DE3920974A1 - Vorrichtung zur vorkalibrierung von zylindrischen, gehaeusefoermigen elementen fuer kontinuierlich arbeitende schweissmaschinen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung hat zum Gegenstand eine Vor­ richtung zur Vorkalibrierung von zylindrischen, gehäuse­ förmigen Elementen, die an kontinuierlich arbeitenden Schweißmaschinen verwendet wird.

Die am stärksten erforderliche Notwendigkeit bei diesen Maschinentypen ist, eine Positionierung des aufgerollten Bandes während des Transportes in Richtung der Schweiß­ station zu erhalten, die so weit wie möglich zylindrisch ist und mit weitestmöglicher kontinuierlicher und gleich­ mäßiger Zuführung. Auch und vor allem bei Schweißma­ schinen dieser Art sind diese Anforderungen grundlegend. In der Tat würde eine kleine Veränderung in der Positio­ nierung der übereinanderliegenden Kanten des zu ver­ schweißenden Gehäusekörpers oder dessen ungleichmäßiger Vorschub zu Schweißfehlern führen.

Im Falle von kontinuierlichen Schweißmaschinen für zy­ lindrische, gehäuseförmige Elemente, allgemein Dosen ge­ nannt, werden die Blechfolien, die den zylindrischen Teil der Dosen bilden, entlang einem horizontalen Führungsarm vorgeschoben. Entlang diesem Arm werden die genannten aufgerollten Blechfolien in Richtung einer Vorrichtung zur Vorkalibrierung und dann zu einer Kalibriervorrich­ tung geschoben, in der zwei Rollenelektroden eingreifen, die jeweils innerhalb und außerhalb des Gehäusekörpers angeordnet und direkt für das Schweißen verantwortlich sind.

Diese Vorrichtung zur Vorkalibrierung enthält mehrere Se­ rien oder Stationen von profilierten Rollen, die in pa­ rallelen Kreisen angeordnet sind. Nach dieser Vorrichtung beschreibt eine weitere Serie von Rollen in Vorschubrich­ tung der Gehäusekörper die eigentliche Kalibrierstation, die aus kalibrierten Rollen besteht, welche innen einen Kreisdurchmesser haben, der dem der zu kalibrierenden Do­ sen entspricht, während auch die Rollen der Station zur Vorkalibrierung so ausgebildet sind, daß sie den Bogen des Gehäusekörpers kopieren, und sie von einem gabelarti­ gen Element gehalten werden, das elastisch mit der Trä­ gerstruktur der Maschine verbunden ist.

Oberhalb dieser Vorrichtungen zur Vorkalibrierung und Ka­ librierung und längs im Verhältnis zu dem Gehäusekörper angeordnet, ist eine Längsführung vorgesehen, die im Schnitt z-förmig ausgebildet ist, und deren sich gegen­ überliegende Oberflächen, wie die bekannte Technik lehrt, zu dem Schweißpunkt hin konvergieren, und an deren sich gegenüberliegenden Rändern die Kanten des Gehäusekörpers während der Phase der Vorkalibrierung anschlagen. Auf diese Weise befindet sich der Gehäusekörper unmittelbar vor dem Schweißrollen vollkommen umfaßt und von den ge­ nannten Halterollen an die Oberflächen der genannten z-förmigen Führung gedrückt gehalten, und zwar durch ei­ nen radialen Druck, welcher der Öffnungswirkung der Ge­ häusekörper entgegensteht.

Eine Begrenzung dieser Lösung besteht gerade in der oben beschriebenen Auslegung, genauer gesagt in der genannten elastischen Verbindung zwischen der einzelnen Rolle und der Trägerstruktur. Tatsächlich müssen die Federn, die durch die hohen Schweißgeschwindigkeiten dynamische Ver­ formungen innerhalb stark begrenzter Zeiten auszuhalten haben, unter sehr kritischen Bedingungen arbeiten. Au­ ßerdem erweist sich die Vorrichtung in konstruktiver Hin­ sicht als sehr umfangreich und teuer.

Außerdem können die Gehäusekörper, die Abmessungsfehler aufweisen, bei hohen Geschwindigkeiten gegen die gefeder­ ten Körper stoßen, mit der daraus sich ergebenden Gefahr der Verformung des Eintrittsrandes an den Rollenelektro­ den.

Ein weiterer schwerwiegender Nachteil ist durch die Ge­ fahr der Blockierung des Hubes der gefederten Rollen ge­ gegeben, und zwar durch Staub (normalerweise lagernd), der eindringt und sich an den Lagergabeln derselben fest­ setzt, es sei denn, es werden regelmäßig und sich wie­ derholend Reinigungen vorgenommen. Außerdem erfordern die gefederten Rollen umfangreiche und mühsame Einstel­ lungen, um den radialen Druck festzulegen, den die Rolle auf den elastischen Körper ausüben muß.

Auf Grund dieser Tatsache ist die technische Aufgabe, die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegt, die, eine Vorrichtung zur Vorkalibrierung herzustellen, welche die Führung und die Einstellung in bezug auf die Abmessungen des Gehäusekörpers auch im Falle von hohen Produktions­ werten der Maschine erlaubt (zum Beispiel über 60 m/Min.), wobei die Konstruktion und die Einstellung vereinfacht und die Zuverlässigkeit erhöht werden.

Die technische Aufgabe und die erwähnten Zwecke werden erreicht durch die Vorrichtung nach der vorliegnden Er­ findung zur Vorkalibrierung von zylindrischen, gehäuse­ förmigen Elementen, die an eine Serie von Kalibrierrollen angrenzend an einer kontinuierlich arbeitenden Schweiß­ maschine anbringbar ist. Sie besteht aus mehreren Serien profilierter Rollen, die auf lotrecht zu der Zuführrich­ tung des Gehäusekörpers liegenden Ebenen angeordnet sind, und wenigstens eine der genannten Rollenserien zur Vorka­ librierung besteht aus einer Anzahl von profilierten Rol­ len mit einem Radius, der größer ist als der Radius des Gehäusekörpers, welcher von diesen selbst gehalten wird und die im Verhältnis zu diesem radial verbunden sind, so daß man einen einzigen Wälzreibungspunkt während des Durchlaufs des Gehäusekörpers hat.

Diese Vorteile und Eigenschaften der Kalibriervorrichtung nach der vorliegenden Erfindung gehen noch deutlicher aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung einer vorge­ zogenen, jedoch nicht ausschließlich praktischen Ver­ wirklichungsform, die in den Abbildungen der Zeichnungen dargestellt ist, von denen

- Abb. 1 perspektivisch und von hinten gesehen, mit eini­ gen Teilen entfernt, um andere besser hervorzuheben, und den Hauptelementen in Frontalansicht, die betreffende Vorrichtung zur Vorkalibrierung zeigt, die in der Station von den Schweißrollen angeordnet ist;

- Abb. 2 zeigt im diametralen Schnitt eine Station der Vorrichtung zur Vorkalibrierung selbst.

In der Abb. 1 ist ein Teil der Schweißmaschine dar­ gestellt, und zwar im Bereich unmittelbar vor der Kali­ brier- und Schweißstation gesehen.

Die betreffende Maschine ist vom Typ, der aus einem hori­ zontalen und mit 1 bezeichneten Arm besteht, welcher schematisch dargestellt ist und entlang demselben in der mit F angegebenen Richtung aufeinanderfolgend die Gehäu­ sekörper vorgeschoben werden, deren Zufuhr durch bekannte und hier nicht gezeigte Schieber erfolgt. Die Gehäusekör­ per 2 sind in die zylindrische Form gebogen, und zwar mit ihren freien Kanten zunächst einander genähert und dann zum Teil überlappt, parallel geführt durch eine mit 4 be­ zeichnete Führung mit z-förmigem Querschnitt, deren Führungsflächen für die Kanten des Gehäusekörpers perfekt parallel sind, und werden schließlich einem Paar von Rollen zum Schweißen zugeführt, die elektrisch mit den Polen eines Stromerzeugers verbunden und schematisch in der Abb. 1 mit 10 und 11 bezeichnet gezeigt sind.

Beim allmählichen Vorschieben in Richtung der Schweiß­ rollen 10 und 11 werden die Gehäusekörper 2 zunächst von dem horizontalen Arm 1 getragen und geführt und danach einer Gruppe zur Vorkalibrierung 3 und zu Kalibrierung 13 zugeführt, beide im wesentlichen unmittelbar vor und an den genannten Schweißrollen 10 und 11 angeordnet.

Die Vorrichtung zur Vorkalibrierung 3 besteht allgemein aus mehreren Rollenserien, die vor den Rollen 10 und 11 angeordnet sind, wobei jede Serie ihrerseits aus einer Anzahl von Rollen besteht, die intern einen Kreisumfang beschreiben. Diese Serien von Kreisumfängen haben im we­ sentlichen einen solchen Durchmesser, daß der vorgenann­ te Anschlag der Kanten des Gehäusekörpers an die genann­ ten parallelen Oberflächen der z-förmigen Führung während des Vorschubs des Körpers selbst in Richtung der Schweiß­ station möglich ist.

Vor den Schweißrollen 10 und 11 werden die freien und überlappenden Kanten der Gehäusekörper 2 von sich gegen­ überliegenden Seiten in Anschlag an die entsprechenden Abschnitte der z-förmigen Führung gebracht, die genau den Wert der Überlappung zwischen den zu verschweißenden Kanten festlegt.

In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist bei der Vorrichtung zur Vorkalibrierung wenigstens für eine aus mehreren, auf diametraler Ebene im Verhältnis zu dem Gehäusekörper angeordneten Rollen bestehende Station vor­ gesehen, daß eine oder mehrere dieser in Abb. 2 mit 5 bezeichneten Rollen entsprechend zu ihrer Erzeugenden im Kontakt mit dem Gehäusekörper mit einem Biegeradius ausgebildet ist, der zumindest größer ist als der Biege­ radius des Gehäusekörpers selbst (oder mit einem endlosen oder konvexen Radius), so daß der Kontakt nicht entlang einen konzentrierten Kreisbogen erfolgt, sondern so weit wie möglich auf einen engen, möglichst spitzen Bereich begrenzt ist. Vorzugsweise sind die genannten Rollen 5 zylindrisch ausgeformt, wie in Abb. 2 sichtbar ist, so daß der Kontaktbereich spitz ist, und jede Rolle 5 ist mit der Möglichkeit der freien Umdrehung um ihre ei­ gene diametrale Achse an einer Gabel 6 befestigt, die ei­ ne Welle 7 aufweist, welche starr mit einem Stützblock 8 verbunden ist, dieser seinerseits an der mit 9 bezeichne­ ten Trägerstruktur der Maschine befestigt.

Die Stützwelle 7 einer jeden Rolle 5 ist vorzugsweise in radialer Richtung einstellbar, so daß sie von der Achse A des Gehäusekörpers entfernt oder an diese herangeführt werden kann, je nach den Abmessungen desselben, und zwar durch einen Griff 15 zur mikrometrischen Einstellung, der durch eine entsprechende Mutter 16 blockierbar ist. Dies bedeutet, daß eine jede Rolle 5 während des Durchlaufs und des Haltens des Gehäusekörpers 2 keinen radialen Schwingungen unterliegt.

Unter weiterer Bezugnahme auf die Abb. 2 wird die betreffende Vorrichtung zur Vorkalibrierung durch einen unteren Support 20 vervollständigt (der eine Reihe von Rollen ersetzen kann), vorzugsweise bestehend aus einer Leiste, die an ihrer Oberseite entsprechend dem Gehäuse­ körper ausgebildet ist (jedoch auch flach oder konvex sein kann) und sich der Länge nach über die Station zur Vorkalibrierung hinaus ertreckt, sowie durch zwei obere Führungen 30, die in 31 mit der Trägerstruktur 9 verbun­ den und ebenfalls in einem Kreisbogen ergänzend zu dem Gehäusekörper 2 ausgebildet sind (oder auch flach oder konvex).

Die untere Leiste 20 und die oberen Führungen 30 bilden in diesem Falle nicht drei Auflagepunkte wie in dem Falle der zylindrischen Rollen mit Wälzreibung, sondern drei lineare, längsverlaufende Auflageabschnitte mit Gleitrei­ bung, auf denen der Gehäusekörper läuft. Die Führungen 30 können solche Abmessungen haben, daß sie den Gehäusekör­ üer in dem dicht an der z-förmigen Führung liegenden Ab­ schnitt so weit wie möglich umfassen können, so daß eine wirksame Führung gerade in dem empfindlichsten Bereich erhalten wird, welcher der Überlappung der zu verschwei­ ßenden Kanten entspricht.

In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung hat man also eine Vorrichtung zur Vorkalibrierung verwirklicht, in welcher der Gehäusekörper nicht in den Kontaktberei­ chen nach einem Kreisumfang gehalten und geführt wird, der in der lotrecht zu der Vorschubrichtung des Gehäuse­ körpers liegenden Ebene enthalten und mit gefederten Ele­ menten versehen ist, wie in den vorangegangenen Fällen, sondern entlang von Punkten mit einem Abstand voneinander und durch ein nicht gefedertes System. Auf diese Weise werden eventuelle Abmessungsdifferenzen der Gehäusekörper in der Vorkalibrierung von der Elastizität des Gehäuse­ körpers selbst aufgefangen, welcher durch seine ausge­ sprochen elastische Natur Verformungen elastischer Art (die sich auf jeden Fall auf Mindestwerte beschränken) aufnehmen kann, die durch die Unterbrechung der Kontakt­ stellen C zwischen den verschiedenen Führungsrollen 5 möglich sind, wobei aufgrund dieser Eigenschaft die Kan­ ten der Gehäusekörper auf den parallelen Anschlagflächen der z-förmigen Führung 4 verbleiben.

Auf diese Weise hat man es geschafft, eine Vorrichtung zur Vorkalibrierung zu erhalten, die in der Lage ist, die Abmessungsdifferenzen der Gehäusekörper aufzufangen, zur gleichen Zeit jedoch gegenüber den Geschwindigkeitsverän­ derungen bei der Zuführung derselben unempfindlich ist, die somit perfekt zu den anschließenden Serien der Kali­ brierrollen und zu den nachfolgenden Schweißrollen 10 und 11 geführt werden.

Die so ausgelegte Erfindung unterliegt zahlreichen Ände­ rungen und Varianten, die alle in den Bereich des erfin­ derischen Konzepts fallen. Außerdem können alle Details gegen technisch gleichwertige Elemente ausgetauscht wer­ den.

Claims (11)

1. Vorrichtung zur Vorkalibrierung von zylindrischen, gehäuseförmigen Elementen für kontinuierlich arbeitende Schweißmaschinen, enthaltend einen Arm (1) zum Formen, Tragen und für den Vorschub der Gehäusekörper (2) in zy­ lindrischer Ausbildung mit einander zugewandten und über­ lappten Kanten in Richtung einer Kalibrierstation (13), in welcher der Gehäusekörper (2) auf Maß gebracht und durch ein Paar von Rollenelektroden (10, 11), die jeweils innen und außen von dem Gehäusekörper angeordnet sind, verschweißt wird, wobei die genannten Maschinen vor der genannten Kalibrierstation im Verhältnis zu der Vorschub­ richtung (F) der Gehäusekörper ebenfalls eine Vorrichtung zur Vorkalibrierung (3) enthalten, welche eine oder meh­ rere Serien von Rollen (5) zur Vorkalibrierung hat, die jeweils in einem koaxialen Kreis mit einem im wesentli­ chen gleichen Durchmesser wie der der genannten Gehäuse­ körper angeordnet sind, welche sich mit ihren eigenen freien Kanten im Anschlag an die entgegengesetzt liegen­ den Seiten einer oberhalb der genannten Rollen angeordne­ ten z-förmigen Führung (4) befinden, die sich parallel zu der genannten Vorschubrichtung der Gehäusekörper erstrec­ ken und unmittelbar vor dem genannten Paar von Elektroden (10, 11) enden, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der genannten Rollenserien zur Vorkalibrierung (5) aus einer Anzahl von profilierten Rollen besteht, und zwar mit einem Radius, der über dem Radius des von diesen selbst gehaltenen Gehäusekörpers liegt, und die im Ver­ hältnis zu letzterem radial verbunden sind, so daß man während des Durchlaufs des Gehäusekörpers einen einzigen Wälzreibungspunkt hat.

2. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die genannte Vorrichtung zur Vorkalibrie­ rung (3) ebenfalls ein Paar von Führungselementen (30) enthält, die beiderseitig der genannten z-förmigen Füh­ rung (4) angeordnet sind und sich über wenigstens eine der genannten Rollenserien zur Vorkalibrierung erstrec­ ken, wobei die genannten Führungselemente starr von der Maschinenstruktur getragen werden und einen ausreichend weitläufigen Abschnitt des Gehäusekörpers in dem die Schweißelektroden angrenzenden Bereich umfassen.

3. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das untere Lager eine jeden der genannten Rollenserien zur Vorkalibrierung aus einer Leiste (20) besteht, die sich über wenigstens eine der genannten Rol­ lenserien zur Vorkalibrierung und parallel zu der genann­ ten z-förmigen Führung erstreckt und an ihrer Oberseite einen Biegeradius aufweist, der ergänzend zu dem des Ge­ häusekörpers ist.

4. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die genannte Vorrichtung zur Vorkalibrie­ rung (3) ebenfalls ein Paar von Führungselementen (30), die beiderseitig zu der genannten z-förmigen Führung (4) angeordnet sind und sich über wenigstens eine der genann­ ten Rollenserien zur Vorkalibrierung erstrecken, wobei die genannten Führungselemente starr von der Maschinen­ struktur getragen werden und einen ausreichend weiten Abschnitt des Gehäusekörpers in dem an die Rollenelektro­ den zum Schweißen angrenzenden Bereich umfassen, und da­ durch, daß das untere Lager einer jeden der genannten Rollenserien zur Vorkalibrierung aus einer Leiste (20) besteht, die sich über wenigstens eine der genannten Rol­ lenserien zur Vorkalibrierung und parallel zu der z-för­ migen Führung erstreckt und an ihrer Oberseite einem Bie­ geradius aufweist, der ergänzend zu dem des Gehäusekör­ pers ist.

5. Vorrichtung zur Vorkalibrierung von zylindrischen, gehäuseförmigen Elementen für kontinuierlich arbeitende Schweißmaschinen, enthaltend einen Arm (1) zum Formen, Tragen und für den Vorschub der Gehäusekörper (2) in zy­ lindrischer Ausbildung mit einander zugewandten und über­ lappten Kanten in Richtung einer Kalibrierstation (13), in welcher der Gehäusekörper (2) auf Maß gebracht und durch ein Paar von Rollenelektroden (10, 11), die jeweils innen und außen von dem Gehäusekörper angeordnet sind, verschweißt wird, wobei die genannten Maschinen vor der genannten Kalibrierstation im Verhältnis zu der Vorschub­ richtung (F) der Gehäusekörper ebenfalls eine Vorrichtung zur Vorkalibrierung (3) enthalten, welche eine oder meh­ rere Serien von Rollen (5) zur Vorkalibrierung hat, die jeweils in einem koaxialen Kreis mit einem im wesentli­ chen gleichen Durchmesser wie der der genannten Gehäuse­ körper angeordnet sind, welche sich mit ihren eigenen freien Kanten im Anschlag an die entgegengesetzt liegen­ den Seiten einer oberhalb der genannten Rollen angeordne­ ten z-förmigen Führung (4) befinden, die sich parallel zu der genannten Vorschubrichtung der Gehäusekörper erstrec­ ken und unmittelbar vor dem genannten Paar von Elektroden (10, 11) enden, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der genannten Rollenserien zur Vorkalibrierung ein Paar von Führungselementen (30) enthält, die beiderseitig zu der genannten z-förmigen Führung (4) angeordnet sind und sich über wenigstens eine der genannten Rollenserien zur Vorkalibrierung erstrecken, wobei die genannten Füh­ rungselemente starr von der Maschinenstruktur getragen werden und einen ausreichend weiten Abschnitt des Gehäu­ sekörpers in dem an die Rollenelektroden zum Schweißen angrenzenden Bereich umfassen, und dadurch, daß das un­ tere Lager einer jeden der genannten Rollenserien zur Vorkalibrierung aus einer Leiste (20) besteht, die sich über wenigstens eine der genannten Rollenserien zur Vor­ kalibrierung und parallel zu der z-förmigen Führung er­ streckt und an ihrer Oberseite einem Biegeradius auf­ weist, der ergänzend zu dem des Gehäusekörpers ist, und wobei die verbleibenden Rollen der wenigstens einen ge­ nannten Serie aus einer Anzahl von profilierten Rollen bestehen, und zwar mit einem Radius, der über dem Radius des von diesen selbst gehaltenen Gehäusekörpers liegt, und die im Verhältnis zu letzterem radial verbunden sind, so daß man während des Durchlaufs des Gehäusekörpers ei­ nen einzigen Wälzreibungspunkt hat.

6. Vorrichtung nach Patentanspruch 2 oder 4 oder 5, da­ durch gekennzeichnet, daß die genannten Führungselemente (30) auf der Innenseite ergänzend zu dem genannten Gehäu­ sekörper ausgebildet sind.

7. Vorrichtung nach Patentanspruch 2 oder 4 oder 5, da­ durch gekennzeichnet, daß die genannten Führungselemente (30) auf der Innenseite mit einem unendlichen Radius aus­ gebildet ist.

8. Vorrichtung nach Patentanspruch 2 oder 4 oder 5, da­ durch gekennzeichnet, daß die genannten Führungselemente (30) auf der Innenseite mit einem konvexen Profil ausge­ bildet sind.

9. Vorrichtung nach Patentanspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Anzahl von den mit dem Gehäusekörper im Kontakt stehenden Rollen eine konvexe Ausbildung aufweisen.

10. Vorrichtung nach Patentanspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Anzahl von den mit dem Gehäusekörper im Kontakt stehenden Rollen eine konvexe Ausbildung aufweisen.

11. Vorrichtung nach Patentanspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere Rollen der genann­ ten Anzahl der radial miteinander verbundenen Rollen ei­ nem gabelförmigen Tragelement (6) zugeordnet sind, wel­ ches mit einer von der Maschinenstruktur getragenen ra­ dialen Welle (7) versehen ist, wobei Mittel (15) zu Ein­ stellung und radialen Positionierung der genannten Rollen vorgesehen sind.