DE102015114937B4

DE102015114937B4 - Roll seam electrode

Info

Publication number: DE102015114937B4
Application number: DE102015114937.0A
Authority: DE
Inventors: Leander Schleuß; Ralf Ossenbrink; Vesselin Michailov; Andreas Brobeck; Ralf Polzin
Original assignee: Tech Institut Fuer Metall und Engineering GmbH; Technologie-Institut fur Metall und Engineering GmbH; Brandenburgische Technische Universitaet Cottbus
Current assignee: Tech Institut Fuer Metall und Engineering GmbH; Technologie-Institut fur Metall und Engineering GmbH; Brandenburgische Technische Universitaet Cottbus
Priority date: 2015-09-07
Filing date: 2015-09-07
Publication date: 2023-09-28
Anticipated expiration: 2035-09-08
Also published as: DE102015114937A1; WO2017041786A1

Abstract

Rollennahtelektrode zur Verwendung beim Rollennahtschweißen mit einer segmentförmigen Elektrodenfläche (2) zur Anpressung der zu verbindenden Bauteile und zur Einleitung des Schweißstroms und der Schweißspannung, gekennzeichnet durch einen Elektrodenhalter (3), der 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.Roller seam electrode for use in roller seam welding with a segment-shaped electrode surface (2) for pressing the components to be connected and for introducing the welding current and welding voltage, characterized by an electrode holder (3) which consists of a cylindrical holding part (4) and a counter-holder (5) attached to it ) is composed, with a plurality of electrode plates (6) being arranged between the holding part (4) and the counterholder (5), the free end faces (7) of which determine the weld seam.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Rollennahtelektrode zur Verwendung beim Rollennahtschweißen mit einer segmentförmigen Elektrodenfläche zur Anpressung der zu verbindenden Bauteile und zur Einleitung des Schweißstroms und der Schweißspannung.The invention relates to a roller seam electrode for use in roller seam welding with a segment-shaped electrode surface for pressing the components to be connected and for introducing the welding current and welding voltage.

Derartige Rollennnahtelektroden sind aus der DE 41 24 644 A1 und der DE 43 07 263 C2 bekannt.Such roller seam electrodes are from the DE 41 24 644 A1 and the DE 43 07 263 C2 known.

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 known as roll seam or seam welding, is a resistance seam welding that is one of the resistance pressure welding processes and is derived from resistance spot welding. The force and current required for welding are transmitted through pairs of roller seam electrodes, 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. Furthermore, the workpiece is transported by the rotating rollers, which are disc-shaped, or the workpiece is moved and thus sets the rollers in rotation.

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 roller seam electrodes arranged opposite each other only touch the workpieces to be connected on a limited area and determine the surface pressure through the electrode force and the current density in the connection area, i.e. the welding zone of the workpiece, through the contact surface created by the electrode force. The diameter, profile and width of the peripheral surface of the roller seam electrodes are decisive for the contact surface of the roller seam electrodes with the workpiece. The selection of geometry and size of the roller seam 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 seam to be achieved, roller seam electrodes with a flat, a convex or a contoured peripheral surface are used. The roller seam electrodes are usually made of copper alloys because they must have high heat resistance and good thermal and electrical conductivity at the same time.

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 is supplied in the form of direct current or alternating current, which is supplied to the workpiece continuously or at predetermined time intervals, i.e. in specific pulses, from a transformer or an inverter via the roller seam electrodes. Using appropriate welding programs that determine the coordinated ratio of current and pause times as well as rolling or welding speed, rolling point, quilted or sealing seams can be created, whereby the sealing seams can be designed to be 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.Roll seam welding can be used to produce both butt seams and overlap seams. With overlapping welding, the weld seam is formed between the components to be connected, as with conventional spot welding. Alternatively, rollers with wire intermediate electrodes are used, which means that the service life of the electrode can be increased, particularly with coated sheets, or a constant contact relationship between the electrode and the workpiece can be created due to the constantly 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 process speed that is several times higher than almost all other thermal joining processes, such as arc fusion welding, can be achieved. Roll seam welding is primarily used in container and container construction, in the production of fuel tanks and coolers, in the production of commercial kitchen equipment, exhaust systems and catalytic converters as well as the frames of washing machines, spin dryers and dishwashers. So far, roll seam welding has only been used to connect flat sheets or sheet 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 that have, for example, a curved structure, honeycomb structure or hump structure are particularly suitable for lightweight construction due to their properties. They differ from conventional, flat semi-finished products in their multi-dimensional, structured geometry, which results from regularly arranged stiffening elements. The defined geometric structures in the thin sheets significantly increase their rigidity compared to flat, flat components. This stiffening of the sheet can be used to reduce the thickness of the sheet without significantly affecting the load-bearing capacity of the sheet or, with 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, 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 roller seam electrodes known from the prior art show the basic joinability of structured sheets using the roller seam welding process, however The structure of the sheets is always leveled in the area of the weld seam. It also became clear that depending on the selected welding position, i.e. the alignment of the joining line to the structures of the sheet, different degrees of deformation occur, which have a negative impact.

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, i.e. with a vaulted structure, honeycomb structure or hump 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 is based on the object of creating a roller seam electrode of the type mentioned at the beginning, which can be used equally for welding flat and structured sheets, the roller seam electrode not leveling the surface structure of a structured sheet in order to maintain 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 Rollennahtschwei-ßen umfasst eine segmentförmige Elektrodenfläche zur Anpressung der zu verbindenden Bauteile und zur Einleitung des Schweißstroms und der Schweißspannung. Die Rollennahtelektrode umfasst einen Elektrodenhalter, der aus einem zylinderförmigen Halteteil und einem daran festgelegten Gegenhalter zusammengesetzt ist, wobei zwischen dem Halteteil und dem Gegenhalter eine Vielzahl von Elektrodenplatten angeordnet ist, deren freie Stirnseiten die Schweißnaht bestimmen.A roller seam electrode for use in roller seam welding includes a segment-shaped electrode surface for pressing the components to be connected and for introducing the welding current and welding voltage. The roller seam electrode comprises an electrode holder which is composed of a cylindrical holding part and a counter-holder fixed thereto, with a plurality of electrode plates being arranged between the holding part and the counter-holder, the free end faces of which determine the weld seam.

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 triangular or meander-shaped or segment-shaped, spaced apart from one another, so that a zigzag pattern or a wave pattern or a stitch seam pattern or a rectangle pattern is present in the flat development of the electrode surface.

Die Rollennahtelektrode kann für verschiedene beschichtete und unbeschichtete Werkstoffe und verschiedene Blechdicken eingesetzt werden.The roller seam electrode can be used for various coated and uncoated materials and various 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 acts on the circumferential surface of the roller seam electrode, which is present in the flat development of the electrode surface and thus also as a welding line, for example as a zigzag pattern or a wave pattern or a stitch seam pattern or a rectangle pattern , is not negative, which is why the roller seam electrode can be used without restrictions when joining flat sheets. For example, the wave pattern can represent a sine curve and the rectangle pattern can represent a periodic rectangular function, i.e. 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.Using the roller seam electrode to create a stitch seam pattern, linear welding can be carried out virtually endlessly, periodically and sequentially, both on smooth sheets (non-structured sheets) and on structured sheets in areas of different topology, such as any webs or beads, without leveling 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.To connect a structured sheet with a flat sheet or another structured sheet, it is possible to change the triangular shape or the meander shape or the rectangular shape of the roller seam electrode or the spacings or gaps or interruptions in the effective segment-shaped electrode surface and, if necessary, the effective diameter of the electrode surface to ensure that the welding only takes place in the area of the webs or the raised areas of the structured sheet, without its surface being deformed, in particular leveled, over a large area by the contact pressure of the roller seam electrode.

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 seam electrode, i.e. 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 seam electrode can be manufactured in any way, for example by casting, machining manufacturing processes or the like.

Die Elektrodenfläche ist durch eine Vielzahl einzelner Elektrodenplatten ausgebildet, die dreieckförmig, wellenförmig oder zueinander beabstandet zueinander ausgerichtet in den 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.The electrode surface is formed by a plurality of individual electrode plates which are inserted into the cylindrical electrode holder in a triangular, wave-shaped or spaced-apart manner, with end faces of the electrode plates protruding beyond the peripheral circumferential surface of the electrode holder. The end faces of the electrode plates can be flat or provided with radii, the formation of rounded end faces across the width of the electrode plate being used in particular when producing a stitch seam or a stitch seam pattern, since an uninterrupted weld seam or weld line can only be produced with adjacent electrode plates . The electrode plate holder can, for example, have recesses into which the electrode plates are captively inserted. The recesses can, for example, be made as blind holes in the electrode holder or the electrode holder can be designed as explained below. Preferably between 20 and 80, preferably between 30 and 60 and especially This preferably has 40 electrode plates evenly distributed over the circumference of the electrode holder.

Nach einer Weiterbildung umfasst das Halteteil dreieckförmige oder ebene Auflagen für die Elektrodenplatten und wirkt mit dem die Elektrodenplatten beaufschlagenden Gegenhalter zusammen. 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 zickzack-förmige 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 further development, the holding part comprises triangular or flat supports for the electrode plates and cooperates with the counterholder acting on the electrode plates. The triangular supports can in particular have a tip angle of approximately 120° and slope downwards towards the central axis at an inclination of approximately 8° to 14°, preferably 12°, in order to produce a zigzag-shaped weld seam. The flat supports, which are spaced apart from one another, serve to hold electrode plates spaced apart from one another for the production of a stitch-shaped weld seam. For the production of the stitch-shaped weld seam, the electrode plates can have a relatively simple, essentially cuboid geometry 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 dem 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.The electrode plates are advantageously arranged in two layers with the interposition of an intermediate ring between the holding part and the annular counter-holder, the first row of electrode plates resting on the supports of the holding part being inclined in the same direction, the zigzag-shaped intermediate ring resting on the first row of electrode plates and A second row of electrode plates is arranged on the intermediate ring, which is aligned in opposite directions to the first row of electrode plates. The intermediate ring can be connected to the holding part by means of pin connections and/or screw connections, after which the first row of electrode plates resting on the holding part is non-positively secured to the holding part and the second row of electrode plates resting on the intermediate ring is non-positively fastened to the counterholder fastened to the holding part.

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 cannot be displaced in their longitudinal axis even under the influence of a relatively large radial force when positioned and installed precisely in the electrode holder, the electrode plates expediently lie against a support ring with their end faces pointing radially into the center of the roller seam electrode. The diameter of the support ring therefore also determines the outer diameter of the roller seam electrode, which is formed by the free ends of the electrode plates. The support ring can consist of a material that is stronger or harder than the holding part and can be reworked if it is 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.The electrode plates are preferably designed in a parallelogram shape, the longitudinal side walls of which run parallel to one another at an angle predetermined by the triangular supports and the end face of which projects into the open and extends at an acute angle from one broad side to the opposite broad side. Electrode plates arranged next to one another are expediently mirror images. So the electrode plates in the first row are made in mirror images of the electrode plates in 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, on the one hand, due to deposits or wear, it is necessary to rework the electrode plates on their free end faces, which come into contact with the component to be welded, and, on the other hand, the outer diameter of the roller seam electrode must be essentially constant for a uniform welding result, is preferred the support ring with its inner bore is interchangeable on a cylindrical centering projection of the holding part of the electrode holder and is axially clamped between the holding part and a clamping plate which fixes the counter-holder relative to the holding part in the axial direction or between the holding part and the counter-holder. After reworking the free end faces of the electrode plates and thereby shortening the length of the electrode plates, a support ring is selected which has a correspondingly large outer diameter against which the electrode plates rest in order to compensate for the extent of the shortening of the electrode plates and to keep the outer diameter of the roller seam electrode constant to keep. The support ring can also be replaced first and then the worn contact areas can be reworked and the outer diameter of the roller seam electrode can be adjusted or worked on by machining.

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.The support ring expediently lies in a centering recess on the front side of the counterholder and is operatively connected to the holding part by means of screws. The support ring is therefore centered in its radial position on the one hand and axially fixed on 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 is understood that the features mentioned above and to be explained below can be used not only in the combination specified in each case, 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 is explained in more detail below using several exemplary embodiments with reference to the associated drawing.

Es zeigt:

1 eine perspektivische Darstellung der Rollennahtelektrode nach der Erfindung,
2 eine perspektivische Explosionsdarstellung der Rollennahtelektrode nach 1,
3 eine Seitenansicht der Rollennahtelektrode nach 1,
4 eine Schnittdarstellung der Einzelheit IV nach 2,
5 eine Schnittdarstellung der Einzelheit V nach 2,
6 eine Vorderansicht der Einzelheit VI nach 2,
7 eine Seitenansicht der Einzelheit VI nach 2,
8 eine Draufsicht auf die Einzelheit VI nach 2,
9 eine Seitenansicht der Einzelheit IX nach 2,
10 eine perspektivische Darstellung der Rollennahtelektrode in alternativer Ausgestaltung,
11 eine perspektivische Explosionsdarstellung der Rollennahtelektrode nach 10,
12 eine Vorderansicht der Rollennahtelektrode nach 10 und
13 eine perspektivische Darstellung eines Halteteils der Rollennahtelektrode nach 10.

It shows:

1 a perspective view of the roller seam electrode according to the invention,
2 a perspective exploded view of the roller seam electrode 1 ,
3 a side view of the roller seam electrode 1 ,
4 a sectional view of detail IV 2 ,
5 a sectional view of detail V 2 ,
6 a front view of detail VI 2 ,
7 a side view of detail VI 2 ,
8th a top view of detail VI 2 ,
9 a side view of detail IX 2 ,
10 a perspective view of the roller seam electrode in an alternative design,
11 a perspective exploded view of the roller seam electrode 10 ,
12 a front view of the roller seam electrode 10 and
13 a perspective view of a holding part of the roller seam electrode 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 roller seam electrode 1 to be used in so-called roller seam welding according to 1 until 9 is designed on its peripheral electrode surface 2, via which the components to be connected are pressed together and the welding current or the welding voltage is introduced into the components, in such a way that a weld seam is created in the form of a zigzag or any pattern. Ie the effective electrode surface 2, i.e. the peripheral circumferential surface 20, is also zigzag-shaped in its development or in the form of any desired pattern. The roller seam electrode 1 according to 10 until 13 is designed on its peripheral electrode surface 2 in such a way that a weld seam is created in the form of a stitch seam pattern. Ie the effective electrode surface 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 roller seam electrodes 1 explained, welding of structured sheets in particular is possible without significant leveling in the welding area or weld seam 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 comprises an electrode holder 3, which is essentially composed of a cylindrical holding part 4 and a counter-holder 5 attached to it, with a plurality of electrode plates 6 being arranged between the holding part 4 and the counter-holder 5, the free end faces 7 of which determine the weld seam.

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 designed like a parallelogram and have a large, rectangular front 8 and a parallel back 9, which is also rectangular, but the front 8 is smaller than the back 9. The longitudinal side walls 10 connecting the front 8 with the back 9 run parallel to one another and their inclination is adapted to the angle of the zigzag shape. The free end face 7 of the electrode plate 6, which determines the weld seam, is inclined from the back 9 to the front 8, while the opposite end face 11 is aligned at right angles to the adjacent surfaces. Of course, the electrode plate 6 is made of an electrically conductive material and is electrically 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-shaped arrangement of the electrode plates 6, the holding part 4 has triangular supports 12, which are formed by two identical legs 13 in the peripheral region of the holding part 4. An electrode plate 6 rests with its back 9 on one of the legs, with one of the longitudinal side walls 10 being supported on the other leg 13. The free end face 7 of the electrode plate protrudes beyond the circumference of the holding part 4 and the opposite end face 11 rests within the holding part 4, so that the electrode plate 6 is supported in the axial direction in the opposite direction to the contact pressure acting during welding. The electrode plates 6 lying directly on the holding part 4 form a first row 14 or plane of electrode plates 6, which are all aligned in one direction. An intermediate ring 15 rests on this first row of electrode plates 6, which is connected to the holding part 4 by means of screws 16 and fixes the first row 14 of the circularly arranged electrode plates 6.

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 designed in a zigzag shape on the front side and forms triangular support surfaces 17 on both sides, which on the one hand rest on the first row 14 of the electrode plates 6 and on the other hand support a second row 18 electrode plates 6, these electrode plates 6 running in opposite directions to the electrode plates 6 of the first row 14 aligned to form the zigzag shape. Instead of pronounced angles, the intermediate ring 15 has clearances 19 in its respective valleys, into which the associated longitudinal side edges 16 of the electrode plates 6 lie 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 of the electrode plates 6, which are also arranged in a circular and fan-like manner, is fastened to the intermediate ring 15 and thus also to the holding part 4 by means of the counter-holder 5. The essentially annular counter-holder 5 has on one end face congruent to the holding part 4 contact surfaces 21 and on the opposite end face an annular centering recess 22 for a cylindrical clamping plate 23, which has holes for screws 24 for fastening to the holding part 4 or not shown welding machine 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 äu-ßeren 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.Since the electrode plates 6 can show wear on their free end faces 7 and have to be reworked, which means they are shortened, but the size of the outer circumference of the roller seam electrode 1 must not be changed significantly in order to achieve a uniform work result, there is a cylindrical centering projection 25 of the holding part 4 a support ring 26 with its inner bore 30 can be replaced. The electrode plates 6 rest with their corresponding end faces 11 on the outer circumference 27 of the support ring 26. The outer circumference of the roller seam electrode 1, i.e. the electrode surface 2, is determined by the outer diameter of the outer circumference 27 of the support ring 26 and the length of the electrode plates 6, so that as the length of the electrode plates 6 decreases, a support ring with a correspondingly larger outer diameter must be mounted in order to keep the outer circumference of the roller seam electrode 1 approximately constant or to restore it to its original dimension after the end face of the electrode plates has been processed.

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 producing a stitch-shaped weld seam are essentially cuboid with a rectangular front side 8 and back side 9, with only the end face 11 extending into the center of the holding part 4 not running at right angles between the two longitudinal side edges 10 which are aligned parallel to one another. Each of the electrode plates 6 is provided with a through hole 28 and lies in a correspondingly sized support 12 of the holding part 4 at a distance from the adjacent electrode plates 6. To axially support the electrode plates 6 in the direction of the center of the roller seam electrode 1, the support ring 26 has plane-parallel end faces and a Circumferential saw teeth 29, in which the electrode plates 6 rest on the front side, are provided, which rests with its inner bore 30 on the cylindrical centering projection 25 of the holding part 4. The disk-shaped counter-holder 5 rests on the support ring 26 and is connected to the holding part 4 by means of screws 24 in order to fix the electrode plates 6.

BezugszeichenReference symbols

11: RollennahtelektrodeRoll seam electrode
22: ElektrodenflächeElectrode area
33: ElektrodenhalterElectrode holder
44: Halteteilholding part
55: GegenhalterCounterholder
66: ElektrodenplattenElectrode plates
77: Stirnseite von 6Front side of 6
88th: Vorderseite von 6Front of 6
99: Rückseite von 6Back of 6
1010: Längsseitenkante von 6Long side edge of 6
1111: Stirnseite von 6Front side of 6
1212: Auflageedition
1313: Schenkelleg
1414: erste Reihefirst row
1515: ZwischenringIntermediate ring
1616: Schraubescrew
1717: AuflageflächeSupport surface
1818: zweite Reihesecond row
1919: FreimachungClearance
2020: Umfangsfläche von 3Circumferential area of 3
2121: AuflageflächeSupport surface
2222: ZentrierausnehmungCentering recess
2323: Spannplatteclamping plate
2424: Schraubescrew
2525: Zentrieransatz von 4Centering approach of 4
2626: StützringSupport ring
2727: Umfang von 26Scope of 26
2828: DurchgangsbohrungThrough hole
2929: SägeverzahnungSaw teeth
3030: Innenbohrung von 26Internal bore of 26

Claims

Roller seam electrode for use in roller seam welding with a segment-shaped electrode surface (2) for pressing the components to be connected and for introducing the welding current and welding voltage, characterized by an electrode holder (3) which consists of a cylindrical holding part (4) and a counter-holder (5) attached to it ) is composed, with a plurality of electrodes between the holding part (4) and the counterholder (5). plates (6) are arranged, the free end faces (7) of which determine the weld seam.

Roller seam electrode Claim 1 , characterized in that the electrode surface (2) is designed to be triangular or meandering or segment-shaped spaced apart from one another in such a way that in the flat development of the electrode surface (2) there is a zigzag pattern or a wave pattern or a stitching pattern or a rectangle pattern is present.

Roller seam electrode Claim 1 or 2 , characterized in that the electrode plates (6) are inserted into the cylindrical electrode holder (3) in a triangular, wave-shaped or spaced-apart manner, with end faces (7) of the electrode plates (6) protruding beyond the peripheral circumferential surface (20) of the electrode holder (3). .

Roller seam electrode Claim 3 , characterized in that the holding part (4) comprises triangular or flat supports (12) for the electrode plates (6) and cooperates with the counterholder (5) acting on the electrode plates (6).

Roller seam electrode Claim 3 or 4 , characterized in that the electrode plates (6) are arranged in two layers with the interposition of an intermediate ring (15) between the holding part (4) and the annular counter-holder (5), which rest on the supports (12) of the holding part (4). Electrode plates (6) of the first row (14) are inclined in the same direction, the zigzag-shaped intermediate ring (15) rests on the first row (14) of the electrode plates (6) and a second row (18) rests on the intermediate ring (15). Electrode plates (6) are arranged, the electrode plates (6) of the second row (18) being aligned in opposite directions to the electrode plates (6) of the first row (14).

Roller seam electrode according to one of the Claims 3 until 5 , characterized in that the electrode plates (2) rest on a support ring (26) with their end faces (11) pointing radially into the center of the roller seam electrode (1).

Roller seam electrode according to one of the Claims 3 until 6 , characterized in that the electrode plates (6) are designed like a parallelogram, the longitudinal side walls (10) of which run parallel to one another at an angle predetermined by the triangular supports (12) and whose end face (7) projecting into the open is at an acute angle from one Broadside extends to the opposite broadside.

Roller seam electrode according to one of the Claims 3 until 7 , characterized in that electrode plates (6) arranged next to one another are mirror images.

Roller seam electrode according to one of the Claims 3 until 6 , characterized in that the support ring (26) with its inner bore (30) rests interchangeably on a cylindrical centering projection (25) of the holding part (4) of the electrode holder (3) and axially between the holding part (4) and a clamping plate (23), which fixes the counterholder (5) relative to the holding part (4) in the axial direction, or is clamped between the holding part (4) and the counterholder (5).

Roller seam electrode according to one of the Claims 3 until 9 , characterized in that the support ring (26) rests in a front centering recess (22) of the counterholder (5) and is operatively connected to the holding part (4) by means of screws (24).