DE1665453C - Elektrodenhalter fur elektrische Wider stands Schweißvorrichtungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrilTt einen Elektrodenhalter für elektrische Widerstands-Schweißvorrichtungen, insliesimdere Punktschweißzangen, der mit seinem einen Ende in eine Bohrung der Schwemmvorrichtung einslcckbur ist und an diesem Ende sowie wenigstens auf einem Teil seiner Länge aus einem atkiv leitenden, rohrförmigen Kern und einem diesen umgebenden Verstärkungsteil hoher mechanischer Festigkeit besteht.

Der rohrförmige Kern dient dabei zur Führung des elektrischen Stromes und soll daher einen guten Leitwert haben. Zur Erzielung der mechanischen Festigkeit, an die bei Punktschweißzangen erhebliche Anforderungen gestellt werden können, dient das Verstärkungsteil, das aus einem Material von großer Festigkeit besteht, bei dem die elektrische Leitfähigkeit j'.-doch keine Rolle spielt.

Aus der USA.-Patentschrift 2 013 585 ist ein Elektrodenhalter bekannt, bei dem das Verstärkungsteil hoher mechanischer Festigkeit bügeiförmig ausgebil- «Jet ist und mit seinem einen finde an der Fassung für die bewegliche Elektrode sitzt. Es ist hohl ausgebildet und nimmt mit seinem Hohlraum den Kern aus dem Material hoher elektiischtf Leitfähigkeit auf. Um den aktiv leitenden Kern in dem Hohlraum aufnehmen zu können, wird dort vorgeschlagen, die einzelnen Bauelemente für das hohle Verstärkungsteil um den Kern hen ^i zu montieren und beispielsweise durch Schweißung festzulegen. Diese Art der Montage ist verhältnismäßig aufwendig und daher mit hohen Fertigungskosten verbunden, und hinzu kommt, daß auch die besondere Form der das Verstärkungsteil bildenden Bauelemente verhältnismäßig hohe Herstellungskosten bedingt.

Aus der USA.-Patentschrift 2 314 882 ist ein ElektrodenhaltiT der eingangs genannten Art aus einem rohrförmigen Kern hoher elektrischer Leitfähigkeit und einem diesen konzentrisch umgebenden Verstärkungsteil hoher mechanischer Festigkeit (oder umgekehrt) bekannt, der infolge seiner rohrförmigen Gestalt grundsätzlich eine einfachere unJ preiswertere Herstellung als der Elektrodenhalter nach der vorgenannten Druckschrift gestattet. Zur Herstellung dieser Elektrodenhalter wird dort jedoch vorgeschlagen, beispielsweise einen Kern hoher mechanischer Festigkeit mit einem Material hoher elektrischer Leitfähigkeit zu umgießen. Diese Art der Fertigung ist ebenfalls aufwendig und kostspielig.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Elektrodenhalter der einganps genannten Art so aus/u- 5« bilden, daß er sich einfacher und preiswerter als bisher herstellen läßt.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß erfindungsgcmiiU das Verstärkungsteil als vom Kern lösbare Verstärkungsmuffe ausgebildet und das derF.lektrodc zugewandte Ende der Verstärkungsmuffe und des Kernes jeweils in einer Bohrung eines die Elektrode tragenden Kopfes gehaltert ist.

Bei einer besonders zweckmäßigen AusfUhrungsform des Elektrodenhalter nach der Erfindung ist am Kern eine axial wirksame Schulter (Ur die Verstärkungsmulru vorgesehen und das der Elektrode zugewandte Ende der Verstärkungsmuffe konisch ausgebildet. Um eine wirksame Kühlung zu erzielen, können zwischen der Verstärkungsmuffe und dem ⁶S Kern Durchlässe für den Durchfluß eines Kühlmittels angeordnet sein.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines

Ausfülmmgsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 teilweise im Schnitt eine Seitenansicht eines eine Schweißelektrode tragenden Elektrodenhalter,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch den Kopf des Elektrodenhalters der Fig. 1,

F i g. 3 eine teilweise geschnittene Seitenansicht des Kernes des Elektrodenhalters nach Fig. 1,

F i g. 4 eine teilweise geschnittene Seitenansicht der Verstärkungsmuffe des Elektrodenhalters nach Fig. 1.

Fig. 1 zeigt einen Elektrodenhalter 1, welcher ζ B. einer scherenförmigen, C-förmigen oder anderes geformten Punktschweißzange angehört und eine Schweißelektrode 2 trägt, welche in eine Schweißspitze 3 ausläuft. Der Elektrodenhalter besitzt einen die Schweißelektrode tragenden Kopf 4 and einen den Kopf 4 tragenden Kern 5, dessen eines Ende in eine weiter unten genauer beschriebene Blindbohrung des Kopfes eintritt. Der gesamte Elektrodenhalter 1 wird durch eine in dem Körper der Schweißzange ausgebildete Steckverbindung getragen, von der nur ein Abschnitt in der Zeichnung dargestellt ist. Der Elektrodenhalter wird frei tragend mittels dieser Steckverbindung 7 getragen. Die »Nutztiefe« des Elektrodenhalter ist bei C angegeben.

Der Elektrodenhalter weist auf einem Teil seiner Nutziefe eine VerstärkungsmufFe 6 großer mechanischer Festigkeit auf, welche den Kern 5 auf dem größten Teil seiner Länge umgibt und (in der nachstehend genauer beschriebenen Weise) mit dem Kern in der Blindbohrung des Kopfs 4 sowie mit der Steckverbindung 7 in Eingriff kommt.

Diese Muffe erteilt dem Elektrodenhalter eine solche Steifigkeit, daß der Querschnitt seines Kernes auf den für die Speisung der Elektroden mit elektrischem Strom erforderlichen Querschnitt beschränkt werden kann.

Insbesondere aus F i g. 2 geht hervor, daß der z. B. aus Kupfer, aus Messing oder einem beliebigen anderen geeigneten elektrisch leitenden Werkstoff hergestellte Kopf 4 eine allgemeine äußere zylindrische Form hat und an seinem Ende A mit einer querlicgenden öffnung 8 zur Aufnahme der Elektrode 2 und einer zylindrischen Ausnehmung 9 verschen ist, welche ir. an sich bekannter Weise einen halbmondförmigen Keil oder eine andere nicht dargestellte Vorrichtung zum Festziehen der Elektrode aufnimmt. Der Kopf 4 ist ferner mit einer axialen Blindbohrung versehen, welche an dem dem die Elektrode 2 aufnehmenden Ende entgegengesetzten Ende Ii nach außen mündet und vier in einer Flucht liegende Anschnitte tO, 11, 12 und 13 verschiedenen Durchmessers aufweist. Der bei B nach außen mündende Bohrungsabschnitt 10 hat eine sich nach außen erweiternde kegelstumpfförmigc Form und ist innen durch eine ringförmige Schulter 14 abgeschlossen, während die anderen aufeinanderfolgenden Abschnitte 11, 12 und 13 eine zylindrische Form mit immer kleineren Durchmessern haben.

Der zylindrische Abschnitt 11 ist ganz oder teilweise mit Innengewinde versehen. In die zylindrischen Bohrungsabschnitte 12 und 13 münden querliegende nach außen offene Durchlässe 15 bzw. 16. Der Zweck der Bohrungsabschnitte 10,11,12 und 13, der ringförmigen Schulter 14 und der Durchlässe 15 und 16 ist weiter unten erläutert.

Der in Fig 3 dargestellte Kern 5 ist rohrförmig

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und weist ganz allgemein drei zylindrische Abschnitte verschiedener Durchmesser 17, IH und 10 sowie eine iIil Abschnitte 18 und 19 begrenzende ringförmige Schulter 21 auf. Bine Kreisnut 22 ist in dem Abschnitt 18 ausgebildet. Der zylindrische Abschnitt 17 ist an meinem Ende 17a mit einem Gewinde versehen, vulches in das Innengewinde des Bohrungsabschiv"." Il des Kopfs 4 paßt. Die zylindrische Bohrung Jes Kernes 5 bleibt über den größten Teil des Kernes iiieichmäßig und erweitert sich nur in dem Abschnitt l⁽> des Kernes, so daß eine abgestufte Ausnehmung mit einem breiteren mit Innengewinde versehenen Teil 19« entsteht, welcher außen durch eine Schulter I«)/j abgeschlossen wird. Der Körper des Kernes 5 einhält an zwei Stellen zwei oder mehr radiale ; -ieichmäßig verteilte Kanäle oder Durchlässe 23 und M₁ welche, wie weiter unten erläutert, für den Durchliitt eines Kühlmittels zur Kühlung des Elektrodenhalter dienen. Der Zweck der verschiedenen Abschnitte des Kernes S ist ebenfalls weiter unten erläutert. Der Kern 5 besteht aus einem elektrisch gut leitenden Werkstoff, z.B. aus Kupfer oder Messing.

Die in F i g. 4 dargestellte Verstärkungsmuffe 6 l,e-Mi/t zwei Abschnitte, von denen der Abschnitt 25 zylindrisch ist, während der Abschnitt 26 eine sich nach außen verjüngende konische Form hat, wobei ilie Konizität des Abschnitts 26 mit der des Bohlungsabschnitts 10 des Kopfes 4 identisch ist. Die μleichmäßige zylindrische Bohrung der VerstärkungsniiilTe 6 hat einen Durchmesser, welcher etwas größer als der des Abschnitts 17 des Kernes 5 und gleich dem Durchmesser des Abschnitts 18 des Kernes ist. Die Verstärkungsmuffe 6 soll den Elektrodenhalter 1 mechanisch verstärken, aber dabei nur geringe Energieverluste verursachen, so daß sie aus einem entsprechenden Werkstoff bestehen muß, welcher durch eine g' te mechanische Festigkeit und eine geringe magnetische Permeabilität gekennzeichnet ist. Sie wird dahei zweckmäßig aus rostfreiem Stahl odci einem anderen Werkstoff mit entsprechenden mechanischen und magnetischen Eigenschaften hergestellt.

Fig. 1 zeigt, daß in die Bohrung des Kernes 5 ein Rohr 27 eingepreßt ist. welches ;ius messing, Kunststoff oder einem anderen geeigneten Werkstoff bestehen kann. Dieses Rohr 27, dessen Länge größer als die des Kernes ist, wird in seiner Lage in der Bohiung des Kernes durch eine oder mehrere mit einer Reihe von gleichmäßig verteilten axialen Durchlässen versehene Muffen 28 und durch ein Endstück 2·) gehalten, welches auf das Ende des Rohrs 27 aufgepreßt und in das mit Innengewinde 19« versehene Ende des Kernes eingeschraubt ist. Dieses Endstück, dessen verbreiterter mit Gewinde versehener Kopf 29« am Hubende gegen die Schulter 19/; der Bohrung des Kernes stößt (Fig. 3), enthält ebenfalls eine Reihe von axialen gleichmäßig verteilten Durchlässen. Die Muffe 28 und das Endstück 29 können aus einem geeigneten Kunststoff bestehen. Sie halten einen ringförmigen praktisch gleichmäßigen Durchlaß 30 zwischen dem Rohr 27 und der Wand der Bohrung des Kernes 5 aufrecht. Aus F i g. 1 geht hervor, daß, wen»! sich das Rohr 27 in seiner endgültigen Stellung in dein Kern befindet und dieser in den Kopf 4 eingesetzt ist, das innere Ende dieses Rohrs in den Bohrungsabschnitt 12 des Kopfs 4 eintritt, über diesen hinausgeht und in den nächsten Bohrungsabschnitl 13 des Kopfs auf eine Strecke eintritt, welche jedoch die ("ilfnung frei läßt, durch welche der tjuei liegende Durchlaß 16 des Kopfs 4 in den Bnhrungsabschmtt 13 mündet. Ein Dichtungsring 31 ist in die Kreisnut 22 des Ansatzes eingesetzt.
Zum Zusammenbau des Elektrodenhalter 1 kann zunächst in der oben erläuterten Weise die den Kern 5, das Rohr 27, die Muffe 28, das Endstück 29 und den Dichtungsring ΛI umfassende Baugruppe zusammengesetzt werden. Hierauf wird die Verstär-

i" kungsmuffe 6 der F i g. 4 in den kegelstumpfförmigen Bohrungsabschnitt 10 des Kopfs 4 eingesetzt, indem man den konischen Abschnitt 26 dieser Muffe nach innen au^c der Oberfläche gleicher Konizität des Bohrungsabschnitts 10 vorwärts schiebt.

•5 Hierauf wird die Baugruppe 5, 27, 28, 29 und 31 nacheinander in die Steckverbindung 7, die Bohrung der Verstärkungsmuffe 6 und hierauf in die Blindbohrung des Kopfs 4 so eingeführt, daß das Rohr 27 in den Bohrungsabschni'· 12 des Kopfs 4 eintritt.

Der so zentrierte und gefühlte Kern kann mit seinem Gewindeabschnitt 17« in den mit Innengewinde versehenen Bohrungsabschnitt 11 des Kopfs 4 eingeschraubt werden. Während des Einsetzens und des iZinschraubens des Kernes drückt dieser mit seiner Schulter 21 die Verstärkungsmuffe 6 nach innen, welche sich so am Hubende des Ansatzes kräftig mit ihrtm konischen Abschnitt 26 gegen die konische Wand des Bohrungsabschmlts 10 des Kopfs 4 und gegen die Schulter 14 desselben legt. Es ist zu bemerken, daß, wie aus F i g. 1 hervorgellt, die gelochte MuHe 28 in der Figur rechts von den radialen Durchlässen 23 des Kernes liegen muß. Aus den weiteren Ausführungen geht hervor, daß sich diese Muffe in dieser Lage auf dem Weg des Kühlmittels des Elektrodenhalters hinter der Reihe von radialen Durchlässen 23 des !-»e-nes befindet.

Wie bereits ausgeführt, sind der Durchmesser des Abschnitts 17 des Kernes 5 und die Bohrung der Verstärkungsmuffe 6 so bemessen, daß ein Spiel 32 zwisehen ihnen besteht, welches an dem Abschnitt 18 des Kernes endigt. Ferner vurde bereits ausgeführt, daß in der Nut 22 des Kerne; 5 ein Dichtungsring 31 angeordnet ist, welcher den durch das Spiel 33 erzeugten Durchlaß begrenzt. Diese Dichtung ist in dem Kühlsystem des Elektrodenhalters hinter den radialen Durchlässen 24 des Kernes angeordnet.

Zur richtigen Kühlung des Elektrodenhalters läßt man in der Richtung 'it Pfeile F₁ ein geeignetes Kühlmittel strömen, z. B. Wasser, welches durch das

:'· frei liegende Ende des Kühlrohrs 27 eingeführt wird und nach Durchströmen des ganzen Rohrs, des BoIirungsabscnnitts 13 und des Durchlasses 16 des Kernes 5 nach außen austritt. Hierauf wird das Kühlmittel, nachdem es gegebenenfalls in einem geschlosscnen Sfömungskreis andere Teile der Schweißmaschine oder des Schweißgeräts durchströmt hat, in Richtung der Pfeile F₂ wieder in den Elektrodenhalter durch den Durchlaß 15 des Kernes 5 eingeführt, um anschließend in dem Bohrungsabschnitt 12 des Kernes und in dem Durchlaß 30 zwischen dem Rohr 27 uud der Wand der Bohrung des Kernes 5 um das Rohr 27 zu strömen, worauf es durch die DrosselmurTe 28 in zwei Kühlströme geteilt wird, von denen der erste durch die radialen Durchlässe 23 des Kernes, durch das ringförmige Spiel 32 zwischen dem Kern und der Verstärkungsmuffe 6 und durch die radialen Durchlässe 24 des Kernes strömt, während der zweite Kühlmittelstrom durch die in der Verlän-

gerung des Durchlasses 30 hinter den radialen Durchlässen 23 des Kernes liegenden axialen Durchlässe der DrosselmulTe 28 strömt, um sich mit dem ersten KUhlmittclslrom an der Stelle der radialen Durchlässe 24 des Kernes wieder zu vereinigen, so daß das Kühlmittel durch die axialen Durchlässe des Endstücks 29 in der Richtung des Pfeils F., vollständig nach außen abgeführt wird.

Bei dem beschriebenen und dargestellten Ausführiingsneispiel eines erfindungsgemäßen Elektroden- ίο halters ist die Ausnehmung 10 des Kopfs 4 (s. F i g. 2) konisch und die Bohrung der VcrstärkungsmufTe 6 ebenfalls konisch (s. Fig. 4) vorgesehen. Es ist jedoch ebenso gut möglich, die Ausnehmung des Kopfs und die Bohrung der Muffe zylindrisch auszubilden.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Elektrodenhalter für elektrische Widerstands-Schweißvorrichtungen, insbesondere Puru\tschweißzangen, der mit seinem einen Ende in eine Bohrung der Schweißvorrichtung einsteckbar ist und an diesem Ende sowie wenigstens auf einem Teil seiner Länge aus einem aktiv leitenden, rohrförmigen Kern und einem diesen konzentrisch umgebenden Verstärkungsteil hoher mechanischci Festigkeit besteht, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstärkungsteil als vom Kern lös bare VerstärkungsmufTe (6) ausgebildet und da" der Elektrode (3) zugewandte Ende der Verstärkimgsmuffc (6) und des Kernes (5) jeweils in einet Bohrung (10, 11) eines die Elektrode tragender Kopfes (4) gehaltert ist.

2. Elektrodenhalter nach Anspruch 1. dadurci gekennzeichnet, daß am Kern (5) eine axial wirk same Schulter (21) für die VcrstärkungsmufTe (6] vorgesehen und das der Elektrode (3) zugewandte Ende der VerstärkungsmufTe (6) konisch ausgebildet ist.

3. Elektrodenhalter nach Anspruch I oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Ver stärkungsmuffe (6) und dem Kern (5) Durchlasse für den Durchfluß eines Kühlmittels ausgebildet sind.

4. Elektrodenhalter nach einem der An Sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die VerstärkungsmufTe (6) in an sich bekannter Weise aus einem Werkstoff niedriger Permeabilität be steht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen