DE102015114937A1

DE102015114937A1 - Seam electrode

Info

Publication number: DE102015114937A1
Application number: DE102015114937.0A
Authority: DE
Inventors: Vesselin Michailov; Ralf Polzin; Leander Schleuß; Ralf Ossenbrink; Andreas Brobeck
Original assignee: Technologie-Institut fur Metall und Eng GmbH; Technologie-Institut fur Metall und Engineering GmbH; Brandenburgische Technische Universitaet Cottbus
Current assignee: Technologie-Institut fur Metall und Eng GmbH; Technologie-Institut fur Metall und Engineering GmbH; Brandenburgische Technische Universitaet Cottbus
Priority date: 2015-09-07
Filing date: 2015-09-07
Publication date: 2017-03-09
Anticipated expiration: 2035-09-08
Also published as: WO2017041786A1; DE102015114937B4

Abstract

Eine Rollennahtelektrode zur Verwendung beim Rollennahtschweißen umfasst eine segmentförmige Elektrodenfläche (2) zur Anpressung der zu verbindenden Bauteile und zur Einleitung des Schweißstroms und der Schweißspannung. Die Elektrodenfläche (2) ist derart dreieckförmig oder mäanderförmig oder zueinander beabstandet ausgebildet, dass in der ebenen Abwicklung der Elektrodenfläche (2) ein Zickzack-Muster oder ein Wellen-Muster oder ein Steppnaht-Muster oder ein Rechteck-Muster vorliegt.A roller near electrode for use in seam welding comprises a segment-shaped electrode surface (2) for pressing the components to be connected and for initiating the welding current and the welding voltage. The electrode surface (2) is formed in such a triangular or meandering manner or spaced apart that in the planar development of the electrode surface (2) is present a zigzag pattern or a wave pattern or a stitching pattern or a rectangular pattern.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Rollennahtelektrode zur Verwendung beim Rollennahtschweißen. The invention relates to a roller near electrode for use in seam welding.

Bei dem Widerstandsrollennahtschweißen, das auch als Rollennaht- oder Nahtschweißen bezeichnet wird, handelt es sich um ein Widerstandsnahtschweißen, das zu den Widerstandspressschweißverfahren zählt und aus dem Widerstandspunktschweißen abgeleitet ist. Die zum Schweißen erforderliche Kraft und der Strom werden durch Rollennahtelektrodenpaare, oder eine Rolle und einen Dorn oder eine Rollen- und eine Flachelektrode übertragen. Die Elektroden pressen die Bleche zusammen und leiten den Schweißstrom in das Werkstück. Im Weiteren erfolgt auch der Transport des Werkstücks durch die sich drehenden Rollen, die scheibenförmig ausgestaltet sind oder das Werkstück wird bewegt und setzt damit die Rollen in Drehbewegung. Resistance roll seam welding, also referred to as roll seam or seam welding, is resistance seam welding, which is one of the resistance pressure welding processes and is derived from resistance spot welding. The force required for welding and the current are transmitted through roller near-electrode pairs, or a roller and a mandrel or a roller and a flat electrode. The electrodes press the sheets together and direct the welding current into the workpiece. In addition, the transport of the workpiece by the rotating rollers, which are configured disc-shaped or the workpiece is moved and thus sets the rollers in rotational movement takes place.

Die gegenüberliegend angeordneten Rollennahtelektroden berühren die zu verbindenden Werkstücke lediglich auf einer begrenzten Fläche und bestimmen durch die Elektrodenkraft die Flächenpressung sowie durch die durch die Elektrodenkraft entstehende Kontaktfläche die Stromdichte im Verbindungsbereich, also der Schweißzone des Werkstückes. Maßgeblich für die Kontaktfläche der Rollennahtelektroden mit dem Werkstück sind der Durchmesser, das Profil und die Breite der Umfangsfläche der Rollennahtelektroden. Die Auswahl von Geometrie und Größe der Rollennahtelektroden richtet sich nach den konstruktiven Gegebenheiten der Schweißmaschine und der zu verbindenden Bauteile sowie dem zu verschweißenden Werkstoff. In Abhängigkeit von der zu erzielenden Schweißnaht kommen Rollennahtelektroden mit einer ebenen, einer konvexen oder einer konturierten Umfangsfläche zum Einsatz. Die Rollennahtelektroden sind üblicherweise aus Kupferlegierungen gefertigt, da sie eine hohe Warmfestigkeit bei gleichzeitig guten thermischen und elektrischen Leitfähigkeiten aufweisen müssen. The oppositely arranged roll near electrodes touch the workpieces to be joined only on a limited area and determine the surface pressure by the electrode force and the current density in the connection region, ie the welding zone of the workpiece, by the contact surface resulting from the electrode force. Decisive for the contact surface of the roller near electrodes with the workpiece are the diameter, the profile and the width of the peripheral surface of the roller near electrodes. The selection of geometry and size of the roller near electrodes depends on the structural conditions of the welding machine and the components to be connected as well as the material to be welded. Depending on the weld to be achieved roller near electrodes with a flat, a convex or a contoured peripheral surface are used. The roller near electrodes are usually made of copper alloys, since they must have a high thermal stability at the same time good thermal and electrical conductivities.

Beim Schweißen wird elektrische Energie in Form von Gleichstrom oder Wechselstrom, der kontinuierlich oder in vorgegebenen Zeitabständen, also in bestimmten Impulsen, von einem Transformator bzw. einem Inverter über die Rollennahtelektroden an das Werkstück zugeleitet wird, zugeführt. Durch entsprechende Schweißprogramme, die das aufeinander abgestimmte Verhältnis von Strom- und Pausenzeiten sowie Rollen- bzw. Schweißgeschwindigkeit bestimmen, lassen sich Rollpunkt-, Stepp- oder Dichtnähte erzeugen, wobei die Dichtnähte gas- und flüssigkeitsdicht ausgeführt werden können. During welding, electrical energy in the form of direct current or alternating current, which is supplied to the workpiece continuously or at predetermined time intervals, that is, in certain pulses, from a transformer or an inverter via the roller near electrodes, is supplied. Through appropriate welding programs, which determine the coordinated ratio of power and pause times as well as roller or welding speed, roll point, stitching or sealing seams can be produced, whereby the sealing seams can be made gas- and liquid-tight.

Mit der Rollennahtschweißung lassen sich sowohl Stumpfnähte als auch Überlappnähte herstellen. Bei der überlappenden Schweißung bildet sich die Schweißnaht zwischen den zu verbindenden Bauteilen, wie bei einer konventionellen Punktschweißung. Alternativ werden Rollen mit Drahtzwischenelektroden verwendet, wodurch insbesondere bei beschichteten Blechen eine Standzeiterhöhung der Elektrode erzielbar ist bzw. ein konstantes Kontaktverhältnis zwischen Elektrode und Werkstück aufgrund des sich stets erneuernden Drahtes geschaffen werden kann. Butt welds can be used to produce butt welds as well as lap seams. In the case of overlapping welding, the weld seam forms between the components to be joined, as in conventional spot welding. Alternatively, rolls are used with wire intermediate electrodes, which in particular in coated sheets an increase in service life of the electrode is achieved or a constant contact ratio between the electrode and the workpiece can be created due to the ever-renewing wire.

Das Rollennahtschweißen ist ein wirtschaftliches Verfahren, bei dem insbesondere gegenüber nahezu allen anderen thermischen Fügeverfahren, wie zum Beispiel dem Lichtbogenschmelzschweißen, eine mehrfach höhere Prozessgeschwindigkeit erzielbar ist. Anwendung findet das Rollennahtschweißen vorzugsweise im Behälter- und Containerbau, bei der Herstellung von Kraftstoffbehältern und Kühlern, bei der Fertigung von Großkücheneinrichtungen, Abgasanlagen und Katalysatoren sowie Zargen von Waschmaschinen, Schleudern und Geschirrspülern. Bislang wird das Rollennahtschweißen ausschließlich zur Verbindung ebener Bleche bzw. Blechränder verwendet. Roll seam welding is an economical process in which a multiply higher process speed can be achieved, in particular, compared with virtually all other thermal joining methods, such as, for example, arc welding. Roller seam welding is preferably used in container and container construction, in the manufacture of fuel tanks and coolers, in the manufacture of commercial kitchen equipment, exhaust systems and catalysts and frames of washing machines, spin dryers and dishwashers. So far, seam welding has been used exclusively to join flat sheets or sheet metal edges.

Strukturierte Bleche, die beispielsweise eine Wölbstruktur, Wabenstruktur oder Höckerstruktur aufweisen, sind durch ihre Eigenschaften insbesondere für den Leichtbau geeignet. Sie unterscheiden sich gegenüber konventionellen, ebenen Halbzeugen durch eine mehrdimensionale, strukturierte Geometrie, die sich als Folge regelmäßig angeordneter Versteifungselemente ergibt. Durch die definiert eingebrachten geometrischen Strukturen in den Feinblechen erhöht sich deren Steifigkeiten im Vergleich zu flächigen ebenen Bauteilen wesentlich. Dieses Versteifen des Blechs kann für eine Blechdickenreduzierung genutzt werden, ohne die Tragfähigkeit des Blechs wesentlich zu beeinträchtigen oder bei gleicher Blechdicke wird die Steifigkeit des Bleches deutlich erhöht. Neben der erhöhten Steifigkeit weisen strukturierte Bleche eine Reduzierung des Strömungswiderstandes, eine vergrößerte Oberfläche, ein verändertes akustisches Verhalten, sowie oftmals ein ansprechendes Design auf. Structured sheets, which have for example a vault structure, honeycomb structure or bump structure, are particularly suitable for lightweight construction due to their properties. They differ from conventional, flat semi-finished products by a multi-dimensional, structured geometry, which results as a result of regularly arranged stiffening elements. Due to the defined introduced geometric structures in the thin sheets their stiffness increases significantly compared to flat planar components. This stiffening of the sheet can be used for a sheet thickness reduction, without significantly affecting the carrying capacity of the sheet or at the same sheet thickness, the rigidity of the sheet is significantly increased. In addition to the increased rigidity, structured sheets have a reduction in flow resistance, an increased surface area, a changed acoustic behavior, and often an attractive design.

Versuche mit aus dem Stand der Technik bekannten Rollennahtelektroden zeigen die prinzipielle Fügbarkeit strukturierter Bleche mittels des Rollennahtschweißverfahrens, allerdings wurde stets die Struktur der Bleche im Bereich der Schweißnaht eingeebnet. Ebenso wurde ersichtlich, dass je nach gewählter Schweißposition, also der Ausrichtung der Fügelinie zu den Strukturen des Blechs, unterschiedlich stark ausgeprägte Verformungen auftreten, die sich negativ auswirken. Experiments with known from the prior art roller near electrodes show the principle availability of structured sheets by means of the roll seam welding process, however, always the structure of the sheets in the region of the weld was leveled. It also became apparent that, depending on the selected welding position, ie the orientation of the joint line to the structures of the sheet, different degrees of deformation occur, which have a negative effect.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird ein Blech mit einer strukturierten Oberfläche, also mit einer Wölbstruktur, Wabenstruktur oder Höckerstruktur oder dergleichen, auch als Strukturblech bezeichnet. In the context of the present invention, a sheet with a structured surface, that is to say with a convex structure, honeycomb structure or bump structure or the like, is also referred to as a structural sheet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rollennahtelektrode der eingangs genannten Art zu schaffen, die zum Schweißen ebener und strukturierter Bleche gleichermaßen verwendbar ist, wobei die Rollennahtelektrode die Oberflächenstruktur eines strukturierten Blechs zum Erhalt der positiven Eigenschaften des Bleches nicht einebnet. The invention has for its object to provide a roller near the electrode of the type mentioned, which is equally suitable for welding planar and structured sheets, wherein the roll near electrode does not planarize the surface structure of a structured sheet to obtain the positive properties of the sheet.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst. According to the invention the object is achieved by the features of the independent claim.

Die Unteransprüche stellen vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung dar. The subclaims represent advantageous embodiments of the invention.

Eine Rollennahtelektrode zur Verwendung beim Rollennahtschweißen umfasst eine segmentförmige Elektrodenfläche zur Anpressung der zu verbindenden Bauteile und zur Einleitung des Schweißstroms und der Schweißspannung. A roller near electrode for use in seam welding comprises a segmental electrode surface for pressing the components to be connected and for initiating the welding current and the welding voltage.

Vorzugsweise ist die Elektrodenfläche derart dreieckförmig oder mäanderförmig oder zueinander beabstandet segmentförmig ausgebildet, dass in der ebenen Abwicklung der Elektrodenfläche ein Zickzack-Muster oder ein Wellen-Muster oder ein Steppnaht-Muster oder ein Rechteck-Muster vorliegt. Preferably, the electrode surface is formed in such a triangular or meandering or spaced-apart segment-shaped, that in the planar development of the electrode surface is a zigzag pattern or a wave pattern or a stitching pattern or a rectangular pattern.

Die Rollennahtelektrode kann für verschiedene beschichtete und unbeschichtete Werkstoffe und verschiedene Blechdicken eingesetzt werden. The roller contact electrode can be used for various coated and uncoated materials and different sheet thicknesses.

Beim Schweißen ebener Bleche wirkt sich die Kontur der Elektrodenfläche auf der Umfangsfläche der Rollennahtelektrode, die in der ebenen Abwicklung der Elektrodenfläche und damit auch als Schweißlinie beispielsweise als ein Zickzack-Muster oder ein Wellen-Muster oder ein Steppnaht-Muster oder ein Rechteck-Muster vorliegt, nicht negativ aus, weshalb die Rollennahtelektrode uneingeschränkt bei dem Fügen ebener Bleche zu verwenden ist. Das Wellenmuster kann beispielsweise eine Sinuskurve und das Rechteck-Muster eine periodische Rechteckfunktion, also eine unstetige mathematische Funktion abbilden. When welding flat sheets, the contour of the electrode surface on the peripheral surface of the roll near electrode, which is present in the planar development of the electrode surface and thus as a welding line, for example, as a zigzag pattern or a wave pattern or a stitching pattern or a rectangular pattern , not negative, which is why the roller near electrode is to be used without restriction in the joining of flat sheets. The wave pattern, for example, a sine curve and the rectangle pattern a periodic rectangular function, so represent a discontinuous mathematical function.

Mit der Rollennahtelektrode zur Erzeugung eines Steppnaht-Musters kann quasi endlos periodisch sequenziell linear geschweißt werden und zwar sowohl bei Glattblechen (nicht strukturierte Bleche), als auch bei strukturierten Blechen in Bereichen unterschiedlicher Topologie, wie etwaiger Stege oder Sicken, ohne Einebnung der Struktur. With the roller near electrode to produce a stitching pattern can be virtually continuously periodically sequentially welded linearly both in smooth sheets (non-structured sheets), as well as structured sheets in areas of different topology, such as any webs or beads, without leveling of the structure.

Zur Verbindung eines strukturierten Blechs mit einem ebenen Blech oder einem weiteren strukturierten Blech ist es möglich, die Dreieckform bzw. die Mäanderform oder die Rechteckform der Rollennahtelektrode oder die Beabstandungen bzw. Lücken oder Unterbrechungen in der wirksamen segmentförmigen Elektrodenfläche und gegebenenfalls den wirksamen Durchmesser der Elektrodenfläche derart zu bemessen, dass das Schweißen lediglich im Bereich der Stege bzw. der erhabenen Bereiche des strukturierten Blechs erfolgt, ohne dass dessen Oberfläche durch den Anpressdruck der Rollennahtelektrode großflächig verformt, insbesondere geebnet, wird. For connecting a structured sheet to a flat sheet metal or another structured sheet, it is possible to use the triangular shape or the meander shape or the rectangular shape of the roll near electrode or the spacings or gaps or interruptions in the effective segmental electrode surface and optionally the effective diameter of the electrode surface to dimension that the welding takes place only in the region of the webs or the raised areas of the structured sheet, without the surface of which is extensively deformed by the contact pressure of the roller near electrode, in particular leveled, is.

Im Weiteren ist es möglich, die Kontaktflächen der Rollennahtelektrode, also die Elektrodenfläche, durch Veränderung der geometrischen Maße an die Schweißaufgabe anzupassen. Furthermore, it is possible to adapt the contact surfaces of the roller near electrode, that is to say the electrode surface, to the welding task by changing the geometric dimensions.

Die Oberfläche der Rollennahtelektrode kann in beliebiger Weise, beispielsweise durch Gießen, spanabhebende Fertigungsverfahren oder dergleichen gefertigt werden. The surface of the roller near electrode can be manufactured in any manner, for example by casting, machining or the like.

In Ausgestaltung ist die Elektrodenfläche durch eine Vielzahl einzelner Elektrodenplatten ausgebildet, die dreieckförmig, wellenförmig oder zueinander beabstandet zueinander ausgerichtet in einen zylindrischen Elektrodenhalter eingesetzt sind, wobei Stirnflächen der Elektrodenplatten über die periphere Umfangsfläche des Elektrodenhalters herausragen. Die Stirnflächen der Elektrodenplatten können eben ausgebildet oder mit Radien versehen sein, wobei die Ausbildung über die Breite der Elektrodenplatte abgerundeter Stirnflächen insbesondere bei der Herstellung einer Steppnaht bzw. eines Steppnaht-Musters Anwendung findet, da eine ununterbrochene Schweißnaht oder Schweißlinie nur mit aneinandergrenzenden Elektrodenplatten herstellbar ist. Der Elektrodenplattenhalter kann beispielsweise Aussparungen aufweisen, in die die Elektrodenplatten unverlierbar eingesetzt sind. Die Aussparungen können beispielsweise als Sacklöcher in den Elektrodenhalter eingebracht werden oder der Elektrodenhalter ist wie im Folgenden erläutert ausgeführt. Vorzugsweise sind zwischen 20 und 80, bevorzugt zwischen 30 und 60 und besonders bevorzugt 40 Elektrodenplatten gleichmäßig über den Umfang des Elektrodenhalters verteilt. In an embodiment, the electrode surface is formed by a plurality of individual electrode plates, which are triangular, wavy or spaced apart aligned with each other inserted into a cylindrical electrode holder, wherein end faces of the electrode plates protrude beyond the peripheral peripheral surface of the electrode holder. The end faces of the electrode plates may be flat or provided with radii, wherein the training over the width of the electrode plate rounded faces especially in the production of a stitching or a stitching pattern application is used, since an uninterrupted weld or weld line can be produced only with adjoining electrode plates , The electrode plate holder may for example have recesses into which the electrode plates are inserted captive. The recesses can be introduced, for example, as blind holes in the electrode holder or the electrode holder is designed as explained below. Preferably, between 20 and 80, preferably between 30 and 60 and particularly preferably 40 electrode plates are distributed uniformly over the circumference of the electrode holder.

Nach einer Weiterbildung umfasst der Elektrodenhalter ein zylinderförmiges Halteteil mit dreieckförmigen oder ebenen Auflagen für die Elektrodenplatten, wobei das Halteteil mit einem die Elektrodenplatten beaufschlagenden Gegenhalter zusammenwirkt. Die dreieckförmigen Auflagen können insbesondere einen Spitzenwinkel von ca. 120° aufweisen und unter einer Neigung von etwa 8° bis 14° bevorzugt 12° zur Mittelachse hin abfallend verlaufen, um eine zickzackförmige Schweißnaht zu erzeugen. Die ebenen Auflagen, die zueinander beabstandet sind, dienen zur Halterung von zueinander beabstandeten Elektrodenplatten für die Fertigung einer steppnahtförmigen Schweißnaht. Die Elektrodenplatten können für die Fertigung der steppnahtförmigen Schweißnaht eine relativ einfache im Wesentlichen quaderförmige Geometrie aufweisen und auch unmittelbar mittels Schrauben an dem Halteteil festgelegt sein. According to a development, the electrode holder comprises a cylindrical holding part with triangular or planar supports for the electrode plates, wherein the holding part cooperates with a counter holder acting on the electrode plates. The triangular supports may in particular have a point angle of about 120 ° and, at an inclination of about 8 ° to 14 °, preferably 12 ° sloping towards the central axis run to create a zigzag weld. The flat supports, which are spaced apart from each other, are used to hold spaced apart electrode plates for the production of a stitch-like seam. The electrode plates can have a relatively simple substantially parallelepiped-shaped geometry for the manufacture of the stitching seam in the shape of a stitch pattern and can also be fixed directly to the holding part by means of screws.

Vorteilhafterweise sind die Elektrodenplatten in zwei Lagen unter Zwischenanordnung eines Zwischenrings zwischen dem Halteteil und dem ringförmigen Gegenhalter angeordnet, wobei die auf den Auflagen des Halteteils aufliegende erste Reihe von Elektrodenplatten in die gleiche Richtung geneigt ist, auf der ersten Reihe der Elektrodenplatten der zickzackförmige Zwischenring aufliegt und auf dem Zwischenring eine zweite Reihe von Elektrodenplatten angeordnet ist, die gegenläufig zu der ersten Reihe von Elektrodenplatten ausgerichtet ist. Der Zwischenring kann mittels Stiftverbindungen und/oder Schraubverbindungen mit den Halteteil verbunden sein, wonach die auf dem Halteteil aufliegende erste Reihe Elektrodenplatten an dem Halteteil kraftschlüssig festgelegt ist und die auf dem Zwischenring aufliegende zweite Reihe Elektrodenplatten mit dem an dem Halteteil befestigten Gegenhalter kraftschlüssig befestigt ist. Advantageously, the electrode plates are arranged in two layers with intermediate arrangement of an intermediate ring between the holding part and the annular counter-holder, wherein the resting on the supports of the holding part first row of electrode plates is inclined in the same direction, rests on the first row of the electrode plates of the zigzag intermediate ring and on the intermediate ring, a second series of electrode plates is arranged, which is aligned in opposite directions to the first row of electrode plates. The intermediate ring may be connected by means of pin connections and / or screw to the holding part, after which resting on the holding part first row electrode plates is fixed non-positively on the holding part and the resting on the intermediate ring second row of electrode plates with the attached to the holding part counter-holder is fixed non-positively.

Damit die Elektrodenplatten auch unter der Einwirkung einer verhältnismäßig großen radialen Kraft bei einer exakten Positionierung und Montage in dem Elektrodenhalter in ihrer Längsachse nicht verschiebbar sind, liegen zweckmäßigerweise die Elektrodenplatten mit ihren radial in das Zentrum der Rollennahtelektrode weisenden Stirnseiten an einem Stützring an. Der Durchmesser des Stützrings bestimmt demnach auch den Außendurchmesser der Rollennahtelektrode, der durch die freien Enden der Elektrodenplatten gebildet ist. Der Stützring kann aus einem gegenüber dem Halteteil festeren bzw. härteren Material bestehen und ist bei Verschleiß nacharbeitbar. So that the electrode plates are not displaceable in their longitudinal axis even under the action of a relatively large radial force during exact positioning and mounting in the electrode holder, the electrode plates are expediently attached to a support ring with their end faces pointing radially into the center of the roller near electrode. The diameter of the support ring thus also determines the outer diameter of the roller near electrode, which is formed by the free ends of the electrode plates. The support ring may consist of a respect to the holding part firmer or harder material and is reworked when worn.

Bevorzugt sind die Elektrodenplatten parallelogrammartig gestaltet, deren Längsseitenwände parallel in einem durch die dreieckförmigen Auflagen vorgegebenen Winkel zueinander verlaufen und deren ins Freie ragende Stirnseite sich unter einem spitzen Winkel von der einen Breitseite zur gegenüberliegenden Breitseite erstreckt. Zweckmäßigerweise sind nebeneinander angeordnete Elektrodenplatten spiegelbildlich. Also sind die Elektrodenplatten der ersten Reihe spiegelbildlich zu den Elektrodenplatten der zweiten Reihe gefertigt. Preferably, the electrode plates are parallelogram-like design, the longitudinal side walls parallel to each other in a predetermined by the triangular supports angle to each other and extending their free end face extends at an acute angle from one broad side to the opposite broad side. Conveniently, juxtaposed electrode plates are mirror images. So the electrode plates of the first row are made in mirror image to the electrode plates of the second row.

Da es zum einen aufgrund von Ablagerungen bzw. Verschleiß erforderlich ist, die Elektrodenplatten an ihren freien Stirnseiten, die mit dem zu verschweißenden Bauteil in Kontakt kommen, nachzuarbeiten und zum anderen für ein gleichmäßiges Schweißergebnis der Außendurchmesser der Rollennahtelektrode im Wesentlichen konstant sein muss, liegt vorzugsweise der Stützring mit seiner Innenbohrung auswechselbar an einem zylindrischen Zentrieransatz des Halteteils des Elektrodenhalters an und ist axial zwischen dem Halteteil und einer Spannplatte, die den Gegenhalter gegenüber dem Halteteil in axialer Richtung fixiert oder zwischen dem Halteteil und dem Gegenhalter eingespannt. Nach einem Nacharbeiten der freien Stirnseiten der Elektrodenplatten und einem damit einhergehenden Kürzen der Länge der Elektrodenplatten wird ein Stützring gewählt, der einen entsprechend großen Außendurchmesser, an dem die Elektrodenplatten anliegen, aufweist, um das Maß der Kürzung der Elektrodenplatten auszugleichen und den Außendurchmesser der Rollennahtelektrode konstant zu halten. Es kann auch vorerst der Stützring getauscht und anschließend die Nacharbeit der verschlissenen Kontaktbereiche erfolgen und durch die Bearbeitung der Außendurchmesser der Rollennahtelektrode eingestellt oder angearbeitet werden. Since it is necessary on the one hand due to deposits or wear to rework the electrode plates at their free end faces, which come into contact with the component to be welded, and on the other for a uniform welding result of the outer diameter of the roller near electrode must be substantially constant, is preferably the support ring with its inner bore replaceable on a cylindrical centering projection of the holding part of the electrode holder and is axially between the holding part and a clamping plate which fixes the counter-holder relative to the holding part in the axial direction or clamped between the holding part and the counter-holder. After a reworking of the free end faces of the electrode plates and a concomitant shortening of the length of the electrode plates, a support ring is selected which has a correspondingly large outer diameter against which the electrode plates abut, in order to compensate for the extent of the shortening of the electrode plates and the outer diameter of the roller near electrode constant to keep. It can also initially exchanged the support ring and then carried out the rework of the worn contact areas and set or worked by editing the outer diameter of the roller near electrode.

Zweckmäßigerweise liegt der Stützring in einer stirnseitigen Zentrierausnehmung des Gegenhalters ein und steht mittels Schrauben mit dem Halteteil in Wirkverbindung. Sonach ist der Stützring zum einen in seiner radialen Lage zentriert und zum anderen axial fixiert. Conveniently, the support ring is located in an end-side centering of the counter-holder and is by means of screws with the holding member in operative connection. Sonach the support ring is centered on the one hand in its radial position and fixed axially to the other.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar sind. Der Rahmen der Erfindung ist nur durch die Ansprüche definiert. It goes without saying that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the respectively specified combination but also in other combinations. The scope of the invention is defined only by the claims.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand mehrerer Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die zugehörige Zeichnung näher erläutert. The invention will be explained in more detail below with reference to several embodiments with reference to the accompanying drawings.

Es zeigt: It shows:

1 eine perspektivische Darstellung der Rollennahtelektrode nach der Erfindung, 1 a perspective view of the roller near the electrode according to the invention,

2 eine perspektivische Explosionsdarstellung der Rollennahtelektrode nach 1, 2 an exploded perspective view of the roller near the electrode 1 .

3 eine Seitenansicht der Rollennahtelektrode nach 1, 3 a side view of the roller near the electrode after 1 .

4 eine Schnittdarstellung der Einzelheit IV nach 2, 4 a sectional view of the detail IV after 2 .

5 eine Schnittdarstellung der Einzelheit V nach 2, 5 a sectional view of the detail V after 2 .

6 eine Vorderansicht der Einzelheit VI nach 2, 6 a front view of the detail VI after 2 .

7 eine Seitenansicht der Einzelheit VI nach 2, 7 a side view of the detail VI after 2 .

8 eine Draufsicht auf die Einzelheit VI nach 2, 8th a top view of the detail VI after 2 .

9 eine Seitenansicht der Einzelheit IX nach 2, 9 a side view of the detail IX after 2 .

10 eine perspektivische Darstellung der Rollennahtelektrode in alternativer Ausgestaltung, 10 a perspective view of the roller near the electrode in an alternative embodiment,

11 eine perspektivische Explosionsdarstellung der Rollennahtelektrode nach 10, 11 an exploded perspective view of the roller near the electrode 10 .

12 eine Vorderansicht der Rollennahtelektrode nach 10 und 12 a front view of the roller near the electrode after 10 and

13 eine perspektivische Darstellung eines Halteteils der Rollennahtelektrode nach 10. 13 a perspective view of a holding part of the roller near the electrode after 10 ,

Die beim so genannten Rollennahtschweißen einzusetzende Rollennahtelektrode 1 gemäß den 1 bis 9 ist an ihrer umfangsseitigen Elektrodenfläche 2, über die die zu verbindenden Bauteile aneinandergepresst werden und der Schweißstrom bzw. die Schweißspannung in die Bauteile eingeleitet wird, derart ausgebildet, dass eine Schweißnaht in Form eines Zickzack- oder beliebigen Musters entsteht. D.h. die wirksame Elektrodenfläche 2, also die periphere Umfangsfläche 20, ist in ihrer Abwicklung ebenfalls zickzackförmig oder in Form des beliebigen Musters. Die Rollennahtelektrode 1 gemäß den 10 bis 13 ist an ihrer umfangsseitigen Elektrodenfläche 2, derart ausgebildet, dass eine Schweißnaht in Form eines Steppnaht-Musters entsteht. D.h. die wirksame Elektrodenfläche 2 ist unterbrochen. The roll near electrode to be used in so-called roll seam welding 1 according to the 1 to 9 is on its peripheral electrode surface 2 , via which the components to be connected are pressed against each other and the welding current or the welding voltage is introduced into the components, designed so that a weld in the form of a zigzag or any pattern is formed. That is, the effective electrode area 2 that is, the peripheral peripheral surface 20 , is also zigzag-shaped in its development or in the form of any pattern. The roller seam electrode 1 according to the 10 to 13 is on its peripheral electrode surface 2 formed such that a weld in the form of a stitching pattern is formed. That is, the effective electrode area 2 is interrupted.

Mit den erläuterten Rollennahtelektroden 1 ist insbesondere das Schweißen strukturierter Bleche ohne eine wesentliche Einebnung im Schweißbereich bzw. Schweißnahtbereich möglich. With the illustrated roller seam electrodes 1 In particular, the welding of structured sheets is possible without a significant leveling in the welding area or weld area.

Die Rollennahtelektrode 1 umfasst einen Elektrodenhalter 3, der im Wesentlichen aus einem zylinderförmigen Halteteil 4 und einem daran festgelegten Gegenhalter 5 zusammengesetzt ist, wobei zwischen dem Halteteil 4 und dem Gegenhalter 5 eine Vielzahl von Elektrodenplatten 6 angeordnet ist, deren freie Stirnseiten 7 die Schweißnaht bestimmen. The roller seam electrode 1 includes an electrode holder 3 which consists essentially of a cylindrical holding part 4 and a counterpart attached to it 5 is composed, being between the holding part 4 and the counterpart 5 a variety of electrode plates 6 is arranged, whose free end faces 7 determine the weld.

Die Elektrodenplatten 6 sind parallelogrammartig gestaltet und weisen eine großflächige rechteckförmige Vorderseite 8 und eine dazu parallel verlaufende Rückseite 9 auf, die ebenfalls rechteckförmig gestaltet ist, wobei jedoch die Vorderseite 8 kleiner als die Rückseite 9 bemessen ist. Die die Vorderseite 8 mit der Rückseite 9 verbindenden Längsseitenwänden 10 verlaufen parallel zueinander und sind in ihrer Neigung an den Winkel der Zickzack-Form angepasst. Die die Schweißnaht bestimmende freie Stirnseite 7 der Elektrodenplatte 6 ist von der Rückseite 9 zur Vorderseite 8 abfallend geneigt, während die gegenüberliegende Stirnseite 11 rechtwinklig zu den benachbarten Flächen ausgerichtet ist. Selbstverständlich ist die Elektrodenplatte 6 aus einem elektrisch leitfähigen Material gefertigt und elektrisch leitend mit einer Schweißmaschine bzw. deren Stromquelle verbunden. The electrode plates 6 are parallelogram-shaped and have a large area rectangular front 8th and a parallel back side 9 on, which is also rectangular in shape, but the front 8th smaller than the back 9 is measured. The the front 8th with the back 9 connecting longitudinal side walls 10 are parallel to each other and are adapted in their inclination to the angle of the zigzag shape. The welding seam defining free end face 7 the electrode plate 6 is from the back 9 to the front 8th sloping inclined, while the opposite end face 11 is aligned at right angles to the adjacent surfaces. Of course, the electrode plate 6 made of an electrically conductive material and electrically conductively connected to a welding machine or its power source.

Zur Bestimmung der zickzack-förmigen Anordnung der Elektrodenplatten 6 weist das Halteteil 4 dreieckförmige Auflagen 12 auf, die durch zwei gleiche Schenkel 13 im peripheren Bereich des Halteteils 4 gebildet sind. Auf jeweils einem der Schenkel liegt eine Elektrodenplatte 6 mit ihrer Rückseite 9 auf, wobei sich eine der Längsseitenwände 10 an dem weiteren Schenkel 13 abstützt. Die freie Stirnseite 7 der Elektrodenplatte steht über den Umfang des Halteteils 4 vor und die gegenüberliegende Stirnseite 11 liegt innerhalb des Halteteils 4 an, so dass die Elektrodenplatte 6 in axialer Richtung der beim Schweißen wirkenden Anpresskraft entgegengerichtet abgestützt ist. Die unmittelbar auf dem Halteteil 4 aufliegenden Elektrodenplatten 6 bilden eine erste Reihe 14 bzw. Ebene von Elektrodenplatten 6, die sämtlich in eine Richtung ausgerichtet sind. Auf dieser ersten Reihe von Elektrodenplatten 6 liegt ein Zwischenring 15 auf, der mittels Schrauben 16 mit dem Halteteil 4 verbunden ist und die erste Reihe 14 der kreisförmig angeordneten Elektrodenplatten 6 fixiert. To determine the zigzag arrangement of the electrode plates 6 has the holding part 4 triangular pads 12 on, by two equal legs 13 in the peripheral area of the holding part 4 are formed. On each of the legs is an electrode plate 6 with her backside 9 on, with one of the longitudinal side walls 10 on the other leg 13 supported. The free front 7 the electrode plate is over the circumference of the holding part 4 in front and the opposite front side 11 lies within the holding part 4 on, leaving the electrode plate 6 in the axial direction of the force acting during welding contact pressure is supported in opposite directions. The directly on the holding part 4 resting electrode plates 6 form a first row 14 or level of electrode plates 6 all aligned in one direction. On this first row of electrode plates 6 there is an intermediate ring 15 on, by means of screws 16 with the holding part 4 connected and the first row 14 the circular electrode plates 6 fixed.

Der Zwischenring 15 ist stirnseitig zickzackförmig gestaltet und bildet beidseitig dreieckförmige Auflageflächen 17, die zum einen auf der ersten Reihe 14 der Elektrodenplatten 6 aufliegen und zum anderen eine zweite Reihe 18 Elektrodenplatten 6 lagern, wobei diese Elektrodenplatten 6 gegenläufig zu den Elektrodenplatten 6 der ersten Reihe 14 ausgerichtet sind, um die Zickzack-Form zu bilden. Statt ausgeprägter Winkel weist der Zwischenring 15 in seinen jeweiligen Tälern Freimachungen 19 auf, denen die zugeordneten Längsseitenkanten 16 der Elektrodenplatten 6 mit ihren Ecken einliegen. The intermediate ring 15 is frontally zigzag shaped and forms triangular bearing surfaces on both sides 17 On the one hand, on the first row 14 the electrode plates 6 lie on the other and a second row 18 electrode plates 6 store, using these electrode plates 6 opposite to the electrode plates 6 the first row 14 are aligned to form the zigzag shape. Instead of pronounced angle, the intermediate ring 15 in his respective valleys frankings 19 on which the associated longitudinal side edges 16 the electrode plates 6 einliegen with their corners.

Die zweite Reihe 18 der ebenfalls kreisförmig sowie fächerartig angeordneten Elektrodenplatten 6 ist mittels des Gegenhalters 5 auf dem Zwischenring 15 und damit auch an dem Halteteil 4 befestigt. Der im Wesentlichen kreisringförmige Gegenhalter 5 weist auf der einen Stirnseite zu dem Halteteil 4 kongruente Auflageflächen 21 und auf der gegenüberliegenden Stirnseite eine kreisringförmige Zentrierausnehmung 22 für eine zylindrische Spannplatte 23 auf, die mit Bohrungen für Schrauben 24 zur Befestigung an dem Halteteil 4 bzw. der nicht dargestellten Schweißmaschine versehen ist. The second row 18 the likewise circular and fan-like arranged electrode plates 6 is by means of the counter-holder 5 on the intermediate ring 15 and thus also on the holding part 4 attached. The essentially circular counterholder 5 has on one end face to the holding part 4 congruent bearing surfaces 21 and on the opposite end face an annular centering 22 for a cylindrical clamping plate 23 on that with holes for screws 24 for attachment to the holding part 4 or the welding machine, not shown, is provided.

Da die Elektrodenplatten 6 an ihren freien Stirnseiten 7 Verschleiß aufweisen können und nachgearbeitet werden müssen, wodurch sie verkürzt werden, aber der Außenumfang der Rollennahtelektrode 1 zur Erzielung eines gleichmäßigen Arbeitsergebnisses in seiner Größe nicht wesentlich verändert werden darf, liegt an einem zylindrischen Zentrieransatz 25 des Halteteils 4 ein Stützring 26 mit seiner Innenbohrung 30 auswechselbar an. Auf dem äußeren Umfang 27 des Stützrings 26 liegen die Elektrodenplatten 6 mit ihren entsprechenden Stirnseiten 11 an. Durch den Außendurchmesser des äußeren Umfangs 27 des Stützrings 26 und die Länge der Elektrodenplatten 6 ist der Außenumfang der Rollennahtelektrode 1, also der Elektrodenfläche 2 bestimmt, so dass bei einer abnehmenden Länge der Elektrodenplatten 6 ein Stützring mit einem entsprechend größeren Außendurchmesser zu montieren ist, um den Außenumfang der Rollennahtelektrode 1 annähernd konstant zu halten bzw. nach einer stirnseitigen Bearbeitung der Elektrodenplatten mit seinem ursprünglichen Maß wiederherzustellen. Because the electrode plates 6 at their free ends 7 Wear and have to be reworked, whereby they are shortened, but the outer circumference of the roller near the electrode 1 To achieve a uniform work result in size may not be significantly changed, is due to a cylindrical centering approach 25 of the holding part 4 a support ring 26 with its inner bore 30 interchangeable. On the outer circumference 27 of the support ring 26 lie the electrode plates 6 with their corresponding faces 11 at. By the outer diameter of the outer circumference 27 of the support ring 26 and the length of the electrode plates 6 is the outer circumference of the roller near electrode 1 , ie the electrode surface 2 determined, so that with a decreasing length of the electrode plates 6 a support ring with a correspondingly larger outer diameter is to be mounted around the outer periphery of the roller near the electrode 1 To keep approximately constant or restore after a frontal processing of the electrode plates with its original dimensions.

Die Elektrodenplatten 6 für die Rollennahtelektrode 1 zur Fertigung einer steppnahtförmigen Schweißnaht sind im wesentlichen quaderförmig mit rechteckförmiger Vorderseite 8 und Rückseite 9, wobei lediglich die in das Zentrum des Halteteils 4 ersteckende Stirnseite 11 nicht rechtwinklig zwischen den beiden parallel zueinander ausgerichteten Längsseitenkanten 10 verläuft. Jeder der Elektrodenplatten 6 ist mit einer Durchgangsbohrung 28 versehen und liegt in einer entsprechend bemessenen Auflagen 12 des Halteteils 4 beabstandet zu den benachbarten Elektrodenplatten 6. Zur axialen Abstützung der Elektrodenplatten 6 in Richtung des Zentrums der Rollennahtelektrode 1 ist der Stützring 26 mit planparallelen Stirnseiten und einer umfangsseitigen Sägeverzahnung 29, in der die Elektrodenplatten 6 stirnseitig einliegen, vorgesehen, der mit seiner Innenbohrung 30 an dem zylindrischen Zentrieransatz 25 des Halteteils 4 anliegt. Auf dem Stützring 26 liegt der scheibenförmige Gegenhalter 5 auf, der mittels Schrauben 24 mit dem Halteteil 4 verbunden ist, um die Elektrodenplatten 6 zu fixieren. The electrode plates 6 for the roller seam electrode 1 for the production of a quilted seam are substantially cuboid with rectangular front 8th and back 9 , with only those in the center of the holding part 4 ersteckende front page 11 not perpendicular between the two parallel longitudinal edges 10 runs. Each of the electrode plates 6 is with a through hole 28 provided and is in an appropriately sized editions 12 of the holding part 4 spaced apart from the adjacent electrode plates 6 , For axial support of the electrode plates 6 in the direction of the center of the roller near the electrode 1 is the support ring 26 with plane-parallel end faces and a peripheral saw toothing 29 in which the electrode plates 6 einliegen the front, provided with its inner bore 30 on the cylindrical spigot 25 of the holding part 4 is applied. On the support ring 26 lies the disk-shaped counter-holder 5 on, by means of screws 24 with the holding part 4 connected to the electrode plates 6 to fix.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1: Rollennahtelektrode Seam electrode
2 2: Elektrodenfläche electrode area
3 3: Elektrodenhalter electrode holder
4 4: Halteteil holding part
5 5: Gegenhalter backstop
6 6: Elektrodenplatten electrode plates
7 7: Stirnseite von 6 Front side of 6
8 8th: Vorderseite von 6 Front of 6
9 9: Rückseite von 6 Back of 6
10 10: Längsseitenkante von 6 Longitudinal edge of 6
11 11: Stirnseite von 6 Front side of 6
12 12: Auflage edition
13 13: Schenkel leg
14 14: erste Reihe first row
15 15: Zwischenring intermediate ring
16 16: Schraube screw
17 17: Auflagefläche bearing surface
18 18: zweite Reihe second row
19 19: Freimachung franking
20 20: Umfangsfläche von 3 Peripheral surface of 3
21 21: Auflagefläche bearing surface
22 22: Zentrierausnehmung centering
23 23: Spannplatte chipboard
24 24: Schraube screw
25 25: Zentrieransatz von 4 Centering approach of 4
26 26: Stützring support ring
27 27: Umfang von 26 Scope of 26
28 28: Durchgangsbohrung Through Hole
29 29: Sägeverzahnung sawtooth
30 30: Innenbohrung von 26 Inner bore of 26

Claims

Roller seam electrode for use in seam welding with a segment-shaped electrode surface ( 2 ) for pressing the components to be connected and to initiate the welding current and the welding voltage.

Roller near electrode according to claim 1, characterized in that the electrode surface ( 2 ) is formed such a triangular or meandering or spaced-apart segment-shaped, that in the planar development of the electrode surface ( 2 ) there is a zigzag pattern or a wave pattern or a stitching pattern or a rectangle pattern.

Roller near electrode according to claim 1 or 2, characterized in that the electrode surface ( 2 ) by a plurality of individual electrode plates ( 6 ), which are triangular, wavy or spaced apart aligned in a cylindrical electrode holder ( 3 ) are used, wherein end faces ( 7 ) of the electrode plates ( 6 ) over the peripheral peripheral surface ( 20 ) of the electrode holder ( 3 protrude).

Roller near electrode according to claim 3, characterized in that the electrode holder ( 3 ) a cylindrical holding part ( 4 ) with triangular or flat supports ( 12 ) for the electrode plates ( 6 ), wherein the holding part ( 4 ) with a the electrode plates ( 6 ) counterholders ( 5 ) cooperates.

Roller blind electrode according to claim 3 or 4, characterized in that the electrode plates ( 6 ) in two layers with intermediate arrangement of an intermediate ring ( 15 ) between the holding part ( 4 ) and the annular counter-holder ( 5 ), whereas those on the supports ( 12 ) of the holding part ( 4 ) lying electrode plates ( 6 ) of the first row ( 14 ) is inclined in the same direction, on the first row ( 14 ) of the electrode plates ( 6 ) the zigzag intermediate ring ( 15 ) and on the intermediate ring ( 15 ) a second row ( 18 ) of electrode plates ( 6 ), wherein the electrode plates ( 6 ) of the second row ( 18 ) in opposite directions to the electrode plates ( 6 ) of the first row ( 14 ) are aligned.

Roll near electrode according to one of claims 3 to 5, characterized in that the electrode plates ( 2 ) with their radially in the center of the roller near the electrode ( 1 ) facing end faces ( 11 ) on a support ring ( 26 ) issue.

Roll near electrode according to one of claims 3 to 6, characterized in that the electrode plates ( 6 ) are designed parallelogram-like, the longitudinal side walls ( 10 ) parallel in one through the triangular pads ( 12 ), predetermined angle to each other and their free-standing end face ( 7 ) extends at an acute angle from one broad side to the opposite broad side.

Roll near electrode according to one of claims 3 to 7, characterized in that juxtaposed electrode plates ( 6 ) are mirror images.

Roller blind electrode according to one of claims 3 to 6, characterized in that the support ring ( 26 ) with its inner bore ( 30 ) replaceable on a cylindrical spigot ( 25 ) of the holding part ( 4 ) of the electrode holder ( 3 ) and axially between the holding part ( 4 ) and a clamping plate ( 23 ), the counterpart ( 5 ) opposite the holding part ( 4 ) fixed in the axial direction, or between the holding part ( 4 ) and the counterholder ( 5 ) is clamped.

Roller blind electrode according to one of claims 3 to 9, characterized in that the support ring ( 26 ) in a front-side centering recess ( 22 ) of the counterpart ( 5 ) and by means of screws ( 24 ) with the holding part ( 4 ) is in operative connection.