DE2049277C - Einrichtung zum Festschweißen von kugelförmigen Kontaktmetallrohlingen an Kontaktteilen mittels elektrischer Wider standsschweißung - Google Patents

Description

in einem schräg nach oben gerichteten Gasstrahl befindet, so hat sie infolge ihres Gewichtes zunächst die Tendenz, aus dem Gasstrahl herauszufallen. Wenn sie in den unteren Randbereich des Gasstrahles, also in die Zone mit nur geringer oder gar keiner Gasgeschwindigkeit gelangt, so wirkt auf die Kugel von unten der normale statische Druck der Umgebungsluft. An der Oberseite der Kugel wirkt jedoch der von der Gasgeschwindigkeit abhängende statische Druck in dem Gasstrahl, der — wie erwähnt — geringer ist als der statische Druck der den Gasstrahl umgebenden Luft. Dadurch wird praktisch auf die Unterseite der Kugel ein Druck und auf die Oberseite der Kugel ein Sog ausgeübt. Wenn diese Kräfte groß genug sind, so wird die Kugel entgegen ihrem Gewicht im Gasstrahl gehalten.

Wie die Praxis gezeigt hat, ist es auch möglich, die Kugel in dem Gasstrahl an einer Sielle zu halten. Bei idealen Strömungsverhältnissen, d. h. aiso, wenn die Kugel von dem Gasstrahl laminar umströmt werden würde, müßte die Kugel in dem Gasstrahl abwärts »rutschen«. Das ist jedoch nicht der Fall, da in der Praxis keine idealen Verhältnisse vorliegen, sondern hinter der Kugel Wirbelbildungen auftreten. Da zur Wirbelbildung Energie erforderlich ist, die letzten f-ndes nur von der kinetischen Energie der Gasteilchen stammen kanr, hat die Kugel in dem Gasstrahl einen endlichen Strömungswiderstand. Der Gasstrahl hat jcinerseits nicht überall die gleiche Strömungsgeschwindigkeit, sondern die Strömungsgeschwindigkeit wird vielmehr mit zunehmendem Abstand von der Blasvorrichtung infolge der Reibung mit der Umgebungsluft abnehmen. Dadurch stellt sich an einer bestimmten Stelle des Gasstrahles ein Gleichgewichtszustand zwischen der schräg nach oben gerichteten Druckkraft des Gassr-ahles und der dieser Druckkraft entgegengesetzt gerichteten Komponente des Kugelgewichtes ein. Die Kugel steht aiso praktisch in dem Gasstrahl still.

Die obigen Ausführungen sind nur ein Versuch zur Glaubhaftmachung der tatsächlich erzielten Ergebnisse; es ist durchaus möglich, daß noch andere physikalische Effekte eine Rolle spielen, die nicht erwähnt wurden.

Durch die Verwendung mindestens eines Gasstrahles zum Zuführen und Am-PIatz-Halten eines kugelförmigen Kontaktmetallrchlings g^mäß der Erfindung ist es möglich, die Arbeitsgeschwindigkeit erheblich zu steigern. Die erfindungsgemäße Einrichtung weist keine in den Bewegungsbereich der zweiten beweglichen Elektrode eingreifenden mechanisch verschieblichen Teile mehr auf, so daß diese Elektrode in ihrer Bewegung in keiner Phase mehr behindert ist.

Eine zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung kann darin bestehen, daß bei Verwendung von mehr als zwei Gasstrahlen diese Gasstrahlen so gerichtet sind, daß sie in einem Brennpunkt zwischen dem Kontaktmetallteil und der zweiten Elektrode aufeinandertreffen.

Da die kugelförmigen Kontaktmetallrohlinge auf den Kontaktmetallteilen festgeschweißt werden sollen, kann man in bekann'ir Weise (deutsche Patentschrift 959 123) ein inertes Gas, ζ. Β Argon oder Stickstoff, verwenden, das in bezug auf den Schweißvorgang als Schutzgas wirkt. Die .v;hweißstellen werden dadurch »sauberer«. Die Bildung von Korrosionsschichten wird vermieden.

Um einerseits die Oberfläche der Schweißstellen kugelig zu gestalten und um andererseits den kugelförmigen Kontaktmetallrohling sicher in dem Gasstrahl zu ergreifen und mitzunehmen, kann man in bekannter Weise (USA.-Patentschrift 3 194 940) die zweite Elektrode an ihrem Kopfende schalenförmig ausbilden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend an Hand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

ίο Fig. 1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Einrichtung, bei der die kugelförmigen Kontaktmetallrohlinge von oben auf die Kontaktmetallteile aufgesetzt werden (Einführungsphase der kugelförmigen Kontaktmetallrohlinge),

F i 3. 2 die in F i g. 1 dargestellte Einrichtung in Schweißphase,

F i g. 3 eine schematische Dar teilung einer Kugel in einem Gasstrahl zur Erklärung des physikalischen Grundprinzips der Erfindung,

F i g. 4 ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindu gsgemäßen Einrichtung, bei der die kugelförmigen Kontaktmetallrohlinge von unten gegen die Kontaktmetaliteile geschweißt werden,

F i g. 5 ein drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung, bei der die kugelförmigen Kontaktmetallrohlinge ähnlich wie in F i g. 4 von unten gegen die Kontaktmetallteile geschweißt werden, wobei jedoch drei Gasstrahlen verwendet sind,

F i g. 6 einen Schnitt VI-VI durch das in F i g. 5 dargestellte Ausführungsbeispiel.

Bei dem in den F i g. 1 und 2 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung soll ein kugelförmiger Kontaktm;tallrohling2 von oben auf ein Kontaktmatallteil 1 aufgeschweißt werden. Dazu sind zwei Elektroden 3, 4 vorgesehen, welche in vertikaler Richtung bewaglich sind, wie durch die Doppelpfeile angedeutet ist. Dia obere Elektrode 4 ist an ihrem Kopfende mit einer kartenförmigen Aus-

nehmung versehen, welche zur Aufnahme des kugelförmigen Kontaktmetallrohlinges 2 diar.t. Neben dem Kontaktmetallrohling 1 befindet sich ein Arbeitstisch 5. Auf dem Arbeitstisch wird ein Gasstrahl 7 aus einer Blasvorrichtung 6 gerichtet. Dar Gasstrahl 7 wird an dem Arbeitstisch 5 reflektiert, wobei der reflektierte Gasstrahl eine nach oben gerichtete Komponente aufweist, d. h., er ist schräg nach oben gerichtet und führt zwischen der oberen Elektrode 4 und dem Koiitaktmetallteil 1 hindurch. Über dem aus dem erwähnten Bereich heraustretenden Gasstrahl 7 ist eine Zuführungsvorrichtung 8 vorgesehen, aus der man die Kontaktmetallrohlinge 2 in den Gasstrahl 7 fallen läßt.

Der in F i ™. 1 zwischen der Elektrode 4 und dem Kontaktteil 1 in dem Gasstrahl befindliche Kontaktmetallrohling 2 ist in dem Gasstrahl 7 entlang der gestrichelten Linie abwärts »gerutscht«. An der dargestellten Stelle bleibt der Kontaktmetallrohling 2 in dem Gasstrahl 7 jtehen.

Die Elektrode 4 wird darauf nach unten und die Elektrode 3 nach oben bewegt. Die Elektrode 4 ergreift mit ihrer kartenförmigen Ausnehmung den von dem Gasstrahl 7 gehaltenen Kontakfmetallrohling 2 und drückt ihn auf die Oberseite des Kontaktmetallteiles !. Die Elektrode 3 drückt von unten gegen das Kontaktmctallteil I (s. F i g. 2). Durch Zuführung von Strom zu den Elektroden 3 und 4 wird der Kontaklinctal'rohiini! mit dein Kontaktteil 1 verschweißt

Danach bewegt sich die Elektrode 3 wieder nach Das in F i g. 4 dargestellte Ausführungsbeispiel der unten und die Elektrode4 wieder nach oben, so daß erfindungsgemäßen Einrichtung unterscheidet, sich ein neuer Kontaktmetallrohling 2 in den Gasstrahl 7 von der in den F i g. 1 und 2 dargestellten Ausführungseingcführt werden kann. form dadurch, daß der kugelförmige Konlaktmetall-F i g. 3 erläutert die bekannte Erscheinung, daß die S rohling 2 von unten an das Kontaktteil 1 angeschweißt Kugel 2 in einem schräg nach oben gerichteten Gas- wird. Zum Zuführen und Halten eines Kontaktmetallstrahl 7 am Platze gehalten wird. Auf die am unteren rohlings2 zwischen die Elektrode 4 und das Kontakl-Randbereich des Gasstrahles 7 befindliche Kugel wirkt teil 1 wird ein Gasstrahl 7 verwendet, der direkt von unten der statische Druck p_B der den Gasstrahl 7 schräg nach oben gerichtet ist und zwischen der umgebenden Luft. Von oben wirkt auf die Kugel der io Elektrode 4 Und dem Kontaktteil 1 hindurchführt. in dem Gasstrahl herrschende statische Druck />_Huii· Eine Reflexion ist hier nicht erforderlich.
Nach der Bcrnoullischcn Gleichung Bei dem in F i g. 5 dargestellten Ausführungs-

beispicl der erlindungsgcmäßcn Einrichtung ist eine

ι _£? j _ _ Blasvorrichtung mit drei Düsen 6, 16, 26 vorgesehen,

^Mni 2 ^V ~ ^°~ const. _{15 wc}|_{cnc a}||_c schräg nach oben gerichtet sind, wobei sich

ihre Gasstrahlen 7, 17, 27 in einem Brennpunkt

ist der in dem Gasstrahl 7 herrschende statische zwischen der Elektrode 4 und dem Kontaktteil 1

~ . jo. JiGa- ij«- treffen. Auch hier wird der Kontaktmctallrohlinci

Druck _PnM um den Staudruck \ v« geringer als der Ge- _{untcn a|) das Kon},_akllci, , _angcsclmciB,. _Dic f_u.

samldruck/J₀, der im wesentlichen dem statischen ao führungsvorrichtung 8 ist hier so gestaltet, daß dci

Druck der den Gasstrahl 7 umgebenden Luft ent- kugelförmige Kontaklmclallrohling2 auf einer hai·

spricht (ρ = Gasdichte, ν = Gasgeschwindigkeit). Dem- listischen Bahn in den Brennpunkt der drei Gas

nach wird die Kugel 2 entgegen ihrer Schwerkraft C_n strahlen 7, 17, 27 fällt. In F i g. 6 wird gezeigt, wie di(

in den Gasstrahl 7 hineingezogen. Die in Richtung des drei Gasstrahlen 7, 17, 27 aufeinandertreffen. Bei einei

Gasstrahles wirkenden Schwerkraftskomponenle G_g as entsprechenden Wahl der Anstiegswinkcl, der Strahl

der Kugel 2 ist gleich der entgegengesetzt wirkenden querschnitte und der Gasgeschwindigkeit der drc

Druckkraft des realen Gases in dem · Gasstrahl 7. Gasstrahlen 7, 17, 27 ist es möglich, daß der kugel

Durch diesen Gleichgewichtszustand wird die Kugel förmige Kontaklmetallrohling2 an der gcwünschtci

in dem Gasstrahl 7 am Platze gehalten und «rutscht« Steile zwischen der Elektrode« und dem Koniakiicii :

nicht schräg nach unten. 3o von den drei Gasstrahlen 17, 7, 27 festgehalten wird

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentschrift 3 194 940) ist die Zuführung für die Patentansprüche: kugelförmigen Kontaktmetallrohlinge in der Weise ausgebildet, daß eine von unten gegen den Kontaktteil

1. Einrichtung zum Festschweißen von kugel- hin bewegliche Elektrode mit ihrem oberen Ende in förmigen Kontaktmetallrohlingen an Kontakt- 5 einem Behälter aufgenommen ist, welcher einen Vorrat teilen mittels elektrischer Widerstandsschweißung der Kontaktmetallrohlinge enthält. Am oberen Ende durch Stromübergang zwischen den Kontakt- der beweglichen Elektrode ist eine schaleniormige Vermetaürohlingen und den Kontaktteilen zwecks tiefung ausgebildet. Jedesmal, wenn die Elektrode Bildung von Kontaktmetallkuppen an diesen Kon- nach abwärts geht und dabei mit ihrer Spitze in dem taktteilen, mit einer Einspannvorrichtung für den io Vorrat von Kontaktmetallrohlingen verschwindet und jeweiligen Kontaktteil, mit einer Zuführung für , anschließend wieder aufwärts geht, soll ein kugeldie kugelförmigen Kontaktmetallrohlinge, mit förmiger Kontaktmetallrohling in der schalenförmigen einer ersten Elektrode zur Anlage an dem Kontakt- Vertiefung liegenbleiben und mit nach oben gehen zur teil und mit einer zweiten beweglichen Elektrode Anlage an dem jeweiligen Kontaktteil.

zur Anlage an dem kugelförmigen Kontaktmetall- 15 Es hat sich gezeigt, daß bei dieser bekannten Einrohling. dadurch gekennzeichnet, daß richtung nicht bei jedem Aufwärtshub der beweglichen die Zufui rung für die kugelförmigen Kontakt- Elektrode mit Sicherheit ein kugelförmiger Kontaktmetalirohlinge (2) eine Blasvorrichtung (6, 16, 26) metallrohling mitgenommen wird. Dies bedeutet, uaß aufweist, welche mindestens einen Gasstrahl (7, 17, fehlerhafte Kontaktteile entstehen.
27) entweder direkt oder entsprechend reflektiert ao B einer anderen bereits vorgeschlagenen Einrichso zwischen das Kontaktteil (1) und die zweite tung der eingangs bezeichneten Art ist die mit einer Elektrode (4) leitet, daß der Gasstrahl (7, 17, 27) kartenförmigen Ausnehmung zur Aufnahme eines eine nach oben gerichtete Komponente hat und kugelförmigenK ontaktmetallrohlingesversehenezweite daß der Anstiegswinkel, der Strahlquerschnitt und Elektrode Teil einer beweglichen Transporteinrichtung die Gasgeschwindigkeit des Gasstrahles (7, 17, 27) 25 und dabei zwischen einer Kontaktmetalla ifnahmein dem bezeichneten Bereich so gewählt sind, daß stelle und der Schweißstelle hin- und herb;weglich. ein in den Gasstrahl (7, 17, 27) außerhalb des Be- Diese Einrichtung hat jedoch den Nachteil, daß zum wegungsbereiches der zweiten Elektrode (4) ein- Zuführen der Kontaktmetallrohlinge stets eine nur geführter kugelförmiger Kontaktmetallrohling (2) schwer zu unterschreitende Mindestzeit erforderlich von dem Gasstrahl (7, 17, 27} zwischen dem Kon- 3» ist, die der Arbeitsgeschwindigkeit eine Grenze setzt, taktteil (1) und der zweiten Elektrode (4) am Platze Dieser Nachteil erweist sich besonders dann als vergehalten wird, bis ihn die zweite bewegliche Elek- besserungswürdig, wenn die Kontaktteile zusammentrode (4) mitnimmt und auf dem Kontaktteil fest- hängend als Bandmaterial ausgeführt sind, das durch schweißt. einen laufenden intermittierenden Vorschub noch eine

2. Einrichtung zum Festschweißen von kugel- 35 erhebliche Steigerung der Proaaktionsgeschwindigkeit förmigen Kontaktmetallrohlingen nach Anspruch 1, zuläßt. Ferner ist die bereits vorgeschlagene Einrichdadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von tung insofern verbesserungswürdig, als die mechanisch mehr als zwei Gasstrahlen (7, 17, 27) diese Gas- gegeneinander bewegten Teile einerseits kompliziert strahlen so gerichtet sind, daß sie in einem Brenn- gestaltet und daher relativ teuer sind und außerdem punkt zwischen dem Kontaktteil (I) und der 40 einem ständigen Reibungsverschleiß unterliegen,
zweiten Elektrode (4) aufeinandertreffen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ein-

3. Einrichtung zum Festschweißen von kugel- richtung der eingangs bezeichneten Art so zu gestalten, förmigen Kontaktmetallrohlingen nach Anspruch 1 daß mit erhöhter Sicherheit für jeden Sch weiß Vorgang oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas ein ein Kontaktmetallrohling bereitgestellt wird, der meinertes Gas, z. B. Argon oder Stickstoff ist. *5 chanischen Aufwand an der Einrichtung aber gering

4. Einrichtung zum Festschweißen von kupel- gehalten und eine große Arbeitsgeschwindigkeit er förmigen Kontaktmetallrohlingen nach einem der möglicht wird.

vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst,

net, daß die zweite Elektrode (4) zur Aufnahme des daß die Zuführung für die kugelförmigen Kontaktkugelförmigen Kontaktmetallrohlinges (2) an ihrem 5° metallrohlinge eine Blasvorrichtung aufweist, welche Kopfende schalenförmig ausgebildet ist. mindestens einen Gasstrahl, entweder direkt oder ent

sprechend reflektiert, so zwischen das Kontaktteil und die zweite Elektrode leitet, daß der Gasstrahl eine nach

oben gerichtete Komponente hat und daß der λ.*-

55 Stiegswinkel, der Strahlquerschnitt und die Gasgeschwindigkeit des Gasstrahles in dem bezeichneten

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Fest- Bereich so gewählt sind, daß ein in den Gasstrahl schweißen von kugelförmigen Kontaktmetallrohlingen außerhalb des Bewegungsbereiches der zweiten Elekan Kontaktteilen mittels elektrischer Widerstands- trode eingeführter kugelförmiger Kontaktmetallrohschweißung durch Stromübergang zwischen den Kon- 60 üng von dem Gasstrahl zwischen dem Kontaktteil und taktmetallrohlingen und den Kontaktteilen, mit einer der zweiten Elektrode am Platze gehalten wird, bis ihn Einspannvorrichtung für den jeweiligen Kontaktteil, die zweite bewegliche Elektrode mitnimmt und auf mit einer Zuführung für die kugelförmigen Kontakt- dem Kontaktteil festschweißt,
metallrohlinge, mit einer ersten Elektrode zur Anlage Die Erfindung beruht auf einem bekannten (deut-

an dem Kontaktteil und mit einer zweiten beweglichen 63 sches Gebrauchsmuster 1 706 389) physikalischen Prin-Elcktrode zur Anlage an dem kugelförmigen Kontakt- zip, welches darin besteht, daß der statische Druck in metallrohling. einem Gasstrahl geringer ist als in der das Gas um-

Bei einer bekannten Einrichtung dieser Art (USA.- gebenden ruhenden Luft. Wenn sich also eine Kueel