DE2624332A1

DE2624332A1 - Schweiss- oder schneidelektrode

Info

Publication number: DE2624332A1
Application number: DE19762624332
Authority: DE
Inventors: Joachim Rduch; Richard Ing Grad Winter
Original assignee: C Conradty Nuernberg GmbH and Co KG
Current assignee: C Conradty Nuernberg GmbH and Co KG
Priority date: 1976-05-31
Filing date: 1976-05-31
Publication date: 1977-12-22
Also published as: IE44964L; IE44964B1; GB1550714A

Description

Schweiß- oder Schneidelektrode

Die Erfindung "betrifft eine Schweiß- oder Schneidelektrode aus Kohle oder Graphit in Stabform, deren eines Ende als Hohlkegelmuffe und anderes Ende als Kegelzapfen ausgebildet ist, wobei der Kegelzapfen des einen Stabes mit der Hohlkegelmuffe des anderen Stabes zur Verbindung der stabförmigen Elektroden in Längsrichtung zusamt*«»? teckbar ist.

Solche Elektroden werden entweder mit HandzisWen oder mit automatischen oder halbautomatischen Vorrichtungen in Richtung auf das Werkstück bewegÄ^das'zerschnitten oder geschweißt wird. Außerdem werdemElektroden dieser Art auch

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zum Säubern von metallischen Werkstoffen verwendet. Beim Schweißen, Schneiden oder Säubern solcher metallischer Werkstoffe werden sie in der Lichtbogenzone aufgebraucht. Um bei automatischen Vorschubeinrichtungen ein kontinuierliches Arbeiten zu gewährleisten und die Elektrode vollständig verbrauchen zu können, ist es erforderlich, die einzelnen Elektroden in Längsrichtung miteinander zu verbinden, sie zusammenzustecken. Zu diesem Zweck wird das eine Ende der Elektrode mit einem Kegelzapfen und das andere Ende mit einer Hohlkegelmuffe versehen, die zusammensteckbar sind.

Es sind bereits Steckverbindungen für Schweißelektroden bekannt (DT-PS 1 270 707, FR-PS 1 383 904, US-PS 3 O3O und US-PS 3 131 290), bei denen jedoch die Verbindungsstelle keinen metallischen überzug aufweist, so daß der gesamte Strom, der zu etwa 90 % durch den überzug fließt, in diesen Fällen durch das Kohle-Material geleitet wird. Wegen des hohen Übergangswiderstandes tritt an der Verbindungsstelle sehr bald eine starke "überhitzung und Zunderung des Überzugsmaterials auf, wodurch die Steckverbindung häufig gelockert und gelöst wird, was zur Folge hat, daß der Lichtbogen unterbrochen wird, die Elektrode also ausfällt.

Es sind ferner Steckverbindungen von Schweißelektroden bekannt (DT-PS 1 765 668, DT-PS 2 262 442 und DT-PS 1 817 096), bei denen die Nachteile der soeben genannten bekannten Schweißelektroden dadurch beseitigt werden, daß die aus Bohrung und Zapfen bestehende Verbindungsanordnung teilweise oder ganz mit elektrisch leitendem Material überzogen ist. Da dieses leitende Material vorzugsweise galvanisch aufgebracht wird, sind gewisse Toleranzschwankungen, die be-

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sonders im bearbeiteten Bereich, der Elektrodenenden auftreten, nicht zu vermeiden. Diese Toleranzschwankungen sind die Ursache dafür, daß beim Zusammenstecken der Elektroden die herzustellende Verbindung entweder nicht fest genug wird, oder daß das Zusammenstecken nicht weit genug erfolgt, so daß zwischen den beiden Stirnflächen der zusammengesteckten Elektroden ein Spalt unterschiedlicher Breite bleibt. Dieser Spalt wirkt sich besonders bei automatischen Vorschubeinrichtungen nachteilig aus, so daß es hier oft zu Störungen und Unterbrechungen des Vorschubs kommt.

Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, eine Steckverbindung für Schweiß- oder Schneidelektroden der genannten Art zu schaffen, die durch Kontakt von Metall auf Metall nicht nur einen geringen Übergangswiderstand aufweist, sondern sich auch einfacher und sicherer handhaben läßt. Insbesondere soll aber erreicht werden, daß die Steckverbindung trotz Toleranzschwankungen fest genug wird und sich die Hohlkegelmuffe und der Kegelzqsfen weit genug zusammenstecken lassen, so daß bei der Verwendung der Elektrode keine Störungen auftreten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Einstecköffnung der Hohlkegelmuffe einen kleineren Durchmesser aufweist als das in die Einstecköffnung eintretende Vorderende des Kegelzapfens, und daß die Hohlkegelmuffe elastisch verformbar ist.

Durch diese Konstruktion wird ein fester Sitz der Steckverbindung sichergestellt, nachdem beim Einstecken des Vorderendes des Kegelzapfens in die Muffe letztere zunächst elastisch verformt wird, um den Durchgang des einen größeren

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Durchmesser aufweisenden Eegelzapfenvorderendes durch die Einstecköffnung zu ermöglichen. Treten aufgrund des auf die Oberflächen der Steckverbindung abgeschiedenen elektrisch leitenden Materials Maßschwankungen auf, so werden diese durch die elastisch verformbare Hohlkegelmuffe ausgeglichen, wodurch Unterbrechungen beim Schweiß- oder Schneidvorgang, die bisher durch nicht fest genug zusammensteckbare Elektroden bewirkt wurden, vermieden werden.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsvorschlags läßt sich die Hohlkegelmuffe zur Erreichung der elastischen Verformung in ihrem Mantel in Längsrichtung mit mehreren Schlitzen versehen, die den Mantel in Segmente unterteilen, welche beim Einstecken des Kegelzapfens in die Hohlkegelmuffe elastisch spreizbar sind und nach dem Einführen des Vorderendes des Kegelzapfens in die Einstecköffnung in ihre Ausgangslage zurückfedern. Dabei rutschen die einander berührenden konischen Flächen von Muffe und Kegel ineinander, so daß eine zwangsläufige Verbindung entsteht.

Werden Schlitze im Mantel der Hohlkegelmuffe vorgesehen, so hat es sich bewährt, diese radial anzuordnen und sich bis zum Grund der Muffenbohrung erstrecken zu lassen sowie mit einer Breite von bis zu 10 % des Elektrodendurchmessers zu versehen. Ferner können diese Schlitze zweckmäßigerweise einen gleichen Winkelabstand voneinander aufweisen, der also bei Verwendung von drei Schlitzen, die eine andere vorteilhafte Ausführung des Erfindungsvorschlags vorsieht, 120° beträgt.

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Ferner hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Schlitze auch zur Entlüftung der Hohlkegelmuffe beim Einstecken des Kegelzapfens und während des "betrieblichen Einsatzes der Elektrode zur Entspannung der in der Muffe entstehenden Gase zu verwenden.

Im zusammengesteckten Zustand von Hohlkegelmuffe und Kegelzapfen sollen die Eingflächen der zu verbindenden Enden der beiden Elektroden zweckmäßigerweise eng aufeinanderliegen, damit ein guter Stromfluß gewährleistet ist.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer zusammengesetzten Schneid- oder Schweißelektrode mit Halter in Arbeitsstellung, und

Fig. 2 eine schematische Darstellung der beiden

einander gegenüberliegenden Enden zweier aufeinanderfolgender Elektroden vor dem Zusammenstecken.

Die in Fig. 1 gezeigte Elektrode 10 besteht aus einer teilweise verbrauchten Restelektrode 11 und einer neuen, mit der Elektrode 11 an der Verbindungsstelle 13 zusammengesteckten Elektrode 12. Die zusammengesteckte Elektrode 10 wird von dem Halter 14 oder einer automatischen oder halbautomatischen Vorschubeinrichtung festgehalten und über das Kabel 15 mit Strom und die Leitung 16 mit Preßluft versorgt. Zwischen dem bei 17 negativ gepolten, zu bearbeitenden Werkstück 18 und

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der Elektrode wird ein Lichtbogen 19 erzeugt, der das Aufschmelzen des Werkstücks und den Abbrand der Elektrode bewirkt.

Die in Fig. 2 gezeigten Elektrodenenden liegen sich zusammensteckbereit einander gegenüber. Das mit einem Kegelzapfen

20 versehene Ende der stabförmigen Elektrode 11 hat am vorderen Ende 25 des Kegelzapfens einen maximalen Durchmesser d. Die Zapfenlänge ist mit 1 bezeichnet, der Kegelwinkel mit d. , wobei d ζ. 75 % des Elektrodendurchmessers D und 1 = 100 % des Elektrodendurchmessers D betragen. Der Kegelwinkel (£. ist = 1 .

Das Ende der gegenüberliegenden stabförmigen Elektrode 12 weist eine Hohlkegelmuffe 21 mit einem größten Durchmesser d. am Muffenboden auf. Die Muffenlänge ist mit I^ bezeichnet, der Kegelwinkel mit <&,., wobei unter Berücksichtigung der üblichen Bearbeitungstoleranzen d. = d und oC= <£ sein soll. Die Länge 1^. ist etwa 10 bis 20 % größer als die Länge 1.

Die Einstecköffnung 24 der Hohlkegelmuffe 21 weist einen kleineren Durchmesser d₂ auf als das in die Einstecköffnung eintretende Vorderende 25 des Kegelzapfens 20. Damit das Einstecken stattfinden kann, ist die Hohlkegelmuffe

21 elastisch verformbar. Diese elastische Verformbarkeit läßt sich dadurch erreichen, daß der Mantel 22 der Hohlkegelmuffe in Längsrichtung mehrere Schlitze 23 aufweist, die den Mantel in Segmente unterteilen, welche beim Einstecken des Kegelzapfens 20 in die Hohlkegelmuffe 21 elastisch spreizbar sind und nach dem Einführen des Vorderendes des Kegelzapfens in die Einstecköffnungjpihre Ausgangslage zurückfedern.

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Das bedeutet, daß das Vorderende der Hohlkegelmuffe beim Einstecken des Kegelzapfens elastisch, aufgeweitet wird, sich, dann jedoch nach, dem Durchgang wieder in die Ausgangslage zurückverformt, wobei die einander berührenden Kegelflächen von Muffe und Zapfen aufeinandergleiten, bis die Ringflächen 26,27 der zu verbindenden Enden der beiden Elektroden 11,12 aufeinanderliegen.

Die Schlitze 23 lassen sich radial anordnen und bis zum Grund der Muffenbohrung führen. Ihre Breite beträgt bis zu 10 °/o des Elektrodendurchmessers D. Der Winkelabstand der Schlitze ist vorzugsweise gleich, so daß bei einer Anordnung von drei Schlitzen, wie sie beim Ausführungsbeispiel vorgesehen ist, sich ein Abstandswinkel von 120° ergibt.

Die Schlitze 23 dienen nicht nur zur elastischen Spreizung der Hohlkegelmuffe, sondern auch zur Entlüftung des Innenraums der Muffe beim Einstecken des Kegelzapfens sowie zur Entspannung der sich in der Muffe während des betrieblichen Einsatzes der Elektrode bildenden Gase, da diese durch die Schlitze 23 nach außen entweichen können.

Der Kegelzapfen ist über dem gesamten Durchmesser und zwischen 50 und 75 °/° seiner Länge mit einem elektrisch leitenden Material überzogen, das nahtlos in den leitenden Mantel 22 der Elektrode 11 übergeht. Auch die Hohlkegelmuffe 21 ist über ihren gesamten Durchmesser auf mindestens 50 % ihrer Länge von der Ringfläche 26 ausgehend mit elektrisch leitendem Material überzogen, das ebenfalls ohne Unterbrechung in den Mantel 22 der Elektrode 12 übergeht.

Die Randkante der Eintrittsöffnung 24 der Hohlkegelmuffe 21 ist mit einem Radius von 0,5 bis 2,5 ^m abgeschrägt. Eine

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entsprechende Abschrägung weist auch der Rand der Stirnfläche des Kegelzapfens auf, wodurch das Einstecken des Zapfens in die Muffe erleichtert wird.

Mit der oben "beschriebenen Konstruktion wird nicht nur ein geringerer Übergangswiderstand zwischen den zusammengesteckten Elektroden erreicht, sondern auch jede Unterbrechung der Oberfläche des Elektrodenmantels 22 vermieden, so daß Schweiß- oder Schneidarbeiten von beliebiger Dauer ununterbrochen durchgeführt werden können.

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Claims

Schutzansprüche

Λ. J Schweiß- oder Schneidelektrode aus Kohle oder Graphit xn Stabform, deren eines Ende als Hohlkegelmuffe und anderes Ende als Kegelzapfen ausgebildet ist, wobei der Kegelzapfen des einen Stabes mit der Hohlkegelmuffe des anderen Stabes zur Verbindung der stabförmigen Elektroden in Längsrichtung zusammensteckbar ist, dadurch gekennzeichnet , daß die Einstecköffnung (24) der Hohlkegelmuffe (21) einen kleineren Durchmesser (dp) aufweist als das in die Einstecköffnung eintretende Vorderende (25) des Kegelzapfens (20), und daß die Hohlkegelmuffe (21) elastisch verformbar ist.
2. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet , daß der Mantel (22) der Hohlkegelmuffe (21) in Längsrichtung mehrere Schlitze (23) aufweist, die den Mantel in Segmente unterteilen, welche beim Einstecken des Kegelzapfens (20) in die Hohlkegelmuffe (21) elastisch spreizbar sind und nach dem Einführen des Vorderendes (25) des Kegelzapfens in die Einstecköffnung (24·) in ihre Ausgangslage zurückfedern.
3. Elektrode nach Anspruch 2, dadurch g e k e η η zeichnet , daß die Schlitze (23) radial angeordnet sind, sich bis zum Grund der Muffenbohrung erstrecken und eine Breite von bis zu 10 % des Elektrodendurchmessers (D) aufweisen.

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4·. Elektrode nach. Anspruch 2 oder 3) dadurch. gekennzeichnet , daß die Schlitze (23) einen gleichen Winkelabstand voneinander aufweisen.
5. Elektrode nach einem der Ansprüche 2 bis 4-, dadurch, gekennzeichnet , daß die Anzahl der Schlitze (23) drei beträgt.
6. Elektrode nach einem der Ansprüche 2 bis 5₅ dadurch, gekennzeichnet , daß die Schlitze (23) zur Entlüftung der Hohlkegelmuffe (21) beim Einstecken des Kegelzapfens (20) und während des betrieblichen Einsatzes der Elektrode zur Entspannung der in der Muffe entstehenden Gase verwendbar sind.
7. Elektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß im zusamm enge geeckten Zustand von Hohlkegelmuffe (21) und Kegelzapfen (20) die Ringflächen (26,27) der zu verbindenden Enden der beiden Elektroden (11,12) eng aufeinanderliegen.
8. Elektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet , daß die Länge (1) des Kegelzapfens wenigstens 100 % des Elektrodendurchmessers (D) und der maximale Durchmesser (d) des Kegelzapfens weniger als 75 % des Elektrodendurchmessers (D) betragen, und daß der Kegelwinkel (c£ ) maximal 1° beträgt, und die Abmessungen der Hohlkegelmuffe (21) im übrigen denen des Kegelzapfens (20) entsprechen.

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9· Elektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß 50 bis 75 % des Kegel zapfens (20) und wenigstens 50 % der Muffenbohrung mit einem metallischen Überzug versehen sind, der nahtlos in den Überzug des Elektrodeninantels übergeht.

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