RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP 1691950 (13) T3 Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego: 23.09.2004 04765530.3 (97) O udzieleniu patentu europejskiego ogłoszono: 23.01.2008 Europejski Biuletyn Patentowy 2008/04 EP 1691950 B1 (51) Int. Cl. B23K26/24 B23K26/26 B23K37/04 B23K37/047 B21C47/26 (2006.01) (2006.01) (2006.01) (2006.01) (2006.01) (54) Tytuł wynalazku: Sposób i urządzenie do zgrzewania doczołowego blach o zróżnicowanej grubości za pomocą co najmniej jednej przestawnej w pionie rolki dociskowej, umieszczonej poniżej blach (30) Pierwszeństwo: DE20031057891 11.12.2003 (43) Zgłoszenie ogłoszono: 23.08.2006 Europejski Biuletyn Patentowy 2006/34 (45) O złożeniu tłumaczenia patentu ogłoszono: 31.07.2008 Wiadomości Urzędu Patentowego 07/2008 (73) Uprawniony z patentu: ThyssenKrupp Drauz Nothelfer GmbH, Heilbronn, DE PL/EP 1691950 T3 (72) Twórca (y) wynalazku: ALBER Gerhard, Berg, DE RETZBACH Martin, Ravensburg, DE (74) Pełnomocnik: Przedsiębiorstwo Rzeczników Patentowych Patpol Sp. z o.o. rzecz. pat. Nowakowski Janusz 02-770 Warszawa 130 skr. poczt. 37 Uwaga: W ciągu dziewięciu miesięcy od publikacji informacji o udzieleniu patentu europejskiego, każda osoba może wnieść do Europejskiego Urzędu Patentowego sprzeciw dotyczący udzielonego patentu europejskiego. Sprzeciw wnosi się w formie uzasadnionego na piśmie oświadczenia. Uważa się go za wniesiony dopiero z chwilą wniesienia opłaty za sprzeciw (Art. 99 (1) Konwencji o udzielaniu patentów europejskich).
EP 1 691 950 B1 Opis [0001] Wynalazek dotyczy sposobu zgrzewania doczołowego blach o różnej grubości według części nieznamiennej zastrzeżenia 1 oraz urządzenia do przeprowadzenia sposobu według części nieznamiennej zastrzeżenia patentowego 4 (patrz przykładowo opis JP 2000/000612 A). [0002] Z opisu EP 299 358 B1 znane jest urządzenie do ciągłego zgrzewania prowadzonych na styk taśm, względnie blach za pomocą co najmniej jednego nieruchomego promienia laserowego, z rolkami dociskowymi, umieszczonymi po obu stronach zgrzewanych taśm, względnie blach, parami prostopadle do ich kierunku przebiegu. Przy tym górne rolki dociskowe są umieszczone na niezależnie ruchomych jarzmach w sposób przesuwny w pionie, w celu obtaczania się w odpowiedni sposób na blachach. Dzięki temu, zwłaszcza w przypadku zgrzewania doczołowego blach o różnych grubościach, górne rolki dociskowe mogą przyjmować różne położenia w pionie. Obie rolki dociskowe, umieszczone poniżej zgrzewanych blach, są umieszczone nieruchomo, a więc nie są przestawne w pionie i tworzą w ten sposób równomierną, płaska podporę dla zgrzewanych blach. [0003] W opisie DE 93 14 720 U1 opisane jest urządzenie do wygładzania spoin wytworzonych uprzednio na stosunkowo cienkich blachach, przy czym powyżej blach, a mianowicie w bezpośrednim obszarze spoiny, umieszczonych jest po jednej rolce podporowej, a poniżej blach umieszczona jest dosuwana i unieruchamiana rolka wygładzająca, w celu usunięcia, lub przynajmniej wygładzenia, powstałego ewentualnie po zgrzewaniu zgrubienia spoiny na dolnej stronie blachy. [0004] W końcu, w opisie EP 713 746 B1 opisano urządzenie i sposób zgrzewania doczołowego płaskich blach o różnej grubości za pomocą promienia laserowego, przy czym skok grubości między obiema blachami jest umieszczony na stronie dolnej, a przed procesem zgrzewania, blachy w obszarze skoku grubości zostają plastycznie odkształcone. W tym celu górne płyty mocujące blachę i dolna struktura nośna zostają odpowiednio uformowane. [0005] W opisie JP 2000 000 612 A jest opisany sposób ciągłego zgrzewania laserowego blachy taśmowej, przy czym blachy o różnej grubości zgrzewane są wzajemnie doczołowo, w sposób ciągły. Przy tym blachy są transportowane na nieruchomych dolnych rolkach przez układ spawalniczy i przy tym są dokładnie ustalane za pomocą górnych rolek dociskowych. W celu nastawienia na różne grubości blachy, górne rolki są przestawne w pionie. [0006] W opisie DE 40 22 062 C1 jest opisane urządzenie do regulowanego prowadzenia taśm i zgrzewania doczołowego wzdłuż ich krawędzi wzdłużnych, przy czym każda blacha taśmowa jest prowadzona tylko na jednej powierzchni za pomocą przestawnych w pionie krążków zwrotnych. [0007] Wprawdzie w stanie techniki opisano, że skok grubości między blachami jest umieszczony powyżej albo poniżej blach, to jednak w przypadku tych urządzeń do zgrzewania nie przewidziano zmiany usytuowania grubszej i cieńszej blachy, zwłaszcza zmiany skoku grubości z góry do dołu, i odwrotnie. [0008] Dlatego też zadaniem wynalazku jest zaproponowanie wyżej wymienionego sposobu i urządzenie do przeprowadzenia tego sposobu, w przypadku którego usytuowanie grubszej i cieńszej blachy, a zwłaszcza usytuowanie skoku grubości, jest dowolnie zmieniane za pomocą tego samego urządzenia. [0009] Zadanie to rozwiązano dzięki niezależnym zastrzeżeniom 1 i 4. W zastrzeżeniach 2 i 3 zawarte są uzupełniające propozycje sposobu. 1
EP 1 691 950 B1 [0010] W zgodnym z wynalazkiem sposobie, względnie w urządzeniu do przeprowadzenia tego sposobu przewidziano, że oprócz rolek dociskowych, obtaczających się na stronie górnej blach w sposób ruchomy w pionie i/lub sprężynująco, rolki dociskowe mogą być przestawne w pionie także poniżej blach, przynajmniej na jednej stronie spoiny. Korzystnie tylko jedna z obu rolek dociskowych, umieszczonych poniżej blach, jest przestawna w pionie, natomiast druga rolka jest umieszczona nieruchomo na podłożu. Przy tym pod pojęciem "przestawny w pionie" należy rozumieć to, że nie jest przewidziane żadne sprężynujące ułożyskowanie tej rolki dociskowej, lecz że jest ona przestawiana korzystnie w zależności od wstępnie zadanej grubości i/lub wstępnie zadanego wymaganego położenia blachy w pionie. Przy tym jako szczególnie korzystne okazało się zmienianie, względnie przestawianie wysokości dolnej rolki dociskowej podczas bieżącego procesu zgrzewania, dzięki czemu położenie obu wzajemnie stykających się krawędzi blach może być zmienione na długości przebiegu spoiny, przykładowo sinusoidalnie lub według określonego, wstępnie zadanego przebiegu krzywej. Dzięki temu tak zwany skok grubości, można uzyskać w całości lub częściowo, wewnątrz jednego elementu konstrukcyjnego, przykładowo od strony dolnej blachy do strony górnej blachy, i ponownie z powrotem (por. fig. 9). [0011] W celu przestawiania, dolne rolki dociskowe mogą być umieszczone korzystnie na podporze, przestawnej w pionie na pionowych szynach prowadzących, za pomocą zwykłego napędu do przestawiania w pionie. [0012] Za pomocą sposobu według wynalazku, w przeciwieństwie do stanu techniki, możliwa jest dowolna wymiana skoku grubości w obszarze spoiny powyżej i poniżej blachy. Ponadto, jak to wynika również z załączonych figur rysunku, można przeprowadzić dowolną wymianę grubszej blachy, od strony lewej do prawej. Jest to korzystne zwłaszcza wówczas, gdy konieczne jest wytwarzanie elementów konstrukcyjnych, które są konieczne dla lewej i prawej strony samochodu osobowego, i które muszą być ukształtowane w odbiciu zwierciadlanym. Wytwarzania tego rodzaju elementów konstrukcyjnych w odbiciu zwierciadlanym za pomocą urządzeń zgrzewających, należących do stanu techniki, nie brano pod uwagę i nie było ono możliwe, względnie było możliwe tylko po obróceniu, związanym z dużym nakładem kosztów, i poprawianiu położenia przynależnych blach elementu konstrukcyjnego. Zgodnie z wynalazkiem, tego rodzaju obracanie i poprawianie położenia nie jest wymagane. Jak wynika z opisu rysunku, poprzez zwykłe przestawienie w pionie dolnej rolki zaciskowej mogą być wytwarzane zarówno elementy konstrukcyjne w odbiciu zwierciadlanym (por. fig. 7 i 8), jak również elementy konstrukcyjne ze zmieniającym się skokiem grubościm w przebiegu spoiny. [0013] Wynalazek jest bliżej objaśniony przykładowo na podstawie załączonej fig. 1 do 9. Na rysunku przedstawiają: fig. 1 tarcze dociskowe 4,5,10, umieszczone podczas zgrzewania poniżej i powyżej blach 1,2, w widoku z boku fig. 2 do 6 różne widoki czołowe rolek dociskowych 4,5 i 10 z różnymi położeniami skoku grubości 3 i przestawnej w pionie rolki dociskowej 4 fig. 7 do 9 różne elementy konstrukcyjne, zestawione z blach 1,2, względnie 1',2', odpowiednio w widoku z góry i w przekroju. [0014] Z całego urządzenia do zgrzewania, na fig. 1 przedstawione są w widoku z boku jedynie przyporządkowane rolki dociskowe 4,5 i 10, pomiędzy którymi blachy podczas procesu zgrzewania przeprowadzone są w kierunku przebiegu D. Przy tym górna rolka dociskowa 10 jest zamocowana w 2
EP 1 691 950 B1 znany sposób na jarzmie 12, które w zasadzie jest zawieszone na sprężynie 14 i jest przesuwne w pionie wokół poziomej osi obrotu kozła łożyskowego 13. Wewnątrz górnej rolki prowadzącej 10, umieszczony w kierunku strzałki 11 między obiema rolkami dociskowymi 10 (por. fig. 2), promień laserowy jest skierowany do linii styku obu blach 1,2. Ponieważ blachy 1,2 lub 1',2' w obszarze spoiny laserowej maja korzystnie zróżnicowaną grubość, powstaje tam skok grubości, oznaczony przez 3,3'. Dla normalnego przypadku ten skok grubości jest usytuowany według fig. 2 u góry, przy czym obie strony dolne blach 1,2 tworzą w obszarze spoiny płaską powierzchnię. W tym przypadku także przestawna w pionie rolka dociskowa 4 w swoim tak zwanym położeniu zerowym znajduje się na tej samej wysokości co naprzeciwległa rolka dociskowa 5, umieszczona na stałej podporze 7. Górna rolka dociskowa 10, umieszczona na prawej stronie spoiny, przylega do grubszej blachy 2, a lewa rolka dociskowa 10 przylega do cieńszej blachy 1. Zgodnie z widokiem według fig. 2, w ten sam sposób także grubsza blacha 2 mogłaby być umieszczona po lewej stroni, a cieńsza blacha 1 po jej prawej stronie. Jednak w obu przypadkach, skok grubości 3 znajduje się pomiędzy tymi obiema blachami u góry. [0015] W przypadku fig. 3 i 4, skok grubości jest umieszczony odpowiednio u dołu, dzięki czemu strona górna obu blach tworzy poziomą płaszczyznę, po której obie rolki dociskowe 10 obtaczają się na tej samej wysokości. Zgodnie z widokiem według fig. 3, cieńsza blacha 1 jest umieszczona po lewej stronie, a znajdująca poniżej rolka dociskowa 4 jest przestawna, w porównaniu do położenia zerowego według fig. 2, do góry, o odpowiednia różnicę grubości obu blach 12, za pomocą przestawnej w pionie podpory 8 i przynależnego napędu 8. Zgodnie z widokiem według fig. 4, przy umieszczeniu grubszej blachy 2 po lewej stronie, rolka dociskowa 4 jest przestawna z położenia zerowego, do dołu, o różnicę grubości. We wszystkich przypadkach, pionie roli dociskowej 5 pozostaje niezmienione. Górne rolki dociskowe 10 przyjmują automatycznie położenia w pionie, które jest określone przez blachę, przylegającą odpowiednio po prawej stronie do rolki dociskowej 5. Tak więc, odpowiednio przestawione musi być tylko położenie w pionie lewej rolki dociskowej 4. [0016] Na fig. 7 i 8 przedstawione są odpowiednio w widoku z góry i w przekroju dwa, usytuowane w odbiciu zwierciadlanym, elementy konstrukcyjne, przy czym na fig. 7 skok grubości 3 jest umieszczony u dołu i w obu przypadkach cienka blacha 1 znajduje się po lewej stronie, a gruba blacha 2 znajduje się po prawej stronie. Przedstawione obok nich fig. 5 i 6 uwidoczniają jeszcze raz, w zmniejszonej podziałce i w sposób nieco bardziej schematyczny, widok według fig. 2 i 3. [0017] Na fig. 9 przedstawiony jest w dolnym obszarze, w widoku z góry, inny element konstrukcyjny, zestawiony z blach 1' i 2'. Przy tym cechą szczególną według wynalazku jest to, że skok grubości 3' wewnątrz tego elementu konstrukcyjnego jest zmieniany wzdłuż spoiny w procesie zgrzewania w sposób ciągły tylko poprzez przestawienie w pionie rolki dociskowej 4. W obszarze linii przekroju A-A i C-C, skok grubości 3' jest umieszczony odpowiednio u góry, natomiast w obszarze linii przekroju B-B jest on umieszczony u dołu. Tak więc, wychodząc od obu końców spoiny, położenie skoku grubości 3 zmienia się, korzystnie w sposób ciągły, to znaczy albo prawa blacha 1', albo lewa blacha 2' jest ukształtowana w obszarze spoiny w sposób łukowaty. Przy tym najprostsze jest takie rozwiązanie, gdy gruba blacha 2' przesuwa się na nieruchomej rolce dociskowej 5, a cienka blacha 1' przesuwa się na rolce dociskowej 4, przestawnej w pionie, i przy tym tylko cieńsza blacha jest odkształcona łukowato. Wykaz oznaczeń [0018] 3
EP 1 691 950 B1 1,1' blacha (cienka) 2,2' blacha (gruba) 3;3' skok grubości miedzy 1 i 2, względnie 1' i 2' Ina dole i u góry) 4 rolka dociskowa 5 rolka dociskowa 6 szczelina miedzy 4 i 5 7 podpora dla 5 (nieruchoma) 8 podpora dla 4 (przestawna w pionie) 9 napęd do przestawiania w pionie 10 rolki dociskowe (u góry) 11 promień laserowy 12 jarzmo na 13 13 kozioł łożyskowy 14 sprężyna D kierunek przebiegu dla 1,2 Zastrzeżenia patentowe 1. Sposób zgrzewania doczołowego blach (1,2), korzystnie blach taśmowych lub wykrojów z blachy o różnej grubości, poprzez ruch między promieniem laserowym (11) lub wiązką elektronów a blachami (1,2) wzdłuż linii styku blach (1,2), względnie wytwarzanej spoiny, z rolkami dociskowymi (4,5,10), umieszczonymi powyżej i poniżej blach (1,2), parami, w pewnej odległości od siebie, obok spoiny, przy czym rolki dociskowe (10), umieszczone powyżej blach (1,2) są ruchome w pionie i/lub obtaczają się sprężynująco po blachach (1,2), znamienny tym, że co najmniej na jednej stronie spoiny, umieszczone poniżej blach (1,2) rolki dociskowe (4,5), są przestawne w pionie i podczas przeprowadzanego na bieżąco procesu zgrzewania zmienia się wysokość rolek dociskowych (4), umieszczonych poniżej blach (1,2). 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że rolki dociskowe (4,5) przestawia się w pionie, w zależności od grubości i/lub wymaganego położenia w pionie przynależnej blachy (1,2). 3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że podczas przeprowadzanego na bieżąco procesu zgrzewania, ustala się wysokość drugiej rolki dociskowej (5). 4. Urządzenie do zgrzewania doczołowego blach (1,2), korzystnie blach taśmowych lub wykrojów z blachy o różnej grubości, służące do przeprowadzenia sposobu zgrzewania według jednego z poprzednich zastrzeżeń, przy czym powyżej i poniżej blach (1,2) umieszczone są parami, w pewnej odległości od siebie, obok spoiny, rolki dociskowe (4,5,10) i rolki dociskowe (10), umieszczone powyżej blach (1,2), są ruchome w pionie i/lub obtaczają się sprężynująco po blachach (1,2), znamienny tym, że co najmniej jedna z rolek dociskowych (4), umieszczonych poniżej blach (1,2) jest umieszczona na jednej stronie spoiny, umieszczone poniżej blach (1,2) rolki dociskowe (4,5) są przestawne w pionie i podczas przeprowadzanego na bieżąco procesu zgrzewania zmienia się wysokość rolek dociskowych (4), umieszczonych poniżej blach(1,2). 4