專利名稱：倒圓裝置上的預倒圓元件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)權利要求1或權利要求9的前序部分的倒圓裝置上的預倒圓 元件或倒圓元件、具有這樣的預倒圓元件或倒圓元件的倒圓裝置以及用于罐體的具有這樣 的倒圓裝置的焊接設備。
背景技術：
倒圓裝置在制造由金屬片構成的容器體特別是罐體時應用。容器體坯體為此在 倒圓后直接被轉移到焊接機器中用于焊接容器體的縱向縫。在此通常金屬片的卸垛裝 置、倒圓裝置和焊接機器構成一個單元。用于罐制造的相應設備例如由DE-A-3330171或 US-A-5209625已知。倒圓在此如此實現(xiàn)，使得構成的罐體可以直接被導入用于接縫搭接的 Z軌道內。為了倒圓，切成矩形的具有規(guī)定的尺寸和標準的材料特性的金屬片部段從推入系 統(tǒng)被推入被驅動的第一傳輸輥對內，由多個被驅動的具有100-450m/分鐘的速度的傳輸輥 進一步輸送并且在倒圓裝置中利用倒圓系統(tǒng)借助于楔和輥子或者利用輥系統(tǒng)彎曲成圓形 的框架。特別是在倒圓輥子之前應用預倒圓楔，其影響倒圓結果。可能時附加借助于可選 的撓曲工位首先實現(xiàn)塑性變形，其用于在倒圓之前消除金屬片內的應力。這樣的倒圓裝置 或設備對于專業(yè)人員是已知的。根據(jù)金屬片質量，系列加工的金屬片具有不同的厚度和材 料特性例如拉伸極限、伸展率和凝固特性，其在倒圓過程后導致不同的框架半徑和由此不 同的在自由端部上的開口。因為由此不是所有被系列地倒圓的框架在倒圓工位中位于相同 的位置并且它們具有不同的倒圓半徑，所以這導致在焊接工位內搭接量的變化，這對于框 架的焊接是成問題的，或者在將框架由倒圓機器推出到焊接設備中時出現(xiàn)問題并且由此導 致機器較長的故障停止時間。由此減小機器的效率并且對于機器運行者產(chǎn)生故障費用。
預倒圓楔的調節(jié)根據(jù)現(xiàn)有技術是手動實現(xiàn)的并且依賴于所提及的金屬片特性，例 如拉伸極限、金屬片厚度和金屬片的規(guī)格大小。如果加工不同的金屬片質量，那么必須在倒 圓裝置的停止狀態(tài)下分別重新校準預倒圓楔。為了避免在罐體的倒圓和焊接時出現(xiàn)上述的 問題，使用具有較小的材料特性波動的且來自金屬片制造者的一個制造系列的金屬片。盡 可能避免不同的金屬片的混合。倒圓必須經(jīng)常被檢查并且在需要時倒圓系統(tǒng)和特別是預倒 圓楔必須被后續(xù)調節(jié)，這必須在停止狀態(tài)下實現(xiàn)并且減小倒圓裝置和后續(xù)步驟的效率并且 對于機器運行者產(chǎn)生故障費用。在工作中借助于預倒圓元件和/或倒圓元件設定的預倒圓 或倒圓可能由于金屬片施加在所述預倒圓元件和/或倒圓元件上不同的力而產(chǎn)生波動。在 專利申請CH0608/08中建議一種具有操縱元件的預倒圓元件，其可以避免這些缺點。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于改善這種預倒圓元件或倒圓元件。 這借助于根據(jù)權利要求1和/或權利要求9的預倒圓元件和/或倒圓元件實現(xiàn)， 其允許在工作中改變對待倒圓的金屬片的加載并且在盡可能恒定地保持對金屬片設定的 作用。
預倒圓元件或倒圓元件設有固定體鉸鏈，這促成特別簡單的構造。固定體鉸鏈無 間隙和無磨損地工作。固定體鉸鏈在此如此構成，即通過操縱元件形成盡可能均勻的偏轉， 這促成元件對金屬片的均勻的作用并且因此形成好的均勻的倒圓結果。 根據(jù)本發(fā)明的另外一個方面，預倒圓元件或倒圓元件如此構成，即其下部件在縱 向方向上在對金屬片作用時盡可能小地彎曲。這促成元件對金屬片的均勻的作用并且因此 形成好的均勻的倒圓結果。 在本發(fā)明的倒圓裝置和焊接設備中，使用相應的預倒圓元件和/或倒圓元件。


本發(fā)明的各個構造、優(yōu)點和應用由從屬權利要求和下面借助于說明書附圖的描述 得出。
圖1預倒圓元件的側視圖，用于大概說明其構造； 圖2本發(fā)明的預倒圓元件在倒圓裝置中的布置的示意圖； 圖3預倒圓元件的一個實施方式的立體圖； 圖4根據(jù)圖3的預倒圓元件的側視圖； 圖5根據(jù)圖3或圖4的預倒圓元件的垂直剖視圖； 圖6預倒圓元件的后視圖； 圖7預倒圓元件的另外的實施方式的一個部分的垂直剖視圖；
圖8通過根據(jù)權利要求7的實施方式的水平剖視圖。
具體實施例方式
圖1以側視圖示出預倒圓元件14。其在倒圓裝置4中的應用在圖2中示意示出。
倒圓裝置4的倒圓元件13也可以根據(jù)本發(fā)明的這些方面構成。在下面的例子中本發(fā)明借
助于預倒圓元件描述，其相應的構成為和用作倒圓元件在此也被包括了。 預倒圓元件14在所示的構造中是一個預倒圓楔，因為其作用在相應的金屬片上
的下部件22的前部區(qū)域是楔形的，并且預倒圓元件14具有一個剛性的或在工作中固定的
元件上部件20。元件上部件20是這樣一個部件20，其構成用于用于固定在倒圓裝置的機
器部件上并且在所示的例子中在兩側具有固定機構例如孔26和引導部24，該固定機構允
許在倒圓裝置上的固定并且使得垂直的底部調整成為可能。在倒圓裝置上固定的上部件20
也可以直接是倒圓裝置的一個固定部件。替代的固定可以經(jīng)由用于高度調節(jié)的垂直的螺紋
桿和至少一個垂直的引導部實現(xiàn)并且利用至少一個水平的螺釘實現(xiàn)固定，其將部件20拉
向垂直的引導部。 在部件20或元件上部件上經(jīng)由一個鉸鏈結構21設置可偏轉的元件下部件22或 楔下部件22。這種偏轉通過一個箭頭a示出。這種偏轉通過一個操縱元件23實現(xiàn)，其接 下來稱為激勵器。激勵器的靜止部分固定設置在上部件20中并且可運動的可操縱的部件 23'作用在楔下部件22上；替代地，激勵器的可運動部件固定在上部件中并且另外的部件 作用在楔下部件上。如果部件23'在附圖中向下壓，那么楔下部件22被如此偏轉，即它在 最大偏轉時可以占據(jù)點線表示的位置。如果激勵器23的可操縱的部件23'處于靜止位置， 那么獲得楔22的實線表示的位置。根據(jù)激勵器作用在楔22上的偏轉或力，出現(xiàn)在所示的各位置之間的中間位置。激勵器也可以將部件22往上拉。例如在兩個示出的位置之間的 中間位置是未偏轉的位置。 將上部件20和楔22連接的鉸鏈結構在此實施例中是固定體鉸鏈，其由一個相配 地設計尺寸的固定體部件構成，其通過激勵器23的力彈性變形。相應地當激勵器的力或其 偏轉減小時，形成一個復位。復位力然而也可以通過激勵器產(chǎn)生。優(yōu)選鉸鏈結構作為固定 體鉸鏈與上部件20和下部件22構成為一體的，如在附圖1中所示。激勵器23可以是任意 的可控制的驅動裝置。優(yōu)選是壓電的激勵器，因為僅僅需要非常小的偏轉并且快速的反應 時間是有利的。也可以應用其它的可控制的驅動裝置如電動驅動裝置、磁性驅動裝置或氣 動驅動裝置或液壓驅動裝置作為操縱元件23。 圖2示意示出將金屬片2輸送給倒圓裝置4，在該倒圓裝置中存在一個其它的業(yè) 已處于倒圓中的金屬片2。金屬片在此從未示出的堆疊上卸垛并且連續(xù)地通過倒圓裝置倒 圓。向倒圓裝置裝置內的輸入通過傳輸裝置例如所示的輥子實現(xiàn)。在倒圓裝置中可以設置 具有撓曲輥8和9以及撓曲楔7的撓曲工位。這樣的撓曲工位是已知的并且一方面消除金 屬片的應力，且另外一方面對相應的金屬片的前部的棱區(qū)域進行倒圓。特別是一個接下來 詳細闡述的測量裝置(例如用于測量相應的金屬片的倒圓特性)與該撓曲工位鄰接或者是 該撓曲工位的一部分。跟隨撓曲工位地示意示出倒圓裝置4的實際的倒圓工位。倒圓工位 具有倒圓輥11和12和在傳輸方向上跟隨的倒圓楔13。這些元件原則上是已知的并且在此 不再詳細闡述。替代這樣的倒圓工位，也可以出現(xiàn)其它類型的倒圓工位，例如無倒圓楔和具 有錯位的各倒圓輥的倒圓工位。這種類型對于專業(yè)人員是已知的并且不再詳細闡述。
在倒圓輥之前設置本發(fā)明的預倒圓元件14，其對待倒圓的金屬片加載。這根據(jù)本 發(fā)明通過在倒圓工作中可偏轉的元件下部件22實現(xiàn)。因此可以在倒圓過程中通過預倒圓 元件14單獨地對每個金屬片進行作用并且能夠影響對每個金屬片的倒圓結果。在此激勵 器23通過來自控制裝置5的信號控制。它可以是倒圓裝置的控制裝置或用于容器體的包 含倒圓裝置的焊接設備的控制裝置。然而控制裝置5也可以是一個單獨的控制裝置，其必 要時與所述的控制裝置共同作用。預倒圓元件14的控制在此例如通過倒圓裝置的操縱人 員在預設定的意義上實現(xiàn)，即經(jīng)由控制裝置5為下部件22設定規(guī)定的偏轉。而后所有的金 屬片都遵循該設定，直至操縱人員設定另外一種偏轉。這種偏轉另外一方面也可以由控制 裝置5從存儲的設定值中選擇。操縱人員而后例如輸入金屬片規(guī)格和/或金屬片材料和/ 或金屬片厚度和/或編碼標記并且控制裝置為此由存儲的值中選出元件下部件22的相應 的偏轉。在一個優(yōu)選的構造中，至少一個金屬片特性的測量通過至少一個測量裝置實現(xiàn)并 且測量值促使控制裝置5調節(jié)激勵器23或元件下部件22的偏轉。這種測量在此優(yōu)選對于 每個金屬片實現(xiàn)并且因此預倒圓元件可以單獨地為待倒圓的金屬片序列的每個金屬片被 設定或控制。這種測量然而也可以為各個單個的金屬片例如每10個金屬片實現(xiàn)或者僅僅 對于一定量的金屬片中的一個(例如一個金屬片堆疊的第一個金屬片)實現(xiàn)。例如測量金 屬片厚度作為測量值。相應的測量裝置是已知的并且在此不再進一步闡述。優(yōu)選測量金屬 片的倒圓特性并且用于控制預倒圓元件14，這在接下來詳細闡述。 附圖3至6示出預倒圓元件14的一個實施例，其中規(guī)定本發(fā)明的兩個方面。 一方 面，鉸鏈21構成為使得其抑制偏轉的阻力矩沿著其縱向延伸(或縱向分布)構成為不同 的。另外一方面，在上部件20和下部件22之間的分離間隙21'不是在水平方向上延伸地
6構成的(即不是如附圖1所示)并且分離間隙21'的與鉸鏈對置的開口位于鉸鏈21的上 方。這在下面詳細闡述。 預倒圓元件14的立體圖示出包含通過鉸鏈21相互連接的上部件20和下部件22 的各元件。該鉸鏈是固定體鉸鏈，其在該實施例中可以構成為與上部件20和下部件22是 一體的。然而固定體鉸鏈也可以通過其它的方式構成，例如通過片簧結構。所述一體性必 要時僅僅是指上部件20和下部件22之間的連接。下部件22自身可以構成多部分的，特別 是預倒圓元件14的實際的楔尖22'可由一種與下部件22不同的材料構成。在此特別是 為楔尖22'選擇一種與下部件22的材料相比更加耐磨的更硬的材料。部件22和22'的 連接可以通過焊接、粘結或其它的方式實現(xiàn)。在優(yōu)選的構造中楔的后面部分和前面部分彼 此擰接，這使得由于磨損或變換楔形狀而允許更換前面部分。在圖3中可見業(yè)已提及的元 件14的側面的引導部24、24'以及孔26特別是螺紋孔用于將元件14垂直固定在倒圓裝置 上；如上所述，也可以選擇其它的固定。在圖3、4和5中未示出操縱元件23。操縱元件在 該實施例中如此設置，使得它在上部件20上方借助于螺紋孔17固定在上部件上，從而在圖 l中示出的推桿23'穿過凹部或引導部19被引導至下部件22。水平的螺紋孔18(其可以 如在圖3中所示設置在前側上或如在圖5中所示設置在后側上)用于安裝螺栓，該螺栓用 于定向推桿23'。激勵器的推桿然而也可以以其它的方式構成。在圖6中在上部件20的 上方設置一個用于激勵器的保持部23'，激勵器自身在圖中未示出。 在圖3中可見固定體鉸鏈21的一個端部。該鉸鏈優(yōu)選無中斷地在預倒圓元件14 的整個長度上延伸。必要時鉸鏈也可以具有中斷。在圖3中且特別是在圖4中，其以在圖3 中可見的元件14的具有引導部24的側面的側視圖示出，鉸鏈21在該端部上的材料厚度是 小的。這在圖4的側視圖中利用54表示的小的材料厚度可見。圖5相反示出通過元件14 的中心和因此通過引導部19的垂直剖視圖，使得在那兒鉸鏈的材料厚度54是較大的。鉸 鏈21的材料厚度朝向另外的側向的具有引導部24'的端部方向重新減小，直至它也在該 側向端部上如此小，如在圖4中所示。在通過操縱元件的力導入在中心實現(xiàn)的預倒圓元件 14中，這是一個優(yōu)選的構造，因為與沒有該措施的情況相比，由于從中心出發(fā)側向向外減小 的鉸鏈材料厚度在通過激勵器使得鉸鏈彎曲時促成下部件22在預倒圓元件14的整個長度 上的更加均勻的偏轉。這促成下部件22對待倒圓的金屬片的更加均勻的作用并且因此改 善的倒圓結果。圖5示出力導入，其中由操縱元件施加的力F促成下部件22的偏轉a。在 預倒圓元件14的通過操縱元件實現(xiàn)力導入的位置上，鉸鏈21通過材料厚度的選擇如此構 成，即在那兒彎曲阻力矩是最大的并且隨著與力導入位置的間距增大而減小。這能夠以所 示的方式通過隨著與力導入位置的增大的間距而減小材料厚度或鉸鏈橫截面實現(xiàn)。這也可 以通過改變固定體鉸鏈的其它的材料參數(shù)實現(xiàn)，例如通過將固定體鉸鏈在不同的部段中由 不同的材料構成，它們具有相對于彎曲不同的阻力矩。 材料厚度的改變的構造例如從元件14的外側實現(xiàn)，如在圖3至6的實施例中示 出。在這些附圖中可見，固定體鉸鏈的材料厚度從在該實施例中中心的力導入位置朝向側 面如此減小，使得在外側上在背面上設置至少一個材料去除部51，其朝向兩側減小固定體 鉸鏈的材料厚度。優(yōu)選設置其它的去除部52和53，從而在背面上實現(xiàn)多角平面類型的材 料去除。材料厚度的外側的改變同樣形成，當固定體鉸鏈由片簧結構構成并且其在力導入 位置比在元件14的各側面具有較多的彈簧片。不同的材料厚度54也可以通過定義固定體鉸鏈的凹部21"、特別是鉆孔的不同的直徑構成；替代鉆孔過程，在此也可以應用其它的 加工例如銑。這樣的凹部的設置在附圖7和8中示出，其中僅僅示出預倒圓元件14的鉸鏈 件。在圖7中以側視圖在此示出上部件20的一個部段和下部件22的一個部段并且在此可 見，定義鉸鏈21的凹部21"特別是鉆孔，是階梯型的凹部或鉆孔。這在圖8中沿著圖7的 剖視線A-A的水平剖視圖中示出。圖8示出下部件22和鉸鏈的鉆孔21"，其分段地朝向鉸 鏈的中心具有變小的直徑。因此固定體鉸鏈的材料厚度朝向中心增大或朝向側面減小。替 代階梯型鉆孔也可以設置鉆孔的錐形構造。凹部也可以通過其它的方式構成，例如通過具 有端側半徑的狹槽。 所示的例子從中心的力導入出發(fā)并且因此以朝向元件14的兩側減小的彎曲阻力 矩。這也可以不同的構成，即力導入在兩側實現(xiàn)并且因此彎曲阻力矩或較大的材料厚度設 置在兩側上。而后材料厚度構成為朝向中心減小。該示例將鉸鏈也放置在元件14的后側 上；這不是強制的，鉸鏈也可以在元件14的前側上或者在其中心或者在其它的在前側和后 側之間的中間位置上設置。 在圖3至6中可見本發(fā)明的第二方面，位于上部件20和下部件之間的分離間隙 21'與水平方向偏離地延伸。如上所述，操縱元件的力作用在下部件22上。在倒圓過程中 此外有阻力F^。h作用在下部件22上。這兩個力導致下部件、特別是楔尖棱22'的變形。 通過分離間隙21'的偏離水平方向的分布，元件14的下部件22具有較大的體積和因此相 對于棱22'的彎曲具有較大的彎曲阻力矩。通過減小這些彎曲，形成較好的倒圓結果。分 離間隙優(yōu)選相對于水平方向傾斜地延伸，特別是直線形地傾斜延伸，這簡化制造。與水平面 的偏差在此在規(guī)定安裝的元件14或通過固定機構保持在其安裝位置上的元件可見。此外 優(yōu)選，元件22的面對倒圓裝置4的倒圓輥11的表面55具有凹入倒圓的且特別是圓柱殼體 形的部分。這種形狀同樣減小彎曲。替代倒圓，也可以設置多個傾斜的基本上等同于所述 倒圓的平面表面。
權利要求
在倒圓裝置(4)上的預倒圓元件(14)或倒圓元件(13)，包含基本上剛性的元件上部件(20)，該元件上部件構成有固定機構(26)用以固定在倒圓裝置上或者該元件上部件由倒圓裝置的固定部件構成；用于對在倒圓裝置中待倒圓的金屬片作用的元件下部件(22)；鉸鏈結構(21)，元件下部件通過該鉸鏈結構與元件上部件鉸接地連接；以及至少一個操縱元件(23)，元件下部件(22)通過該操縱元件能夠如此偏轉，使得待倒圓的各個金屬片通過該元件下部件能夠被不同地加載，其特征在于，鉸鏈結構具有固定體鉸鏈，該固定體鉸鏈將元件上部件(20)和元件下部件(22)基本上連貫地連接并且沿著其縱向延伸具有各個對于所述偏轉運動具有不同的彎曲阻力矩的部位，特別是作為具有不同的材料厚度的各個部位，其中彎曲阻力矩或材料厚度在操縱元件對元件下部件的力導入位置的區(qū)域內是最大的。
2. 如權利要求l所述的預倒圓元件(14)或倒圓元件(13)，其特征在于，彎曲阻力矩或 材料厚度基本上連續(xù)地改變。
3. 如權利要求l所述的預倒圓元件(14)或倒圓元件(13)，其特征在于，彎曲阻力矩或 材料厚度逐步地改變。
4. 如權利要求1至3之一項所述的預倒圓元件(14)或倒圓元件(13)，其特征在于，彎 曲阻力矩或材料厚度在鉸鏈的縱向延伸的中心處是最大的。
5. 如權利要求1至4之一項所述的預倒圓元件(14)或倒圓元件(13)，其特征在于，材 料厚度通過在元件上的外部的材料去除部(51， 52， 53)被減小。
6. 如權利要求1至5之一項所述的預倒圓元件(14)或倒圓元件(13)，其特征在于， 材料厚度通過在元件內的內部的材料去除部、特別是通過階梯狀的凹部或錐形的凹部被減 小。
7. 如權利要求1至6之一項所述的預倒圓元件(14)或倒圓元件(13)，其特征在于，元件上部件和元件下部件彼此連接成一體的。
8. 如權利要求3所述的預倒圓元件(14)或倒圓元件(13)，其特征在于，元件上部件和元件下部件經(jīng)由片簧結構彼此連接。
9. 在倒圓裝置(4)上的預倒圓元件(14)或倒圓元件(13)，包含基本上剛性的元件 上部件(20)，該元件上部件構成有固定機構(26)用以固定在倒圓裝置上或者該元件上部 件由倒圓裝置的固定部件構成；用于對在倒圓裝置中待倒圓的金屬片作用的元件下部件 (22);鉸鏈結構(21)，元件下部件通過該鉸鏈結構與元件上部件鉸接地連接；以及至少一 個操縱元件(23)，元件下部件(22)通過該操縱元件能夠如此偏轉，使得待倒圓的各個金屬 片通過該元件下部件能夠被不同地加載，特別是按照上述權利要求1至8之一項所述的預 倒圓元件(14)或倒圓元件(13)，其特征在于，與鉸鏈結構的鉸鏈鄰接的、位于元件上部件 (20)和元件下部件(22)之間的分離間隙(21')與水平方向偏離地延伸并且該分離間隙 的與鉸鏈對置的端部參照水平方向位于鉸鏈的上方。
10. 如權利要求9所述的預倒圓元件(14)或倒圓元件(13)，其特征在于，分離間隙相 對于水平方向傾斜地延伸。
11. 如權利要求1至10之一項所述的預倒圓元件(14)或倒圓元件(13)，其特征在于， 元件的面向倒圓裝置(4)的倒圓輥(11)的表面具有含凹入形狀(55)的部分并且特別是具 有凹入倒圓的且特別是基本上圓柱殼體形的形狀(55)。
12. 用于對通過的各單個金屬片倒圓的倒圓裝置(4)，包含如上述權利要求1至11之 一項所述的預倒圓元件(14)或倒圓元件(13)以及包含控制裝置(5)，該控制裝置根據(jù)輸入 值和/或設定值或根據(jù)各單個待倒圓的金屬片的金屬片特性的測量值操縱預倒圓元件或 倒圓元件。
13. 包含根據(jù)權利要求12所述的倒圓裝置的用于罐體的焊接設備，該焊接設備包含用 于定位罐體棱的Z軌道并且包含焊接輥，其特別是具有在其上方行進的金屬絲中間電極。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在倒圓裝置(4)上的預倒圓元件(14)或倒圓元件(13)，包含元件上部件(20)；用于對在倒圓裝置中待倒圓的金屬片作用的元件下部件(22)；鉸鏈結構(21)，元件下部件通過該鉸鏈結構與元件上部件鉸接地連接；以及至少一個操縱元件(23)，元件下部件(22)通過該操縱元件能夠相對于上部件偏轉。在此位于上部件和下部件之間的鉸鏈是固定體鉸鏈，該固定體鉸鏈沿著其縱向延伸對于偏轉的彎曲阻力矩是不同的。因此能夠對金屬片均勻地加載。位于元件上部件和元件下部件之間的分離間隙與水平方向偏離地延伸，這減小下部件的彎曲。
文檔編號B21D51/26GK101745570SQ20091025381
公開日2010年6月23日 申請日期2009年12月8日 優(yōu)先權日2008年12月9日
發(fā)明者G·布瓦森, O·舒爾特海斯, P·胡格 申請人:蘇德羅尼克股份公司