verfahrens nach dem Hauptpatent auch auf jene Fälle der
Praxis ausgedehnt werden kann, bei denen die Verwendung von Gleitelektroden nicht
möglich oder mit großen Schwierigkeiten verbunden ist.
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Zur Lösung dieser Aufgabe kennzeichnet sich eine Weiterbildung des
Verfahrens nach dem Hauptpatent 1 148 338 erfindungsgemäß dadurch, daß in den Stegen
mittels einer Induktionserhitzungsspule fortlaufend oder taktweise Wirbelströme
induziert und auf die Verbindungsstege konzentriert werden, so daß die Stege bis
zum Erweichen oder Schmelzen erhitzt werden.
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Es ist zwar an sich bereits bekannt, Induktionserhitzungsspulen zu
verwenden, um beim Verlegen stab- oder rohrförmiger metallischer Körper die Trennstellen
zu erhitzen. Diese Maßnahme erstreckt sich jedoch in ihrer Anwendung nur auf Körper,
bei denen der Querschnitt, der erhitzt wird, im Vergleich zum Querschnitt der Verbindungsstege
bei Dosenrümpfen um ein Vielfaches größer ist und bei denen auch die Wandstärke
der Rohre erheblich größer ist als die Wandstärke eines Dosenrumpfes. Weiterhin
werden diese stabförmigen oder rohrförmigen Körper auch nicht durch vorbereitende
Brech- oder Schneidbehandlungen bis auf einen Restverbindungssteg vorgetrennt.
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Beim Trennen geschweißter und durch Stege miteinander verbundener
Dosenrümpfe bringt jedoch die Verwendung einer Induktionserhitzungsspule den Vorteil,
daß eine sehr feinfühlige und genaue Steuerung der Erhitzung möglich ist und daß
die Reibung zwischen der Längsnaht der Dosenrümpfe und den Kontakt- oder Gleitelektroden,
die vielfach zu Reibspuren auf den Dosenrümpfen führt, vermieden wird. Diese vorteilhafte
Wirkung, die sich aus dem neuen Verfahren ergibt, ist von besonderer Bedeutung,
wenn die Dosenrümpfe Schutz- oder Dekorationsüberzüge tragen, die wärmeempfindlich
sind und die durch mechanische Einflüsse, wie sie von den Gleitelektroden hervorgerufen
werden, beschädigt oder zerkratzt werden.
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Eine Vorrichtung zur Durchführung dieses weiter ausgestalteten Verfahrens
kennzeichnet sich erfindungsgemäß dadurch, daß die Induktionserhitzungsspule als
im wesentlichen parallel und längs der Dosenrümpfe angeordnete und deren Kontur
angepaßte einfache Leiterschleife ausgebildet ist, welche eine symmetrisch und quer
zur Längsnaht der Dosenrümpfe angeordnete Einschnürungsstelle der Windungsebene
aufweist, welche von zwei mit ihren Spitzen aufeinander zu weisenden haarnadelförmigen
Abwinklungen der längsverlaufenden Teile der Induktionserhitzungsspule gebildet
werden, und daß die Spitzen der haarnadelförmigen Abwinklung den geringsten Abstand
von der Oberfläche der Dosenrümpfe aufweisen.
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Diese Form der Induktionserhitzungsspule ermöglicht es, hohe Wirbelstromstärken
auf die Verbindungsstege
bzw. den Bereich der Längsnaht von Dosenrümpfen
zu konzentrieren, ohne eine unzulässig hohe Erhitzung der umgebenden und benachbarten
Teile der Dosenrümpfe in Kauf nehmen zu müssen. Durch die Form der Leiterschleife
bzw. Induktionserhitzungsspule wird nämlich erreicht, daß sich im Bereich des Dosenrumpfes
selbst eine weltflächige Verteilung der induzierten Ströme einstellt, die nur zu
ganz geringfügigen Temperatursteigerungen oder Erwärmungen des Dosenrumpfmaterials
führt, während im Bereich der Längsnaht oder Schweißnaht der Dosenrümpfe eine höhere
Konzentration der Wirbelströme erreicht wird, die wiederum durch entsprechende Bemessung
der einzelnen voneinander abhängigen und miteinander zusammenwirkenden Größen wie
des Abstandes der Spule von den Dosenrümpfen sowie der Vorschubgeschwindigkeit der
Dosenrümpfe und der Frequenz des Erregerstromes, mit dem die Induktionserhitzungsspule
gespeist wird, so gewählt werden kann, daß auch die Längsnähte nicht unzulässig
hoch erwärmt werden. Erst dann, wenn im Verlauf des Vorschubes der Dosenrümpfe eine
Einschnürungsstelle für den Weg der Wirbelströme, nämlich der Verbindungssteg, unter
der Einengung der Induktionserhitzungsspule passiert, tritt durch den verminderten
Leiterquerschnitt, den die Verbindungsstelle bzw. der Verbindungssteg bildet, eine
außerordentlich plötzliche und starke Konzentration der Wirbelströme auf, die zu
einer schnellen und schlagartigen hohen Erhitzung des Verbindungssteges führt.
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In weiterer Ausgestaltung der Vorrichtung zur Durchführung des genannten
Verfahrens sieht die Erfindung noch vor, daß mit der Induktionserhitzungsspule eine
Steuerungsvorrichtung elektrisch in Reihe geschaltet ist, welche den Stromkreis
der Induktionserhitzungsspule schließt, wenn sich ein Verbindungssteg in ihrem Einflußbereich
befindet, und ihn dagegen unterbricht, wenn ein Dosenrumpf ihren Einflußbereich
durchläuft.
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Diese Ausgestaltung der Vorrichtung läßt eine weitere Einschränkung
unerwünschter Erwärmungen der Dosenrümpfe insofern zu, als Wirbelströme nur dann
induziert werden, wenn Verbindungsstege bzw. wenn sich ein Verbindungssteg gerade
unter dem eingeschnürten Teil der Induktionserhitzungsspule befindet.
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Die Verwendung einer Steuerungsvorrichtung der genannten Art führt
aber auch zu der Möglichkeit, andere Formen von Induktionserhitzungsspulen zu verwenden,
wie beispielsweise zylindrische Spulen, die die Dosenrümpfe umgeben. Durch das taktärtige
öffnen und Schließen des Erregerstromkreises der Induktionserhitzungsspule wird
unter derartigen Umständen vermieden, daß eine unzulässi.ge Erwärmung des Dosenrumpfes
stattfindet.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt.
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F i g. 1 zeigt eine schematische Seitenansicht der erfindungsgemäß
ausgebildeten Vorrichtung; F i g. 2 stellt eine Draufsicht auf einen Teil der in
F i g. ? gezeigten Vorrichtung dar; F i g. ;; zeigt eine Seitenansicht der Einzelheit
geinß Fig.; F i g. 4. stellt eine Induktionserhitzungsspule dar. Dosenrümpfe B,
die, wie bereits im Hauptpatent erläutert und besclirehen worc'en ist, aus einem
ebenen Blechstreifen geformt und durch Schweißen einer Längsnaht S gefertigt ;ve!
-'en, bilden einen langen Strang, bei dem Ritzlinien quer zur Längsrichtung vorgesehen
sind, u-ii diesen Strang in einzelne Dosenrümpfe zerlegen zu Icönr_en. Wie ebenfalls
bereits im Hauptpatent erläutert, werden die Ritzlinien der Dosenrümpfe bzw. des
geferti,-ten Rohrstranges zu Trennlinien, wenn der Rohrstrang zwischen Rollen- oder
Walzenpaaren 5, 6, 7, 8 geführt wird, die eine bogenförmige Bahn bestimmen. Dabei
entfernen sich die Bruchkanten voneinander, so daß zwischen jeweils zwei aufeinanderl-olgenden
Dosenrümpfen ein keilförmiger Spalt gebildet wird und die Dosenrümpfe nur noch über
den festeren von der Schweißnaht gebildeten Verbindungssteg T miteinander verbunden
sind.
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Nach dem Hauptpatent wird das endgültige oder vollständige Trennen
der Dos:-.nrümpfe dadurch herbeigeführt, daß die Verbindungsstege T mittels elektrischen
Stromes erhitzt werden, bis sie weich oder plastisch sind und danach ein Zug auf
benachbarte, zu beiden Seiten des erhitzten Stejes T liegende Dosenrümpfe ausgeübt
wird. durch welchen der Verbindungssteg zerrissen oder aufgetrennt wird.
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Zur Erhitzung der Verbindungsstege T dient eine Induktionserhitzungsspule
C, die in dem dargestellten Ausführungsbeispiel etwa hantelförmig ausgebildet ist.
Sie ist mit ihrer Längsrichtung symmetrisch zum Verlauf der Schweißnaht S der Dosenrümpfe
angeordnet. Sie wird im wesentlichen von zwei parallel zueinander verlaufenden Schenkeln
9 gebildet, die mittels eines Zwischenstückes 10 miteinander verbunden sind. Jeder
der beiden Schenkel 9 besteht aus einem nahezu geradlinig verlaufenden Abschnitt
11, einem abgesetzten V- oder haarnadelförmigen Zwischenstück 12 und einem vorderen
Abschnitt 13. Der vordere Abschnitt 13 verläuft in einem stumpfen Winkel zum Abschnitt
11 und geht in einen nach oben gebogenen Teil 14 über, der schließlich mit dem bereits
genannten Zwischenstück 10 verbunden ist. Das Zwischenstück 10 ist bogenförmig ausgebildet
und paßt sich der Kontur der Dosenrümpfe B an. Die Spitzen der V-förmigen Zwischenstücke
sind einander zugekehrt und haben einen verhältnismäßig geringen Abstand voneinander.
Ähnlich wie das Zwischenstück 10 sind sie bogenförmig gekrümmt und der Kontur der
Dosenrümpfe B angepaßt.
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Zur Erregung der Induktionserhitzungsspule C dient ein Transformator
15. Dieser weist eine Primärspule 16 auf, die über Verbindungsleitungen 17,
18 mit einer Stromquelle verbunden ist. Der Transformator besitzt e?ne Sekundärspule
19, die über eine Verbindungsleitung 20 mit dem einen Schenkel 9 der Induktionserhitzungsspule
10 verbunden ist, während das andere Ende der Sekundärspule 19 mittels einer Verbindungsleitung
22 entweder unmittelbar mit dem zweiten Schenkel 9 oder mit einer Steuereinrichtung
21 verbunden ist, von der aus eine Verbindungsleitung 23 zum zweiten Schenkel 9
der Induktionserhitzungsspule C führt. Die Steuerungseinrichtung ist so ausgebildet,
daß sie auf die Lücken zwischen zwei benachbarten Dosenrümpfen, die durch den Verbindungssteg
T miteinander verbunden sind, anspricht und in dem Augenblick, in dem eine derartige
Lücke passiert, den Stromkreis schließt, während sie beim Passieren eines Dosenrumpfes
den Stromkreis unterbricht. Auf diese Weise wird erreicht, daß die Induktionserhitzungsspule
C nur dann erregt wird, wenn sich ein Verbindungssteg T unter den V-förmigen
Zwischenstücken
12 befindet. Eine Erhitzung des Dosenrumpfes wird dadurch vermieden.
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Die Induktionserhitzungsspule ist außerdem, wie die Zeichnungen erkennen
lassen, so ausgebildet, daß die Spitzen der V-förmigen Zwischenstücke 12 den geringsten
Abstand vom Dosenrumpf bzw. Verbindungssteg aufweisen, während alle anderen Teile
der Induktionserhitzungsspule sich von diesen Spitzen der Zwischenstücke 12 aus
zunehmend, weiter von der Oberfläche der Dosenrümpfe entfernen. Dadurch wird erreicht,
daß die Wirbelströme, die in den Dosenrümpfen bei kontinuierlichem Erregen der Erhitzungsspule
C oder in den Stegen bei taktweisem Erregen der Spule erzeugt werden, nur in den
Verbindungsstegen T eine sehr hohe Konzentration erreichen und das Material so weit
erhitzen, daß es weich wird, während durch die größere Entfernung der Teile der
Induktionserhitzungsspule, die außerhalb des die Verbindungsstege T unmittelbar
umgebenden Bereiches liegen, eine verhältnismäßig große Streuung der Wirbel eintritt,
die sicherstellt, daß nur eine geringfügige Erwärmung der Dosenrümpfe eintritt.
Dadurch bleiben empfindliche Schutz-oder Dekorationsüberzüge, die sich auf den Dosenrümpfen
befinden können, unbeeinflußt und werden vor einer Zerstörung oder Beschädigung
durch Hitzeeinwirkung geschützt. Der Verbindungssteg T stellt, wenn er den eingeschnürten
und von den einander zugekehrten Spitzen der Zwischenstücke 12 gebildeten Teil der
Induktionserhitzungsspule C passiert, für die Wirbelströme, die in den Dosenrümpfen
erzeugt werden, eine plötzliche und schlagartig wirksam werdende Einschnürungsstelle
dar. Die Wirbelströme; die sich auf einen verhältnismäßig großen Materialquerschnitt
verteilen konnten, werden nun gezwungen, durch den verhältnismäßig geringen Querschnitt
des Verbindungssteges T zu fließen und rufen dort eine sehr rasche und hohe Erhitzung
hervor, bei der das Material des Verbindungssteges bis zum Schmelzen erwärmt wird.
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Es bleibt den jeweiligen besonderen Bedingungen und Forderungen überlassen,
wie im einzelnen verfahren wird. Es ist möglich, die Verbindungsstege T abzuschmelzen,
so daß eine Zugkraft zum Trennen benachbarter Dosenrümpfe nicht benötigt wird; es
ist aber auch ebenso möglich, die Erhitzung nicht so weit zu treiben, daß die Verbindungsstege
T schmelzen, und eine Zugkraft auszuüben, um die erwärmten Verbindungsstege zu zerreißen.
Das Abschmelzen der Verbindungsstege führt zu dem Vorteil, daß verhältnismäßig glatte
Trennflächen oder Stirnkanten der Dosenrümpfe erzielt werden, während das Trennen
durch Zug bei bis zur Erweichung erhitzten Verbindungsstegen eine geringere Erwärmung
des in der Umgebung des Verbindungssteges T liegenden Dosenrumpfwerkstoffes ermöglicht.
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Die in den Zeichnungen dargestellte Induktionserhitzungsspule kann
auch durch eine anders geformte Spule ersetzt werden, die beispielsweise als Zylinderspule
ausgebildet ist, wenn die Steuereinrichtung 21 verwendet wird. Durch das Verwenden
der Steuereinrichtung 21 kann nämlich eine unzulässige Erwärmung der Dosenrümpfe
vermieden werden, weil die Dauer, während welcher der Erhitzungsstrom fließt, zeitlich
sehr klein gehalten werden kann und sichergestellt werden kann, daß der Strom nur
dann fließt, wenn sich ein Verbindungssteg im Einflußbereich der Erhitzungsspule
befindet. Unter derartigen Voraussetzungen kann gegebenenfalls auf die hantelförmig
ausgebildete und in den Figuren dargestellte Erhitzungsspule C verzichtet werden.
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Die vorstehenden Ausführungen zeigen, daß die neue Vorrichtung eine
Weiterbildung der bereits im Hauptpatent 1148 338 beschriebenen Vorrichtung
darstellt, durch die es möglich ist, den Anwendungsbereich des im Hauptpatent beschriebenen
Verfahrens zu erweitern und auf Dosenrümpfe auszudehnen, die mit elektrisch nichtleitenden
überzügen od. dgl. versehen sind.
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Es ist noch darauf hinzuweisen, daß Änderungen und Abwandlungen und
Abweichungen von der beschriebenen Vorrichtung sowie dem Verfahren möglich sind,
ohne vom Wesen der Erfindung abzuweichen.