DE3001832A1

DE3001832A1 - Vorrichtung zum widerstands-rollennahtschweissen

Info

Publication number: DE3001832A1
Application number: DE19803001832
Authority: DE
Inventors: Fritz Prof. Dr. 8051 Neufahrn Fischer; Gerd Prof. Dr. 8046 Garching Habenicht
Original assignee: Individual
Current assignee: Elpatronic AG
Priority date: 1980-01-18
Filing date: 1980-01-18
Publication date: 1981-07-23
Also published as: DE3001832C2

Description

Vorrichtung zum Widerstands-
Rollennahtschweißen Beschreibung Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum elektrischen Widerstands-Rollennahtschweißen mit mindestens einer zur Abrollbewegung am Schweißgut bestimmten Elektrodenanordnung, die ein das Schweißgut nicht berührendes, an die Stromzufuhr angeschlossenes Anpreßteil aus einem elektrisch und thermisch gut leitfähigen Material, z.B. Kupfer, und ein als endlos umlaufendes Element ausgebildetes, zur abrollenden Anlage am Schweißgut bestimmtes Kontaktteilwdas beweglich um das Anpreßteil herumgeführt und von diesem gegen das SchweiBgut anpreßbar ist, aufweist, wobei das Kontaktteil als ein starrer Ring aus einem legierungsinerten und warmfesten Material ausgebildet ist.
Die Vorrichtung nach den Hauptpatent hat gegenüber bekannten, mit unlaufenden Kupferdrähten arbeitenden Schweißvorrichtungen den Vorteil, daß ein Anlegieren des Schweißgutes oder seines Beschichtungsmaterials, z.B. bei verzinnten Meißblech, nicht oder nur in sehr geringem maße auftritt und daher die Elektrode 9 ohne die Motwendigkeit einer Machreinigung, eine hohe Standzeit hat Andererseits hat die Elektrode wohl definierte und konstante Strom- und Wärmeübergangseigenschsften zwischen dem Anpreßteil und den Kontektteil, im Gegensetz zu bekanoten Rollenelektroden mit festem Msterialverbund zwischen dem Anpreßteil, d.h. der Kupfenolle, und einem z.B.
als Belag aufgebrachten oder durch z03 Hartlöten fest verbundenen Kontaktteil aus Wolfram od. dgl., wobei die unterschiedlichen Wärmedehnungen im Betrieb zu einer Zerstörung dieses materialverbundes und damit zu unkontrollierten Änderungen der Strom und Wärmeübergangseigenschaften führen können.
Bei den im Hauptpatent angegebenen Ausführungsformen ist das Koutaktteil in Umfangsrichtung beweglich am Anpreßteil geführt, so daß eine Abrollbewegung des Kontaktteils sowohl gegenüber dem Schweißgut als auch gegenüber dem Anpreßteil auftritt0 Das hat zwar insbesondere bei exzentrischer Anordnung des Kontaktteils zum Anpreßteil den Vorteil guter Zugänglichkeit des Kontaktteils für Kühlung, Reinigung von Rückständen usw0, bedingt Jedoch eine relativ aufwendige Einrichtung zur Führung des Kontaktteils. Auch beschränkt sich der Strom- und Wärmeübergang zwischen Anpreß- und Kontaktteil auf eine relativ kleine Fläche.
Die vorliegende Erfindung schafft eine Ausgestaltung der Erfindung, die eine sehr einfache Konstruktion darstellt und einen über eine große Anlagefläche verteilten Strom- und Wärmeübergang zwischen Anpreß- und Kontaktteil unter wohl definierten und im Betrieb konstanten Eedingungen ermöglicht.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß das ringförmige Kontaktteil mit für radiale Wärmedehnungen ausreichender Radialbeweglichkeit zwischen Einspannflächen des Anpreßteils mit einer für den Strom- und Wärmeübergang ausreichenden Anpreßkraft eingespannt ist.
Im Gegensatz zu den Ausführungen nach dem Hauptpatent wird also der für den Strou- und Wärmeübergang wesentliche Berührungsdruck zwischen Anpreß- und Kontaktteil nicht durch die Anpressung gegen das Schweißgut aufgebracht, sondern völlig unabhängig davon durch die Einspannung des Kontaktteils am Anpreßteil mittels einer im wesentlichen senkrecht zur Ringebene und damit zur Anpreßrichtung am Schweißgut wirkenden Einspannkraft. Durch Bemessung der Einspannk@oft no, daß radiale Wärmedehnungen zich auch abspielen können, ist gewährleistst, daß sich in der Elsktrode keine hoben Wärmespenungen aufbsuen können und Risse in der Elektrode oder ein Lockerwarden des Kontaktteils nicht eintreten kann. Man hat damit wohl definierte und von örtlichen Erwärmungen weitgehend unabbägige Stros- und Wärmeübergaugsverhältnisse zwischen Anpreß- und Kontaktteil der Elektrode.
Die Gleichmäßigkeit der Einspannung und des Strom- und @ärmoübergangs kann durch zusätzliche Maßnahman noch verbessort werden, z.B. Einspannen mittels Spannmitteln mit von Materialdehnungen unabhängiger Einspannkraft Dahnungsschrauben, Federalementen od. dgl., und/ Achse geneigte Anordnung der Einspannflächen, un Beschichtung der Einspann- bzw. Anlageflächen vo oder Kontaktteil. Solche und andore Ausgestaltung Erfindung sind in den Unteransprüchen angegsbes.
Ansführungsformen der Erfindung werden anhand der Zeichmungen n@her erläutert.
Fig. 1 zeigt in Seitenansicht teilweise in Schmitt eine Rollenolektrode gemäß ersten Ansführungsform der Erfindung; Fig. 2 zeigt in gleicher Darstellung eine andere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Rollenelektrode.
Die in Fig. 1 dargestellte Rollenelektrode hat ein als Kupferrolle ausgebildetes Anpreßteil 1, das in zwei Hdlften la und Ib geteilt ist, die durch Schrauben 2 gegeneinander verspannt werden können. Die beiden Teile Ia und Ib bilden am Umfang eine Nut, in die ein ringförmiges Kontaktteil 4 aus einem warmfesten und legierungsinerten Material, z.B. Wolfram, Molybdän oder eine Legierung davon eingesetzt ist, so daß es mittels der Schrauben 2 zwischen den Einspannflächen 5, 6 der beiden Elektrodenhälften 1a und Ib eingespannt ist. Die Einspannkraft mittels der Schrauben 2 ist so bemessen, daß ein einwandfreier Strom-und Wärmetibergang an den Einspannflächen 5, 6 gewährleistet ist, andererseits aber radiale Relativbewegungen zwischen dem Kontaktteil 4 und dem Anpreßteil 1 aufgrund der unterschidlichen Wärmedehnungen im wesentlichen unbehindert möglich sind. Die Schrauben 2 sind vorzugsweise als Dehnungaschrauben außgebirdet, so daß sie eine von der Erwärmung des Anspreßteils 1 weitgehend unabhängige Einspannkraft erzeugt.
Der Raum zwischen den beiden Hälften la und Ib des Anpreßteils 1 kann als Hohlraum 7 für die Zirkulation eines Kühlmittels ausgebildet sein. Mittels Uberlappender Ringflansche 8, 9 der beiden Hälften la und 1b kann eine zusätzliche Abdichtung gegen radialen Austritt des Kühlmittels geschaffen werden. Die Einrichtungen für die Zuführung des Kühlmittals sind nichtdargestellt, ebansowenig die Verbindung des Anpreßteils 1 z.B. mit einer Antriebswelle, die die Ausübung einer Vorschubkraft über die Rollenelektrode auf das Schweißgut ermöglicht.
Die in Fig. 2 dargestellte Rollenslektrode unterscheidet nach der gomäß Fig. 1 hauptsächlich dadurch, daß die Einspannflächen 15, 16, mit denen die Elsktrodenhälften 1a, 1b gegen das Koutaktteil 4 vorspannt sind, einen gegenüber der Elektrodenschse schräg geneigte Verlauf haben, also konische Flächen sind. Entsprechend sind auch die zugehörigen Anlageflächen des Kontaktteils 4 konisch geneigt. An der Außenseite hat das Kontaktteil 4 ebenso wie bei der Ausführungsform nach Fig.1 einen schneidenförmigen Verlauf entsprechend der gewünechten Ereite der zu erzeugenden Schweißnaht.
Die beiden Elektrodenhälften is und 1b werden bei der Ausführungsform nach Fig. 2 gegeneinander verspannt mittels Schrauben 2 unter Zwischenfügung von Tellerfedern 10. Die se Tellerfedern können sowohl axiale Wärmedehnungen als auch die bei radialen Wärmedehnungen aufgrund der schrägen Einspannflächen 15, 16 auftretenden axialen Abstandsänderungen der beiden Teile 1a und Ib des Anpreßteils aufnehmen und eine in wesentlichen konstante Einspannkraft aufrechterhalten.
Die Einspannflächen 5, 6, 15, 16 und/oder die an ihnen anliegenden Anlageflächen des Kontaktteils 4 können mit einer geeigneten Beschichtung, z.B. Versilberung, versehen sein, um den Strom- und Wärmeübergang zu begünstigen und/ oder die Reibung bei temperaturbedingten Relativbewegungen herabzusetzen.
Abänderungen der dargestellten Ausführungsbeispiele sin im Rahmen der Erfindung Möglich. Z.B. kann das Kontaktteil eine andere als schneidenförmige Querschnittsform haben, z.B. einen runden oder elliptischen Querschnitt, wodurch sich eine ballige Auflagefläche am Schweißgut ergibt. Das Kontaktteil muß nicht exzentrisch zum Anpreßteil angeordnet sein, sondern kann auch exzentrisch ähnlich wie bei den Ausführungsformen des Hauptpatentes angeordnet sein und dann auch relativ zum Anpreßteil eine Art Taumelbewebung durchführen. Zum Einspannen des Kontaktteils können statt Schrauben und Federn auch andere dem Fachmann bekannte Spannmittel verwendet werden.

Claims

"Vorrichtung zum Widerstands-Rollennahtschweißen".

P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Vorrichtung zum elektrischen Widerstands-Rollennahtschweißen mit mindestens einer zur Abrollbewegung am Schweißgut bestimmten Elektrodenanordnung, die ein des Schweißgut nicht berührendes, an die Stromzufuhr angeschlossenes Anpreßteil aus einem elektrisch und thermisch gut leitfähigen Material, z0B Kupfer, und ein als endlos umlaufendes Element aungebildetes, zur abrollenden Anlage am Schweiºgut bestimmtes Kontsktteil, des beweglich un das Anpreßteil herungeführt und von diesem gegen das Schweißgut anpreßbar ist, aufweist, wobei das Kontaktteil als ein starrer Ring aus einem legierungsinerten und warmfesten Material ausgebildet ist9 dadurch g e k e n n -2 e i c h n e t daß das ringförmige Kontaktteil (4) mit für radiale Wärmedehmunge ausreichender Radialbeweglichkeit zwischen Einspannfläclhen O, 6; 15, 16) des Anpreßteils (1) mit einer für den Strom- und Wärmeübergang ausreichenden Anpreßkraft eingespannt ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß das Anpreßteil(1) aus zwei, Je eine der Einspannflächen (5, 6; 15, 16) aufweisenden Teilen (7a, 1b) besteht, die durch Spannmittel (2, 10) gegeneinander verspannt sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Spannmittel als Schrauben (2) mit Federelementen (io) oder als Dehnungsschrauben ausgebildet sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Teile (1a, 1b) des Anpreßteils zwischen sich einen Hohlraum (7) für die Kühimittelzirkulati on u'.schließen.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch g e k e n nz e i c h n e t, daß der Hohlraum (7) durch Abdichtungsteile (8, 9) gegen das Kontakteil (4) abgedichtet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Einspannflächen (15, 16) des Anpreßteils (1) und die damit zusammenwirkenden Anlageflächen des Kontaktteils (4) gemeigt zur Elektrodeschse verlaufen.
7. Vorrichtung @sch Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß die Einspsnnflächen (15, 16) und/oder die mit ihnen zussmmouwirkenden Anlageflächen des Kontaktteils (4) eine reibungsmindernde und/oder den Strom- und Wärmeübergang verbessordne Beschichtung aufweist, z.B.

versilbert sind.