-
Kontaktvorrichtung mit flexiblem Band für die Elektrodenrolle einer
Widerstands-Schweißmaschine Die Erfindung betrifft eine Kontaktvorrichtung zur Zuführung
des Stromes zu der gesonderten Stromzuführungsfläche der Elektrodenrolle einer Widerstands-Schweißmaschine,
bestehend aus einem elastisch angedrückten, flexiblen leitenden Band aus Metallgeflecht
und aus Mitteln zur Zuführung einer kühlenden und schmierenden Flüssigkeit zu diesem
Band.
-
Bei Maschinen zum Schweißen von Nähten ist es üblich, das C-förmig
zusammengebogene, noch getrennte Längskanten besitzende Rohr kontinuierlich in einer
vorgegebenen Fertigungsbahn zu bewegen und die Kanten so zusammenzubiegen, daß sie
an einem bestimmten Punkt der Bahn direkt aneinanderstoßen. Zwei Widerstandselektroden
wirken gegen die Kanten und verursachen einen elektrischen Stromfluß an der Stelle
der Kanten, an welcher sie sich berühren. Dieser Strom hat eine außerordentlich
hohe Stromstärke und bringt schnell die Berührungsstelle auf Schweißtemperatur.
-
Es hat sich bei solchen Maschinen als schwierig erwiesen, den hohen
elektrischen Strom den Kontaktrollen zuzuführen. Im allgemeinen liegt eine feste
Hülse oder ein flexibles Band an der gesonderten zylindrischen Stromzuführungsfläche
der umlaufenden Rollen an. In Anbetracht der starken Ströme der langsam laufenden
Rollen und der Tatsache, daß ein niedriger elektrischer Widerstand zwischen den
Teilen des Schleifkontaktes vorliegen muß, ist ein verhältnismäßig hoher Druck an
den Kontaktflächen erforderlich. Daraus ergibt sich wiederum, daß sich auf den Kontaktflächen
Rillen ausbilden und sich die Flächen schnell abnutzen.
-
Es ist auch bereits bekannt, dem flexiblen Band kühlende und schmierende
Mittel zuzuführen; indessen war die Verteilung des Andruckes und der Kühlmittel
über die ganze Länge des Bandes bei starkem Andruck nicht ausreichend gleichmäßig.
-
Die Erfindung bezweckt die Überwindung der vorgenannten Schwierigkeiten.
-
Die Erfindung besteht darin, daß das Band im wesentlichen über seine
ganze Länge in Berührung mit der Stromzuführungsfläche durch einen starren, schwenkbaren
und unter Federkraft stehenden Tragarm gehalten ist, der eine halbkreisförmig gewölbte,
der Stromzuführungsfläche angepaßte Innenfläche mit einer Längsnut für die Zufuhr
der kühlenden und schmierenden Flüssigkeit aufweist, und daß das leitende Band am
Einsinken in die Nut gehindert ist durch einen perforierten, verhältnismäßig starken
Streifen, der die Nut überdeckt. Dadurch ergibt sich, daß die Flüssigkeitsströmung
durch die Zwischenräume der Kontaktfläche kontinuierlich die reibenden Flächen kühlt
und die Entwicklung von überhitzten Stellen der aufeinanderreibenden Flächen verhindert,
während gleichzeitig der Stromübergang zwischen den Flächen nicht nachteilig becinflußt
wird. Dementsprechend ergibt sich ein Metall-Metall-Kontakt mit einer Vielzahl kleiner
punktförmiger Kontaktflächen an dem porösen Material, wobei jede Punktfläche kontinuierlich
durch das Kühlmittel gekühlt wird.
-
Vorzugsweise ist das leitende Band ein Metallgeflechtschlauch und
der Verstärkungsstreifen in ihn eingesteckt. Insbesondere besteht der perforierte
Streifen aus gut leitendem Material.
-
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Tragarm
radial verlaufende Endflächen auf, an denen die Enden des leitenden Bandes oder
Schlauches lösbar mittels Befestigungsklammern befestigt sind. Von den Figuren zeigt
Fig. 1 eine teilweise geschnitten dargestellte Draufsicht auf eine Schweißvorrichtung
zum Schweißen von Rohren, bei der die Erfindung Anwendung finden kann; Fig.2 eine
teilweise geschnittene Seitenansicht, welche eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Kontaktvorrichtung zeigt, die die Stromzufuhr zu der Kontaktfläche bewirkt;
Fig.
3 eine teilweise. geschnittene Teildarstellung entsprechend der Linie 3-3 der Fig.
2; Fig. 4 einen Schnitt entsprechend der Linie 4-4 der Fig. 2 und 3, wobei dieser
Schnitt den Querschnitt des Kontaktarmes und seiner den Zwecken der Kühlung dienenden
Nut zeigt und auf der -Nut ein geflochtener Metallschlauch angeordnet ist.
-
In. Fig. 1 handelt es sich um ein geschweißtes Rohr 10, welches vor
dem Einlaufen in die Schweißapparatur im wesentlichen C-Form besitzt. Dementsprechend
hat das noch nicht verschweißte Rohr sich in der Längsrichtung erstreckende Kanten
10 a und 10 b, welche durch einen Längsschlitz 11 voneinander getrennt sind. In
Richtung des Pfeiles in Fig.1 erfolgt der Durchgang durch zwei gegeneinander angeordnete
Andruckrollen 12 und 13, von denen eine jede am Umfang eine Ringnut hat, so daß
das. Rohr an Stellen angegriffen wird, die um 90° versetzt zu dem Spalt 11 liegen.
Das Zusammenwirken der Rollen 1,2 und 13 ist derart, daß das Rohr zusammengedrückt
wird und die Längskanten 10 a und 10 b zusammengebracht
werden.
-
Zwei weitere ähnliche Andruckrollen 14 und 15 wirken gegen das Rohr
an einer weiter in der Bewegungsrichtung liegenden Stelle. Diese beiden Rollen bewirken
einen zusätzlichen Druck auf das Rohr 10,
so daß die gegenüberliegenden Kanten
10a und 10b
des Rohres an der Stelle A aufeinanderliegen.
-
Zwei weitere drehbare Rollen 16 und 17 wirken auf das Rohr 10 an gegenüberliegenden
Stellen des Längsspaltes 11. Diese Rollen sind drehbar auf Lagern 18 und 19 zwischen
den beiden Rollenpaaren angeordnet, und zwar etwas vor der Stelle A, in welcher
die gegenüberliegenden Kanten des Rohres zusammengebracht werden. Die Rollen 16
und 17 sind auf einer Isolierhülse 22 angeordnet, welche auf einer Welle 23 vorgesehen
ist, die drehbar in Lagern 18 und 19 läuft.
-
Der Schweißstrom wird von einer Stromquelle 20
über den Transformator
21 den Rollen zugeführt. Der Schweißstrom fließt durch jede der Kontaktrollen 16
bzw. 17 und durch das Rohr 10, indem der Strom in der Längsrichtung des Stromes
den Spalt 11 entlangfließt und von der einen Kante zur anderen an der Stelle übergeht,
welche etwa bei der Berührungsstelle 8 liegt. Es wird auf diese Weise kontinuierlich
eine Verschweißung der aneinanderstoßenden Längskanten des Rohres bewirkt.
-
Die bisher geschilderte Anordnung ist bekannt. Die Fig. 2 bis 4 zeigen
die erfindungsgemäße Zuführungsart des Schweißstroms zu den Stromzuführungsflächen
der Elektrodenrollen. In Fig. 2 ist eine Elektrodenrolle 17, wie sie in Fig. 1 dargestellt
ist, wiedergegeben. Die Anordnung der anderen Kontaktrolle 16 in Fig. 1 ist identisch.
-
Die Sekundärwicklung des Transformators hat eine Klemme 30, welche
spitz zuläuft und an welcher der Kontaktarm 33 mit der Schraube 32 angelenkt ist.
Dieser Arm endet in einem, halbkreisförmig gebogenen Teil; an diesem ist ein weicher,
biegsamer, poröser geflochtener Kupferschlauch 38 angesetzt, der sich um die konkave,
halbzylindrische Innenfläche 35 des Kontaktarmes 33 erstreckt. Wie aus Fig. 4 zu
ersehen ist, erstreckt sich dieser geflochtene Metallschlauch vollständig über die
offene innere Seite der i Nut 36. Zweckmäßigerweise ist dieser geflochtene Kupferschlauch
von der Art, wie sie die elektronische Industrie als Abschirmung für stromführende
Leiter gegenüber äußeren Streufeldern verwendet. Der geflochtene Kupferschlauch
kann entweder verzinnt sein oder aus blankem Kupfer bestehen.
-
In den geflochtenen Kupferschlauch 38 ist ein dünner durchlöcherter
Kupferstreifen 39 eingesteckt. Der Zweck dieses eingesteckten Streifens ist, zu
verhindern, daß der Kupferschlauch plattgedrückt und in die das Kühlmittel führende
Nut 36 eingedrückt wird, wodurch die Strömung der Kühlflüssigkeit unterbrochen würde.
Der Streifen 39 ist etwas breiter als die Nut 36 und hat eine Anzahl Öffnungen 39
a, durch welche das Kühlmittel aus der Nut 36 und durch den geflochtenen Schlauch
38 hindurchtreten kann, so daß die Seite des geflochtenen Schlauches, welche die
Fläche 17 a der Elektrodenrolle 17 berührt, von Flüssigkeit durchsetzt ist.
-
Die beiden Enden des geflochtenen Schlauches 38 sind vertikal geführt
und liegen an Flächen 35 a und 35 b an, die am oberen bzw. unteren
Ende des halbzylindrischen Teiles 35 des Kontaktarms 33 gebildet sind. Der eingesteckte
Streifen 39 endet an jedem Ende des geflochtenen Schlauches 38 kurz vor der Biegungsstelle,
an welcher der geflochtene Schlauch an die Flächen 35a und 35b angepaßt
ist. Dementsprechend erstreckt sich der eingesteckte Kupferstreifen 39 im wesentlichen
über die ganze Länge der das Kühlmittel enthaltenden Nut 36, er erstreckt sich aber
nicht bis zu der oberen bzw. unteren Fläche 35 a und 35 b des halbzylindrischen
Teiles 35 des Kontaktarms. Die beiden Enden des geflochtenen Schlauches 38 sind
an den genannten Flächen mittels Schrauben 40 und 41 und U-förmigen Klötzen 42,
43 befestigt. Jeder dieser Klötze schließt direkt mit den Flächen 35 a und
35 b am unteren Ende 35 des Kontaktarms ab, und auf diese Weise wird ein
in der Vertikah-ichtung verlaufender Kanal gebildet, in welchen die Enden des geflochtenen
Schlauches 38 eingesetzt werden. Die Schrauben 40 und 41 sind in die U-förmigen
Klötze 42 und 43 eingeschraubt, so daß ihr inneres Ende gegen den geflochtenen Schlauch
wirkt und denselben festklemmt.
-
Ein aus Isoliermaterial bestehender Arm 44 ist an demKontaktarm 33
oberhalb dessen halbzylindrischem Ende angeschraubt. Eine Zugfeder 45 greift an
dem Arm 44 an und dient dem Zweck, das untere halbzylindrische Ende des Kontaktarms
35 in Fig. 2 nach links zu ziehen, so daß der geflochtene Schlauch 38 gegen die
Nabe 17a der Elektrodenrolle 17 gehalten wird. Auf diese Weise wird metallischer
Kontakt des Kontaktarms 33 mit der Nabe 32 aufrechterhalten.
-
Im Betrieb fließt die Kühlflüssigkeit am linken Ende des Kanals 34
in. Fig. 2 ein und fließt in der Längsrichtung durch den Kanal und den sich radial
erstreckenden Abschnitt 37 am unteren halbzylindrischen Ende des Kontaktarms, von
wo die Flüssigkeit in die Nut 36 gelangt, welche in. Form eines Halbkreises die
Nabe 17 a der Elektrodenrolle umgibt. Die Kühlflüssigkeit tritt durch die Zwischenräume
des geflochtenen Schlauches 38 hindurch sowie durch die Löcher 39 a des Streifens
39; so daß Kühlflüssigkeit radial nach innen an die der Nabe zugewendete Seite des
geflochtenen Schlauches gelangt und eine Schmierung der Nabe 17a der Elektrodenrolle
17 bewirkt. Eine solche Schmierwirkung stört den elektrischen Metall-Metall-Kontakt
zwischen dem geflochtenen Schlauch 38 und der Fläche 17a der Rolle 17 nicht. Der
Metall-Metall-Kontakt ergibt sich an einer Vielzahl kleiner Berührungspunkte des
durchlässigen geflochtenen
Schlauches 38, wobei durch das Kühlmittel
sämtliche Stellen kontinuierlich geschmiert werden und dadurch die Ausbildung örtlicher
überhitzungstellen infolge von Reibung zwischen dem Metallschlauch und der Nabe
17 a bzw. infolge von Joule'scher Wärme vermieden wird. Der Strom des Transformators
30 fließt durch den übergangsteil 31 und den Kontaktarm 33 zu dem geflochtenen Metallschlauch
38 und von diesem zu der Fläche 17 a der Elektrodenrolle 17 und alsdann zum Umfang
der Elektrodenrolle an dem Rohr 10.
-
Der Streifen 39 in dem geflochtenen Metallschlauch 38 hat zur Folge,
daß der Schlauch nicht die Flüssigkeitsströmung in der Nut 36 stört. Falls infolge
von Abnutzung der geflochtene Metallschlauch 38 ausgewechselt werden soll, kann
ein solches Auswechseln leicht durch Lösen der Schrauben 40 und
41 erfolgen, da dann der abgenutzte Metallschlauch 38 entfernt werden und
leicht ein neuer Schlauch eingesetzt werden kann. Gegebenenfalls kann auch ein anderes
Mittel als ein geflochtener Metallschlauch verwendet werden, um eine flüssigkeitsdurchlässige
poröse Kontaktfläche zu bilden.