Verfahren und Vorrichtung zum Zusammenschweissen der Gliederschalenhälften von Stahlblechgliederheizkörpern Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Zusammenschweissen der Glie derschalenhälften von Stahlblechgliederheizkörpern (Radiatoren) mittels elektrischer Widerstands schweissung. Während das Zusammenschweissen der Gliederschalen aus starkwandigem Stahl wegen seiner Druckfestigkeit keine !Schwierigkeiten berei tet, ist dies jedoch bei Gliederschalen aus dün nen Blechen an den Stirnringwangen der Fall, mit denen je zwei Glieder aneinanderstossen.
Da sich hier die dünnwandigen Wangen nur in einem schma len Ringbereich berühren, hat man besondere Ring sicken an ihnen vorgesehen, zwischen die zusätz liche Metallringe eingelegt werden; damit sollen zu gleich beim Schweissvorgang auftretende Spannun gen einen Ausgleich finden. Alle diese Umständlich- keiten und Verteuerungen sollen gemäss der Erfin dung vermieden werden.
Das neue Verfahren zum Zusammenschweissen besteht gemäss der Erfindung darin, dass zuerst nur die Schalenhälften zweier zum Aneinanderstossen bestimmter Glieder in spiegelbildlich offener Anord nung an ihren flach gegeneinanderliegenden Stirn ringwangen zwischen je zwei Elektroden als unmittel baren Druck- und Stromzubringern elektrisch wider standsgeschweisst werden, worauf die so hergestellten offenen Doppelschalen, was an sich bekannt ist, zu geschlossenen Gliedern zusammengeschweisst werden, allenfalls zugleich oder danach auch an Zwischen punkten.
Während bisher zuerst je zwei Schalen hälften zu einem Heizkörperglied zusammenge schweisst wurden, die danach untereinander zusam mengeschweisst wurden, verläuft das Verfahren ge mäss der Erfindung in umgekehrter Reihenfolge. Dadurch gewinnt man Zugänglichkeit zur Verwen dung von Elektroden als unmittelbaren Druck- und Stromzubringern, zwischen denen eine genau pas sende und absolut einwandfreie sichere Schweissung der aneinanderstossenden Stirnringwangen ohne wei teres möglich ist, die keinerlei zusätzlicher Hilfs mittel bedarf. Die Erfindung bietet somit eine ratio nelle Herstellung von Radiatoren in der bevorzug ten Form aus dünnen Stahlblechen.
Die gemäss der Erfindung ausgebildete Vorrich tung zum Zusammenschweissen der aneinanderstossen den Ringflanschen je einer Blechschalenhälfte in der ersten Verfahrensstufe, besteht darin, dass ein Elek trodenkopf mit einer Stirnringfläche schräg zu der zu schweissenden Flanschringfläche auf dieser da durch im Kreis abwälzbar ist, dass der Elektroden kopf oder ein mit ihm verbundener Teil ein Kegel zahnrad mit koaxial zu seiner Stirnringfläche liegen dem Teilkreis trägt und dass dieses Kegelzahnrad mit einem mit Antrieb versehenen Kegelzahnrad kämmt, dessen Teilkreis-Achse in der Längsachsverlänge rung des Abwälzkreises liegt,
und dass ferner der Elektrodenkopf mit seinen getriebenen Teilen in einem Halter drehbar über Wälzlager gelagert ist, der seinerseits koaxial zur Abwälzkreisachse lose drehbar in Wälzlagern gelagert ist.
Die Wirkungsweise eines Beispiels dieser Vor richtung besteht darin, dass die Stirnringfläche des Elektrodenkopfes einen unmittelbaren Drehantrieb erhält, durch den sie zum Abwälzen auf der Flansch ringfläche gebracht wird, so dass in Zusammenwir ken mit einer Gegendruckelektrode unter Druck eine Rollennahtschweissung erfolgt, bei der jede Mög lichkeit eines Rutschens vermieden ist, sondern im Gegenteil infolge des rutschsicheren Abwälzens die Elektrodenkopf-Halterung, die leicht drehbar den Elektrodenkopf führt und selbst drehbar lose gela gert ist und somit ein Differential-Koppelglied b21- det, unter der Rückdruckkraft des Abwälztriebes ausweicht und einen Kegelmantel umschreibt,
wo durch der Elektrodenkopf eine Torkelbewegung aus zuführen gezwungen wird, die es ermöglicht, die Stromzuführung unmittelbar fest mit dem Elektro denkopf zu verbinden, da sich dieser nicht um seine eigene Rotationsachse dreht, sondern nur eine Tor kelbewegung ausführt. Trotz der räumlich sehr beeng ten Verhältnisse innerhalb der Blechschalenhälften an den genannten Ringflanschen der Heizkörper- Gliederhälften wird damit, wie sich zeigte, eine ein wandfreie elektrische Widerstandsschweissung mit unmittelbarer Stromzuführung an den unter Druck stehenden Elektroden unter Reduzierung des jewei ligen augenblicklichen Schweissbereichs auf eine kleine Zone mit entsprechend niedrig zu haltender Stromleistung erreicht.
Der Elektrodenkopf-Halter ist gemäss dem im folgenden weiter dargelegten Beispiel an einem Hül senansatz lose drehbar gelagert, in welchem die das treibende Kegelzahnrad tragende Welle gelagert ist. Der Hülsenansatz ist in einer Pressenkolben-Hohl stange gelagert, wobei die Treibwelle für das Kegel zahnrad über Keilnuten gedreht wird. Der Anpress- druck zum Schweissen wird dabei in senkrecht zu den zu verschweissenden Flanschringflächen ausge übt. Das sichere Zusammenkämmen der Zahnräder in jeder Länge der Torkelbewegung wird durch die erstgenannte Massnahme sichergestellt.
Zwecks Nachstehens des Elektrodenkopfes bei Verschleiss ohne Veränderung der Abwälzkreisdurch- messer-Grösse ist der Elektrodenkopf in einer Hülse nachstellbar gelagert und mit ihr drehbar verbunden, die ihrerseits das getriebene Zahnrad trägt.
Ausführungsbeispiele der Erfindungen werden an hand der Zeichnung erläutert. Es zeigen: Fig. 1 die erste Verfahrensstufe, Fig. 2 eine zur Durchführung geeignete Maschine, Fig. 3 und 4 die Durchführung der zweiten Ver fahrensstufe im Auf- und Grundriss, Fig.5 die Zwischenpunkt-Schweissung, Fig. 6 die Torkelelektrode, Fig.7 einen Querschnitt in der Ebene VI-VI der Fig. 6.
Der aus den Fig.3 und 5 in zwei zueinander senkrechten Schnitten erkennbare Heizkörper besteht pro Einzelzelle aus je einer hälftigen Blechwange 61 und 62, die ringsherum an ihren Aussenkonturen bei 67 flach zusammengeschlossen werden, beispielsweise drei stehende Hohlsäulenräume 64, 65, 66 in sich einschliessen, zwischen denen Punktschweissungen 68 liegen, und die oben und unten mittige Kammern 63 bilden (in Fig. 3 rechts und links liegend), deren Aussenwände an die entsprechenden Aussenwände der anstossenden Zellen anliegen, mit denen sie kom munizieren. Die in Fig. 1-3 erkennbaren Zwischen räume 69 sind also mit den in Fig.5 erkennbaren Zwischenräumen 69 zwischen je einer Blechwange 61 bzw. 62 der einen Zelle und je einer Blech- wange 62' bzw. 61' der diesseits und jenseits folgen den Zelle identisch.
Wie nun Fig. 1 lehrt, werden zuerst die Blech wangen 61 der einen Zelle und 62' der anderen Zelle an ihren kommunizierenden Ringstossstellen 70 mittels Ringelektroden 71, 72 mittels elektri scher Widerstandsschweissung rationell zusammenge schweisst. Der grundsätzliche Aufbau einer solchen Schweissmaschine, welche eine jeweils gleichzeitige Schweissung an den beiden Stossstellen erlaubt, ist aus Fig.2 ohne weiteres erkennbar.
Die so in einer ersten Verfahrensstufe zusammen gesetzten Halbteile je zweier aneinanderstossender Zellen werden anschliessend mit den zusammenge hörigen Halbteilen der anstossenden Zellen zusam mengestapelt auf Haltedornen 73 gemäss Fig. 3 und an ihren Aussenkonturen bei 67 rundum geschweisst mittels Rollennahtelektroden 74, die in Supporten den Konturen des sich drehenden Werkstückes nach gefahren werden können. Die Dorne 73 werden danach um einen Schritt in der Höhe verfahren, z. B. mittels Motors 75, Schnecken 76, Schnecken rädern 77 und Gewindespindeln 78. Gleichzeitig oder danach können gemäss Fig.5 Einzelpunkte 68 geschweisst werden.
Gemäss der Einrichtung nach Fig.6, 7 hat der Elektrodenkopf 1 die Form eines Kegelstumpfes mit der zum Einsatz bestimmten Stirnringfläche 2 und enthält an seinem rückwärtigen Fortsatz 3 die Kühlwasserkanäle 4 und eine oder zwei Stroman schlussfahnen 5 mit festem Anschluss der biegsamen Kabel. An dem rückwärtigen Fortsatz 3 des Elek trodenkopfes ist ein Kolben 6 befestigt, der in einer Hülse 7 sitzt, mit der er über einen Längskeil 8 undrehbar gekoppelt ist, der gegenüber er aber in Längsrichtung verstellbar ist mittels einer Schraub spindel 9, die einen Schulterringbund 10 trägt, der zwischen der Hülsenstirnkante und einer mit Hülse 7 verschraubten Überwurfmutter 11 liegt.
Der Elektrodenkopf 1 mit seinen eine Einheit bildenden Teilen 3, 6, 7 ist an den Mantelflächen der Hülse 7 mittels Wälzlager 12 und 13 radial bzw. radial und axial gelagert in einem als Gehäuse aus gebildeten Halter 14. Dieser Halter besitzt einen Hülsenansatz 15, der mittels Wälzlager 16 und 17 in einer Hohlstange 18 radial und axial lose drehbar gelagert ist. Die Hohlstange trägt einen Pressen- Ringkolben 19, der in dem Hohlraum 21 des Zylin derteils 20 mit einem Druckmittel beaufschlagt wird, um den notwendigen Schweissdruck und die Elek- trodenanstellbewegung entgegen der Kraft von Zug federn 22 zu erzeugen.
Der Zylinderteil 20 ist Be standteil des Lagerbocks 23, in dem die Hohlstange 18 längsverschiebbar und damit die gesamte Ein richtung gelagert ist.
In dem Hülsenansatz 15 des Elektrodenkopf- Halters 14 ist mittels Wälzlager 24 das eine Ende einer Treibwelle 25 gelagert, deren anderes Ende mittels Keilnuten 26 ein Zahnradritzel 27 trägt, das über Wälzlager 28 in dem Lagerbock 23 axial fixiert gelagert ist, so dass die Welle 25 unabhängig von einer Axialverschiebung des Hülsenfortsatzes 15 ihren Antrieb erhalten kann. Am unteren Ende trägt die Welle 25 ein Kegelzahnrad 29, mit dem ein auf der Hülse 7 befindliches Kegelzahnrad 30 kämmt.
Die Längsachse A der Welle 25 mit dem Kegel rad 29 und des damit koaxialen Hülsenansatzes 15 geht durch den Mittelpunkt C der Ringflansche d, e je einer Blechschalenhälfte, die miteinander zu verschweissen sind. Durch denselben Mittelpunkt C geht die Längsachse B des Elektrodenkopfes 1, zu der deren Hülse 7 koaxial liegt. Die Längsachse B umschreibt beim Drehantrieb der Kegelräder 29, 30 einen Kegelmantel um die Längsachse A, wobei die Kegelspitze bei C liegt. Die räumliche Bewegung, die aus den Bewegungen der Kegelräder 29, 30 und des Elektrodenkopf-Halters 14 resultiert, ist eine Tor kelbewegung, welche die Stirnringfläche 2 an dem Ringflansch d abwälzen lässt.
Dieses Abwälzen er folgt unter dem auf den Ringkolben 19 erzeugten Druck unter Gegenhaltung mittels der Gegenelek trode 31. Da der Reibungswiderstand am Abwälz- kreis erheblich grösser ist als der Gesamtwiderstand aller Wälzlagerstellen 12, 13, 16, 17, ist die erläu terte Torkelbewegung sichergestellt. Der rückwär tige Fortsatz 3 des Elektrodenkopfes 1 besitzt einen Morsekegel 32, mit dem er in einer entsprechenden Ausnehmung sitzt, so dass er leicht ausgewechselt werden kann.
Method and device for welding together the link shell halves of sheet steel member radiators The invention relates to a method and a device for welding together the link shell halves of sheet steel member heaters (radiators) by means of electrical resistance welding. While the welding together of the sectional shells made of thick-walled steel is no problem due to its compressive strength, this is the case with sectional shells made of thin sheet metal on the end ring cheeks, with which two links abut one another.
Since the thin-walled cheeks here only touch in a narrow ring area, special ring beads have been provided on them, between which additional metal rings are inserted; this is intended to compensate for any stresses occurring during the welding process. All of these inconveniences and increases in cost should be avoided according to the invention.
According to the invention, the new method of welding together consists in that first only the shell halves of two limbs intended to abut in a mirror-inverted, open arrangement are electrically resistance-welded on their flat face cheeks between each two electrodes as direct pressure and current feeders, whereupon the open double shells produced in this way, which is known per se, are welded together to form closed links, possibly at the same time or afterwards at intermediate points.
While previously two halves of each shell were first welded together to form a radiator element, which were then welded together with one another, the process according to the invention proceeds in reverse order. This gives access to the use of electrodes as direct pressure and current feeders, between which a precisely fitting and absolutely flawless safe welding of the abutting end ring cheeks is easily possible, which does not require any additional tools. The invention thus offers a rational production of radiators in the preferred form from thin steel sheets.
The device designed according to the invention for welding together the abutting ring flanges of a sheet metal shell half in the first process stage consists in that an electrode head with an end ring surface at an angle to the flange ring surface to be welded can be rolled on this in a circle through that the electrode head or a part connected to it carries a bevel gear with the pitch circle being coaxial to its face ring surface and that this bevel gear meshes with a bevel gear provided with a drive, the pitch circle axis of which lies in the longitudinal axis extension of the rolling circle,
and that furthermore the electrode head with its driven parts is rotatably mounted in a holder via roller bearings, which in turn is mounted loosely rotatably in roller bearings coaxially to the rolling circle axis.
The mode of operation of an example of this device is that the front ring surface of the electrode head receives a direct rotary drive, by means of which it is brought to roll on the flange ring surface, so that a roller seam welding takes place in cooperation with a counter-pressure electrode under pressure, in which every possibility The possibility of slipping is avoided, but on the contrary, due to the non-slip rolling, the electrode head holder, which easily rotates the electrode head and is itself rotatably loosely supported and thus a differential coupling element b21- evades under the back pressure of the rolling drive and a cone shell circumscribes,
where through the electrode head a staggering movement is forced to perform, which makes it possible to connect the power supply directly to the electrode head, since it does not rotate around its own axis of rotation, but only performs a gate movement. Despite the spatially very cramped conditions within the sheet metal shell halves on the above-mentioned ring flanges of the radiator link halves, it has been shown that a flawless electrical resistance welding with direct power supply to the pressurized electrodes is achieved while reducing the current welding area to a small zone achieved with a correspondingly low power output.
The electrode head holder is loosely rotatably mounted according to the example set out below on a Hül senansatz in which the shaft carrying the driving bevel gear is mounted. The sleeve extension is mounted in a hollow press piston rod, the drive shaft for the bevel gear is rotated via keyways. The contact pressure for welding is exerted perpendicular to the flange ring surfaces to be welded. The secure meshing of the gears in every length of the staggering movement is ensured by the first-mentioned measure.
In order to keep up with the electrode head in the event of wear without changing the rolling circle diameter, the electrode head is adjustably mounted in a sleeve and rotatably connected to it, which in turn carries the driven gear.
Embodiments of the inventions are explained with reference to the drawing. They show: Fig. 1 the first process stage, Fig. 2 a machine suitable for implementation, Fig. 3 and 4 the implementation of the second process stage in plan and floor plan, Fig. 5 the intermediate point welding, Fig. 6 the Torkel electrode, 7 shows a cross section in the plane VI-VI of FIG. 6.
The radiator, which can be seen in two mutually perpendicular sections from FIGS. 3 and 5, consists of one half sheet metal cheek 61 and 62 per individual cell, which are closed flat around their outer contours at 67, for example, include three standing hollow column spaces 64, 65, 66 , between which spot welds 68 lie, and form the top and bottom central chambers 63 (lying on the right and left in Fig. 3), the outer walls of which bear against the corresponding outer walls of the adjoining cells with which they communicate. The intermediate spaces 69 recognizable in FIGS. 1-3 are thus with the intermediate spaces 69 recognizable in FIG. 5 between one sheet metal cheek 61 or 62 of one cell and one sheet metal cheek 62 'or 61' that follow on this side and on the other identical to the cell.
As FIG. 1 now teaches, the sheet metal cheeks 61 of one cell and 62 'of the other cell are first welded together rationally at their communicating ring joints 70 by means of ring electrodes 71, 72 by means of electrical resistance welding. The basic structure of such a welding machine, which allows simultaneous welding at the two joints, can be easily seen from FIG.
The half-parts of two mutually abutting cells thus put together in a first process stage are then stacked together with the interconnected half-parts of the abutting cells on holding mandrels 73 according to FIG. 3 and their outer contours at 67 are welded all around by means of roller seam electrodes 74, which support the contours of the rotating workpiece can be moved. The mandrels 73 are then moved by one step in height, e.g. B. means of motor 75, worms 76, worm wheels 77 and threaded spindles 78. At the same time or afterwards, individual points 68 can be welded according to FIG.
According to the device according to FIG. 6, 7, the electrode head 1 has the shape of a truncated cone with the end ring surface 2 intended for use and contains the cooling water channels 4 and one or two power supply lugs 5 with a fixed connection of the flexible cable on its rear extension 3. A piston 6 is attached to the rear extension 3 of the electrode head and sits in a sleeve 7, with which it is non-rotatably coupled via a longitudinal wedge 8, but which is adjustable in the longitudinal direction with respect to it by means of a screw spindle 9, which has a shoulder ring collar 10 carries, which lies between the front edge of the sleeve and a nut 11 screwed to the sleeve 7.
The electrode head 1 with its integral parts 3, 6, 7 is mounted on the outer surfaces of the sleeve 7 by means of roller bearings 12 and 13 radially or radially and axially in a holder 14 formed as a housing. This holder has a sleeve attachment 15 which is mounted loosely rotatably radially and axially by means of roller bearings 16 and 17 in a hollow rod 18. The hollow rod carries a press ring piston 19, which is acted upon by a pressure medium in the cavity 21 of the cylinder part 20 in order to generate the necessary welding pressure and the electrode contact movement against the force of tension springs 22.
The cylinder part 20 is Be part of the bearing block 23, in which the hollow rod 18 is longitudinally displaceable and thus the entire device is mounted.
In the sleeve attachment 15 of the electrode head holder 14, one end of a drive shaft 25 is supported by means of roller bearings 24, the other end of which carries a pinion 27 by means of splines 26, which is axially fixed in the bearing block 23 via roller bearings 28, so that the shaft 25 can get their drive regardless of an axial displacement of the sleeve extension 15. At the lower end, the shaft 25 carries a bevel gear 29 with which a bevel gear 30 located on the sleeve 7 meshes.
The longitudinal axis A of the shaft 25 with the cone wheel 29 and the thus coaxial sleeve extension 15 goes through the center C of the annular flanges d, e each of a sheet metal shell half that are to be welded together. The longitudinal axis B of the electrode head 1, to which its sleeve 7 is coaxial, passes through the same center point C. When the bevel gears 29, 30 are rotationally driven, the longitudinal axis B circumscribes a conical surface around the longitudinal axis A, the apex of the cone being at C. The spatial movement that results from the movements of the bevel gears 29, 30 and of the electrode head holder 14 is a gate movement that causes the end ring surface 2 to roll on the annular flange d.
This rolling takes place under the pressure generated on the annular piston 19 with counter-holding by means of the counterelectrode 31. Since the frictional resistance at the rolling circle is considerably greater than the total resistance of all roller bearing points 12, 13, 16, 17, the staggering movement explained is ensured. The Rückwär term extension 3 of the electrode head 1 has a Morse taper 32 with which it sits in a corresponding recess so that it can be easily replaced.