DE1765435C3 - Rollenkopf für elektrische Widerstand snahtsch weißmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Rollenkopf für elektrische Widerstandxnahtschweißmaschinen mit einem innenliegenden Stator und einem auf diesem gelagerten Rotor, wobei der Rotor zu einer Elektrodenrolle ausgebildet und zwischen Stator und Rotor ein Spalt für eine elektrisch leitende Flüssigkeit vorgesehen ist, während die beiden freien Enden des Stators der elektrischen Verbindung und der Kühlmittelverbindung dienen.

Rollenköpfe der vorbeschriebenen Art sind bekannt (US-PS 23 22 796). Bei einer bekannten Ausführungsform dient der Spalt zwischen Stator und Rotor als Füllraum für Quecksilber und hindurchströmendes Wasser. Da Jas Kühlmittel und die stromleitende Flüssigkeit im selben Raum untergebracht sind, steht nur eine relativ kleine stromübertragende Fläche zur Verfügung. Außerdem verhindert das Wasser ein gutes Benetzen des Quecksilbers gleichbedeutend mit einem ungünstigen Stromübergang, und dies hat eine übermäßige Erwärmung zur Folge. Aus diesen Gründen muß die Elektrodenrolle relativ groß gebaut werden, um große Ströme bei relativ kleiner spezifischer Belastung (Ampere/mm²) übertragen zu können. Dieses bekannte Systern ist aber nicht nur relativ gering belastbar, sondern auch lageabhängig (US-PS 23 22 796).
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen derartigen Rollenkopf für elektrische Widerstandsnahtschweißmaschinen so zu gestalten, daCi er lageunabhängig eingesetzt und höher belastet werden kann.

Gelöst wird die gestellte Aufgabe dadurch, daß der FüUraum für die elektrisch leitende Flüssigkeit nach außen und gegen die Küh'.mittelräume hermetisch abgedichtet ist.

Diese Rollenköpfe können nach dem Einfüllen der elektrisch leitenden Flüssigkeit, wie beispielsweise Quecksilber, sobald sie geschlossen sind, gedreht und gewendet werden, ohne daß die Flüssigkeit ausläuft. Durch diese und die später noch beschriebenen Maßnahmen ist aber auch eine höhere Belastung des Rollenkopfes unter sonst gleichen Abmessungsbedingungen möglich bzw. kann man die erfindungsgemäßen Rollköpfe kompakter bauen und auch größere Stromübertragungsflächen vorsehen, gleichbedeutend mit einer höheren Leistung.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben. Die Erfindung wird an Hand der folgenden Zeichnungen und Beschreibung näher erläutert, und zwar zeigt

F i g. 1 einen Axialschnitt durch einen Rollenkopf einer Widerstandsschweißmaschine mit Drahtelektro-

F ig. 2 einen Axialschnitt analog F i g. 1 durch eine andere Ausführung des Rollenkopfes,

F i g. 3 einen Schnitt gemäß Linie III-1II der F i g. 2,

F i g. 4 eine Seitenansicht durch das Ende eines Tragarmes einer Widerstandsschweißmaschine mit einem Rollenkopf in Seitenansicht.

Die Welle (Stator), auf welcher die Elektrodenrolle läuft, setzt sich aus zwei Wellenteilen 1, 2 zusammen, die mittels schematisch durch die Mittellinien dargestellter Schrauben 15 zusammengehalten werden. Diese Wellenteile 1, 2 sind auf impfen 5 und 6 in einer Gabel 3 gelagert. Zwecks Kühlung der Eleklrodcnrolle sind Kühlwasserkanäle 7 und 8 vorgesehen. Außerdem ist eine Einlegscheibe 11 mit Distanzlamellen 13 im Verbindungsbereich der beiden Teile 1, 2 angeordnet und begrenzen die Kühlwasserkanäle 7, 8. Die Kühlwasserkanäle folgen annähernd im Abstand der Konturlinie der Welle 1,2.

Der Außenteil des Rollenkopfes, das Gehäuse, ist ebenfalls zweiteilig. Die Rollengehäuseteile 9 bzw. 10 (Rotor) werden durch Schrauben 12 zusammengehalten. Dieses Rollengehäuse 9, 10 lagert auf Kugellagern 17 und 18, welche auf den Wellenteilen 1 und 2 aufgezogen sind. Um diese Kugellager 17 und 18 gegenüber den Rollengehäuseteilen 9 und 10 bezüglich dem Quecksilber zu isolieren und zu dichten, sind Isolierbuchsen 21 und 22 sowie Dichtungsringe 23 beidseitig der Kugellager 17 und 18 vorgesehen. Auch die Isolierbuchsen 21 und 22 sind mit einer äußeren und einer innern Dichtung 24 und 26 ausgerüstet. Während die innern Kugellagerringe der Kugellager 17 und 18 mittels Ringmuttern 28 und 32 auf der Welle festgehalten werden, dient eine zweite äußere Ringmulter 30 bzw. 34 dazu, die Isolierbuchsen 21 und 22 und den Außenring der Kugellager 17 und 18 zu fixieren.

Die Rollengehäuseteile 9 und 10 einerseits und der Mittelbund 11 der Wellenteile 1 und 2 andererseits sind derart beschaffen, daß sie den Ringspalt 37 festlegen, der mit Quecksilber angefüllt ist. Auf dem Umfang des Rollengehäuseteiles 9 sind Ausgleichsgefäße 39 gleichmäßig angeordnet, welche über Verbindungskanäle 41 mit dem Ringspalt 37 in Verbindung stehen, wobei eine Einfüllbohrung 44 sowie eine nicht dargestellte Entlüf-

tungsbohrung dazu dienen, das ganze System mit Quecksilber anzurollen. Die Einfüllbohrung 44 sowie die nicht dargestellte Enllüftungsbohrung werden mit tels einer Verschlußschraube 46 verschlossen. Entsprechende Dichtungen 48 sorgen für das Dichtsein des ganzer, mit Quecksilber angefüllten Systems.

Durch diesen Aufbau des Rollenkopfes gelingt es bei sehr gedrängter Konstruktion der Schweißrolle sehr hohe Ströme in der Größenordnung von etwa 3000 bis 20 000 A bei spezifischen Belastungen von ungefähr 0,6 A/mm² zu übertragen, ohne daß irgendwelche Nachteile oder Überhitzungen auftreten. Dazu dient auch die im feststehenden Innenteil 1, 2 vorgesehene Kühlung durch Wasser. Dadurch, daß die Kühlkanäle den entsprechenden Konturen der Nabe weitgehendst folgen, wird jegliche örtliche Überhitzung vermieden. Das Anordnen von Ausgleichsgefäßen 39 über den ganzen Umfang der Rollengehäuse, beispielsweise von sechs Gefäßen bei einem Rollendurchmesser von 90 mm sichert eine gleichmäßige Stromverteilung und damit eine homogene Belastung des Quecksilbers des Ringspaltes 37 sowie der Rolle. Das ganze Quecksilbersystem ist praktisch luftfrei und daher minimalem Verschleiß unterworfen.

In einer zweiten Ausführungsform für sehr gedrängte Bauarten gemäß den F i g. 2 bis 4 ist ein mittlerer, fester Träger in Form einer Welle 55 vorgesehen, die eine mittige Bohrung 56 für das Durchleiten eines Kühlmittels, insbesondere von Kühlwasser aufweist. Die beiden Wellenenden 58 und 59 sind dazu vorgesehen, in den zwei Trägern 84 der Schweißmaschine eingebaut zu werden. Zwischen den beiden Wellenenden 58 und 59 befindet sich eine Scheibe 61, welche gemäß F i g. 3 mit zwei Expansionsbohrungen 63 und 64 versehen ist. Der aus den Wellenenden 58 und 59 und der Scheibe 6t bestehende Statorteil ist mit zwr-i Kugellagern 66 und 67 ausgerüstet, welche der Drehlagerung zweier Gehäuseteile 71 und 72 dienen. Beide Gehäuseteile 71 und 72 sind über eine Verschraubung 79 miteinander verbunden. Das Rollengehäuse 72 weist an seinem Umfang eine Nute 74 zur Aufnahme einer Draht elektrode auf sowie zwei auf dem Umfang versetzte Einfüll- und Entlüftungsbohrungen 76 und 77. Diese Bohrungen sind mittels Verschlußschrauben 78 verschließbar. Zwischen d.im Stator und dem Rotor, gebildet aus den beiden Rollengehäuseteilen 71 und 72, befindet sich der Spalt 82 zur Aufnahme der elektrisch leitenden Flüssigkeit, insbesondere Quecksilber. Um dessen Ausfließen in die Kugellager 66 und 67 zu verhüten, sind, wie aus F i g. 2 ersichtlich, seitliche Dichtungsringe 69 und 70 angeordnet. Das Quecksilber wird durch eine der Bohrungen 76 oder 77 eingefüllt, während die andere 77 bzw. 76 der Entlüftung dient. Beim Einfüllen bleibt die Luft in den Expansionsbohrungen

iff 63 und 64 gefangen und bildet ein Gaspolster, das bei Erwärmung der Elektrodenrolle während des Schweißvorganges dem Quecksilber die Möglichkeit gibt, entsprechend zu expandieren. Auch die beiden Rollengehäuseteile 71 und 72 sind mittels einer Dichtung 81 nach auUen abgedichtet. Nach dem Auffüllen der Elektrodenrolle mit Quecksilber werden die beiden Bohrungen 76 und 77 verschraubt und die Verschraubung /.. B. vergossen oder verklebt.

Der ganze Rollenkopf bildet eine leichi auswechseibare Einheit, weil die Quecksilberkanäle im Gegensalz zu Rollenköpfen nach der US-PS 23 22 796 ein in sich geschlossenes System bilden. Wie bei diesen bekannten Roilenköpfen erfolgt die Montage mittels zweier Bügel 85, die an den Stirnseiten der Träger 84 angeordnet und mit diesen mittels Schrauben 86 befestigt werden, und sind die Träger 84 ferner mit Wasserkanälen 87 versehen, wobei entsprechende Anschlußnippel, die in diese Kanäle 87 und die Enden der Bohrung 56 eingesteckt werden können, die nötige Verbindung der Elektrodenrolle bzw. des Statorteils mit dem Kühlsystem herstellen, und erfolgt die elektrische Verbindung über die Träger 84 und die Bügel 85 sowie die Wellenenden 58 und 59. Bedingt durch die Lagerung von Stator und Rotor innerhalb des als ganzem auswechselbaren RoI-lenkopfes ist dagegen hier eine sichere, leichtgängige Lagerung des Rotors auf dem Stator sichergestellt, da die entsprechende Montage in der Fabrik erfolgen und geprüft werden kann. Es bedarf daher keiner übennis genauen Ausführung der Träger 84 und Bügel 85 für die Aufnahme der Schweißrolle. Da auch das Quecksilbersystem vöiiig in sich geschlossen ist, kann dieser Rollenkopf in irgendeiner Lage montiert werden; auch ist dadurch ein Austreten von gesundheitsschädlichen Quecksilberdämpfen unmöglich.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Rollenkopf für eine elektrische Widerstandsnahtscbweißmaschine mit einem innenliegenden Stator und einem auf diesem gelagerten Rotor, wobei der Rotor zu einer Elektrodenrolle ausgebildet ist und zwischen Stator und Rotor ein Spalt für eine elektrisch leitende Flüssigkeit vorgesehen ist, während die beiden freien Enden des Stators der elektrischen Verbindung und der Kühlmittelverbindung dienen, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllraum für die elektrisch leitende Flüssigkeit nach außen und gegen die Kühlmittelräume hermetisch abgedichtet ist. '5

2. Rollenkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt eine Breite von höchstens 2% des größten Spaltdurchmessers hat.

3. RoJJenkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Rotor oder Stator als Ausgleichsgefäße für die Flüssigkeit dienende Hohlräume vorgesehen sind.

4. Rollenkopf nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlräume auf dem Umfang des Rotors bzw. Stators gleichmäßig verteilt angeordnet sind.

5. Rollenkopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator einen Kühlkanal aufweist, der mindestens annähernd im Abstand der Konturlinie des Spaltes folgt oder als zentrale Bohrung im Stator ausgebildet ist.

6. Rollenkopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor aus zwei Teilen besteht, von denen eines die Elektrodenrolle bildet.

7. Rollenkopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator als Scheibe oder als Rundteil mit I-förmigem Querschnitt ausgebildet ist (F i g. 2).

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