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Verfahren und Vorrichtung zum Trocknen und Erhitzen der
Umhüllungen von Schweisselektroden
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Trocknen und Erhitzen der Umhüllungen von Schweisselektroden durch Hochfrequenzerhitzung des Elektrodenstabes und auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Bei den bekannten Verfahren zum Trocknen und Erhitzen der Umhüllungen von Lichtbogenschweisselektroden werden die Elektroden diskontinuierlich, d. h. in mehreren Etappen, erwärmt.
Vorrichtungen, mit deren Hilfe die bekannten Verfahren durchgeführt werden, besitzen mehrere Hochfrequenzstrominduktoren, eine Trocken-und Erhitzungskammer und eine Transportvorrichtung zur Beförderung der Elektroden. Bei diesen Vorrichtungen werden die Elektroden nacheinander durch die Induktoren hindurchgeführt, die in gewissen Abständen voneinander angeordnet sind.
Während die Elektroden den jeweiligen Induktor passieren, werden die Elektrodenstäbe auf eine relativ hohe Temperatur erhitzt. Sie kühlen sich bei der Weiterbeförderung ab und geben ihre Wärme an die Umhüllung ab, bis sie den nächsten Induktor erreichen, worauf sich der ganze Vorgang wiederholt. Bei den bekannten Vorrichtungen kann kein vorbestimmter, zeitabhängiger Erwärmungsvorgang und keine über die ganze Länge gleichmässige Erwärmung der Elektroden erreicht werden.
Infolge der starken grossen Temperaturschwankungen ist es schwierig, bei einer solchen Behandlungsweise Rissbildungen in der Umhüllung zu vermeiden. Die mechanische Festigkeit der Umhüllung ist bei den bekannten Behandlungsverfahren gering.
Das Ziel der Erfindung ist es, die erwähnten Nachteile zu beseitigen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein solches Verfahren zum Trocknen und Erhitzen der Umhüllungen von Schweisselektroden durch Hochfrequenzerhitzung des Elektrodenstabes zu entwickeln, das eine hohe Güte (mechanische Festigkeit, Feuchtigkeitsfestigkeit und Rissfreiheit) der Umhüllung sichert. Die Erfindung bezweckt auch, eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, die einen vorbestimmten, zeitabhängigen Erwärmungsvorgang und eine über die ganze Länge gleichmässige Erwärmung der Elektroden sichert.
Diese Aufgabe wird durch das erfindungsgemässe Verfahren gelöst, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass zum Erreichen einer hohen Güte (mechanische Festigkeit, Feuchtigkeitsfestigkeit und Rissfreiheit) der Umhüllungen die Trocken-und Erhitzungsvorg nge ununtetbrochen bis zur Erreichung jener Temperatur, bei der die gewünschten Gütewerte der Umhüllungen erreicht sind, in einer gemeinsamen Vorrichtung vorgenommen werden, wobei jedem einzelnen Elektrodenstab eines zu bearbeitenden Postens unabhängig von der Belastung der Vorrichtung eine über seine gesamte Länge gleichmässig verteilte Wärmemenge gleicher Grösse zugeführt wird und gegebenenfalls in aneinanderschliessenden Längszonen die Temperatur in Transportrichtung zunehmend bemessen wird.
DiesesVerfahren wird mittels einerVorrichtung durchgeführt, die eine Trocken- und Erhitzungskammer, einen Induktor und eine Transportvorrichtung zur Beförderung der Elektroden besitzt und dadurch ge- kennzeichnet ist, dass zur Erreichung einer gleichmässigen Erwärmung über die gesamte Länge der Elektrodenstäbe der Induktor aus Schienen besteht, wobei die Flächenstromdichte der äusseren Schienen
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l, 5 mal grösser ist als die der mittleren. Hiedurch wird ein vorgegebener, gleichmässiger Erwärmungsvorgang gewährleistet.
Es ist auch vorteilhaft, wenn zur Erreichung eines vorgegebenen, zeitabhängigen Erwännungsvorgange ! die Elektroden senkrecht zur Förderrichtung auf der Transportvorrichtung gelagert sind und die Schienen des Induktors der Länge nach in in Förderrichtung erstreckten, und in zu der durch die Elektroden gebildeten Fläche parallelen Fläche verlaufenden Abschnitten immer grösser ist, als die der vorangehenden.
In den Speisekreis des Induktors ist ein Kondensator eingeschaltet, dessen Kapazität so gross ist, dass der Strom unabhängig von der Induktorbelastung stabilsiert wird.
Die Trocken-und Erhitzungskammer besteht aus Heiz-und Kühlabschnitten, wobei das Luftumlaufsystem zwecks Einsparung von Energie gemeinsam für alle Kammern ist.
Die Transportvorrichtung und der Schieneninduktor sind so gebaut, dass die Elektroden mäanderartig geführt werden, wodurch Raum gespart wird.
Die zur Beförderung der Elektroden zwischen den Schienen des Induktors dienende Transportvorrichtung ist als ein Kettenförderer ausgefUhrtJedesKetteagliederpaar besitzt einen Federspanner zumFesthal- ten der Elektroden.
Zum Aufbringen der Elektroden auf die Transportvorrichtung und zur Abnahme derselben sind Trommeln mit Nuten, zur Aufnahme der Elektroden und einer stirnseitig angeordneten Kopierschablone vorgesehen, die die Federspanner des Kettenförderers steuert.
Bei der Vorrichtung wird ein Schienenwerkstoff folgender Zusammensetzung verwendet : 93, 4% Aluminium, 3, fi1/0 Kupfer, 1, 8% Magnesium, 0, 91o Mangan, wodurch die Schienentemperatur innerhalb des Bereiches von 80 bis 900C gehalten wird.
Das erfindungsgemässe Verfahren und die Vorrichtung zur Durchführung desselben gewährleisten eine hoheGüte der Umhüllung, einen vorgegebenen, zeitabhängigen Erwärmungsvorgang und gleichmässige Erwärmung der Elektroden über ihre ganze Länge.
Nachstehend folgt die Beschreibung einer Vorrichtung zum Trocknen und Erhitzen von Schweisselektrodenumhüllungen mit Hinweisen auf die Zeichnungen. Es zeigen Fig. l das Schema der erfindungsgemässen Vorrichtung (Seitenansicht), Fig. 2 einen senkrechten Schnitt durch die Vorrichtung, Fig. 3 das Schema der Beschickungs- und der Abnahmetrommel, Fig. 4 die Schaltung zum Anschluss des Induktors an den Hochfrequenzwandler.
Die Hauptelemente der Vorrichtung sind die Trocken- und Erhitzungskammer mit dem Heizteil 1 und dem Kühlteil 2, der mäanderartig verlegte Kettenförderer 3, der ebenfalls mäanderartige Schlitzinduktor 4 sowie die Beschickungs- und die Abnahmetrommeln 5. 6. Der Kettenförderer besteht aus zwei endlosen, zweireihigen Rollenketten 7,8 (Fig. 2), die zwecks Platzersparung mäanderartig um die Antriebs- und Spannkettenräder 9,10 geführt werden. Auf der Kette sind feste Spannelemente 11 und bewegliche Federspanner 12 angebracht, die zum Festhalten der Elektroden 13 dienen.
Die Elektroden werden mittels der Beschickungstrommel 5 auf den Kettenförderer aufgebracht.
Diese Trommel besteht aus der Trommel 14, welche Quernuten zur Aufnahme der Elektroden (Fig. 3) aufweist, den Kettenrädern 15,16 für die Ketten 7,8 der Transportvorrichtung, der stirnseitig angeordneten Kopierschablone 17 und den beweglichen Stangen 18. Die Stangen 18 haben am Ende eine Gabel zum Zusammendrücken der Federn 19 der Elektrodenhalter 20.
Die Abnahmetrommel 6 ist analog zu der Beschickungstrommel 5 gebaut.
Der Schlitzinduktor 4 besteht aus vier parallelen Schienen 21,22, 23 und 24, wobei die äusseren Schienen 21 und 24, 1, 5 mal schmäler sind als die mittleren Schienen 22 und 23.
Die Vorrichtung funktioniert folgendermassen :
Die frischüberzogenen Elektroden gelangen nach Verlassen der Presse, die zum Auftragen der Umhüllung dient, auf die Aufgaberutsche 26 und werden bei Drehung der Beschickungstrommel 5 von den Trommelnuten 14 erfasst. Bei ihrer Weiterbewegung werden die Elektroden zwischen den festen Spannelementen 11 und den beweglichen Federspannem 12 der Transportvorrichtung eingeklemmt, da die durch die Kopierschablone geführten Stangen 18 die Federn der Federspanner 12 freigeben.
Bei der Weiterbewegung des Kettenförderers werden die Elektroden in den Heizteil l der Trocken-und Erhitzungskammer befördert, wo sie zwischen den Schienen des Schlitzinduktors 4 geführt und allmäh- lich auf die erforderliche Temperatur erhitzt werden. Die Elektroden befinden sich im Heizteil 1, je nach der Zusammensetzung des Umhüllungsstoffes und der Umhüllungsdicke wahrend einer Zeitspanne von 7 bis 15 min. Nach Beendigung der Wärmebehandlung werden die Elektroden in den Kühlteil 2 der Trocken- und Erhitzungskammer geführt und nachfolgend durch die Abnahmetrommel 6 abgenommen.
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Letztere funktioniert derartig, dass beim Umlaufen der Förderkette um die Trommel die Federspanner ge- öffnet und die Elektroden freigegeben werden. Dabei bleiben die Elektroden in den Trommelnuten 14 liegen und können leicht weiter zu den Verpackungsmaschinen befördert werden.
Zwecks Energieersparung sind der Heizteil 1 und der Kühlteil 2 der Trocken- und Erhitzungskammer durch ein gemeinsames Luftumlaufsystem mit dem Lüfter 26 untereinander verbunden. Der Luftaustausch mit der Umgebungsluft wird durch Sonderschieber geregelt.
Fig. 4 zeigt die Schaltung zum Anschluss des Induktors LK an den Hochfrequenzwandler. Der Kondensator C dient zur parametrische Stabilisierung des Stromes im Induktor LK und seine Kapazität ist durch
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bestimmt.
(CK = Kapazität des Kondensators des Parallelkreises, L = Induktivität der Zuleitung, = Kreisfrequenz des Generatorstromes).
In der beschriebenen Vorrichtung können die zum Festhalten der Elektroden dienenden Federspanner durch einen andern Förderkettentyp oder einen andern Elektrodenhalter (beispielsweise mit Permanentmagnet) ersetzt werden.
Es wurde oben eine vorzugsweise Ausführungsvariante der Erfindung beschrieben, bei der die Elektroden in waagrechter Lage befördert werden. Es ist aber durchaus möglich, die ElektrodenumhU1lungen in lotrechter Lage zu trocknen und zu erhitzen. Eine solche Ausführungsvariante wurde ebenfalls praktisch erprobt. Hiebei werden die Elektroden durch einen endlosen Kettenförderer mit Aussparungen, in welche die Elektroden mit den blanken nach unten gerichteten Enden eingesetzt werden, transportiert. Der aus Schienen bestehende Induktor wird in diesem Falle oberhalb des Förderers angeordnet und die Elektroden werden in den Schlitzen zwischen den parallelen Induktorschienen befördert.
Der Vorteil dieser Variante liegt in einer einfacheren Konstruktion der Transportvorrichtung, jedoch sind dabei zusätzliche Mechanismen zur Übergabe der Elektroden von der Presse, auf der sie ihre Umhüllung erhalten, zur Trocken- und Erhitzungsvorrichtung erforderlich.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Trocknen und Erhitzen von Schweisselektrodenumhüllungen durch Hochfrequenz-
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(mechanische Festigkeit, Feuchtigkeitsfestigkeit und Rissfreiheit) der Umhüllungen die Trocken- und Erhitzungsvorgänge ununterbrochen bis zu Erreichung jener Temperatur, bei der die gewünschten Gütewerte der Umhüllungen erreicht sind in einer gemeinsamen Vorrichtung vorgenommen werden, wobei jedem einzelnen Elektrodenstab eines zu bearbeitenden Postens unabhängig von der Belastung der Vorrichtung eine über seine gesamte Länge gleichmässig verteilte Wärmemenge gleicher Grösse zugeführt wird und gegebenenfalls in aneinanderschliessenden Längszonen die Temperatur in Transportrichtung zunehmend bemessen wird.