DE399481C - Vorrichtung zum elektrischen Nahtschweissen schwer zugaenglicher Blechkanten - Google Patents

Description

Den Gegenstand der Erfindung bildet eine Vorrichtung zum elektrischen Nahtschweißen schwer zugänglicher Blechkanten, wie z. B. der Kanten von tiefgewellten Blechen für Transformatorenbehälter u. dgl. Bei einer solchen Vorrichtung sollen die in bekannter Weise zu einer Schweißrolle vereinigten Elektroden kegelförmige Arbeitsflächen besitzen, die eine V-förmige Ringnut bilden. Durch diese Ausbildung wird erreicht, daß der Schweißstrom den zu verschweißenden, aufrecht gerichteten Blechkanten von der sie punktförmig berührenden Schweißrolle seitlich zugeführt wird, hierbei wird die Blechkante gleichzeitig zusammengepreßt. Die zu einer Schweißrolle vereinigten Elektroden sind zwischen langausladenden Armen der Sekundärspule des Transformators festgeklemmt. Vorteilhaft ist es, den Transforniator, dessen Sekundärwicklungsarme die zweiteilige Schweißrolle dreh- und auswechselbar einklemmen, an einem Wagengestell in vertikaler Richtung verstellbar aufzuhängen. Das Heben und Senken des Transformators mit der Schweißrolle kann beispielsweise durch eine Kniehebelanordnung erfolgen.

In den beiliegenden Zeichnungen ist der Gegenstand der Erfindung in bei spiels weiser Form dargestellt, und zwar zeigt die Abb. 1 die Vorrichtung in Seitenansicht mit teilweisem Schnitt, Abb. 2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung nach Abb. 1. Die Abb. 3. zeigt teilweise im Schnitt eine besonders geeignete Schweißrolle. Die Abb. 1 bis 3 zeigen, wie die Schweißrolle zum Schweißen stark gewellter Bleche verwendet wird. Die Abb. 4 ist eine Teilansicht der Schweißmaschine und zeigt den Hebelmechanismus zur Regelung des Antriebs zwischen der Spindel und dem Schweißkopf. Die Abb. 5 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform der Schweißrolle und gleichzeitig deren Anwendung beim Schweißen stark gewellter Bleche. Die Abb. 6 ist 4.5 eine Teilansicht der Schweißrolle nach Abb. 5 und zeigt deren Befestigung an dem Schweißtransformator. Die Abb. 7 ist eine Seitenansicht von Abb. 6. Die Abb. 8 und 9 zeigen schematisch das Wesentliche des Schweißverfahrens mit der Schweißrolle beim Schweißen vcn Kanten.

Gemäß der Abb. 1 und 2 wird der Transformator, welcher aus dem Joch 1, den Primärwindungen 2 und der Sekundärwindung 3 besteht, unter einem Wagengestell 4 durch vier Bolzen 5 einstallbar getragen, welch letztere mit Federn 6 versehen und in dem Wagenkopf lose geführt sind. Die Bolzen 5 gleiten frei in Durchbohrungen, die in dem oberen und unteren Teil des Wagengestells angebracht sind, so daß ein Teil des Transformatorgewichts durch die Federn 6 aufgenommen wird. Durch Einstellen der Muttern 7 auf den Bolzen 5 kann der durch die Schweißrolle 8 ausgeübte Druck beliebig gewählt wer- 6-, den. Der Wagen 4 wird auf Balken 9 durch seitliche Räder 10 getragen, die auf Achsen ] ι gelagert sind. Die in irgendeiner beliebigen Art gestützten Balken werden zweckmäßig langer gewählt als die Schweißnaht, damit nach Fertigstellung einer solchen der Schweißwagen über das Werkstück hinausgeschoben und dieses zwecks Vornahme einer neuen Schweißung entsprechend gedreht werden kann. Um den Transformator mit der Schweißrolle von dem Schweißgut abhel>en zu können, ist eine Kniehebelanordnung vorgesehen, die aus den zwei Gelenken 12 und 13 und dem Betätigungsarm 14 besteht und an dem zwischen den Federn 6 und den Muttern 7 befestigten Jochstück 15 angelenkt ist. Wenn die Kniehebelanordnimg gestreckt wird, wird die Schweißrolle mit dem Transformator von dem Schweißgut abgehoben und das Gesamtgewicht der Anordnung von dem Balken 9 getragen.

Es ist zweckmäßig, eine geteilte Schweißrolle zu benutzen, deren Ausbildung aus der Abb. 3 ersichtlich ist. Die Schweißrolle besteht aus zwei kupfernen Scheibenelektroden g₀ 16 und 17, die voneinander gut isoliert sind. Die Schweißelektroden werden durch die Enden der Sekundärwicklung gehalten, mit der sie mittels der Anschlußträger 18 und 19 in elektrischer Verbindung stehen. Da eine große Übergangsfiäche zwischen den Anschlußträgern und den Schweißelektroden vorhanden ist, so ist eine besonders feste Ver-

bindung nicht erforderlich. Da die für die Klemmung erforderliche Bewegung nur klein ist, so wird sie durch die Elastizität der Sekundärwindung ausgeübt. Um die Klemmwirkung zu sichern, ist ein Klemmhebel 20 vorgesehen, der mit dem isolierten Bolzen 21 verbunden ist. Die Kanten der gegenüberliegenden Elektrodenflächen sind kegelförmig abgeschrägt, so daß sie in der Schweißrolle eine V-förmige Ringnut ergeben, welche die Kanten des Schweißgutes, wie bei 22 (Abb. 3) ersichtlich, umgeben. Ein starker Schweißstrom geht nun von der einen Seite der Schweißrotlle durch die eingeschlossenen Kanten ,der zu verschweißenden Bleche zu der gegenüberliegenden Seite der Schweißrolle. Die geteilte Anordnung der Schweißrolle ist hierbei besonders geeignet, ein Abspringen von der Schweißstelle zu verhindem. Würde man dagegen die Elektroden unabhängig voneinander lagern, so würde es nicht nur notwendig sein für jede Elektrode ein festes Lager anzuordnen, sondern man wäre auch gezwungen, die Lager so auszu-

₂g bilden, daß ein Kontakt zwischen den Elektroden verhindert wird. Die Anschlußträger 18 und 19 sind, wie bei 23 (Abb. 1 und 3) ersichtlich, ausgeklinkt, wodurch die Lagerstellen für den Schweißrollenschaft gebildet werden. Wie aus der Abb. 3 ersichtlich, ist jede Elektrode mit einem Achsnocken 24, 25 versehen, dessen Flansch mittels der Schrauben 26 mit der entsprechend ausgesparten Elektrode verbunden ist. Die Elektroden 16 und ij sind durch eine geeignete Zwischenlage, z. B. eine dünne. Lavaplatte 27, voneinander isoliert und durch isolierte Schrauben zu einer Schweißrolle verbunden. Um die Schweißrolle herauszunehmen, z. B. zwecks Auswechslung, ist es nur erforderlich, den Klemmhebel 20 zu lockern und den Transformator mittels des Hebels 14 anzuheben, worauf die Schweißrolle aus den Schlitzen 23 herausfällt.

Zum Bewegen der Elektroden über das Schweißgut ist eine Spindel 28 vorgesehen, die z. B. durch einen Motor angetrieben wird. Wie aus der Abb. 4 mit größerer Deutlichkeit ersichtlich ist, dient zur Übertragung der

Vorschubbewegung · eine Mutter 29, welche mittels der Kugellager 30 in den Ansätzen 31 und 32 des Wagens 4 gelagert ist. Mittels des Hebels 33 und Kniehebelanordnung 34 werden zwei Klemmstücke 35 und 36, die in den Lageransätzen 31 und 32 durch Stifte geführt sind, auf die Mutter 29 gepreßt, derart, daß bei gestrecktem Kniehebel die Mutter 29 am Rotieren verhindert und der Schweißwagen längs der Schweißnaht bewegt wird, \ während durch Einknicken des Kniehebels ; die Mutter freigegeben und der Vorschub ; unterbrochen wird. Nach Fertigstellung einer Naht kann durch Umkehrung der Spindeldrehrichtung der Wagen in der entgegengesetzten Richtung bewegt werden, wobei die g₅ nächste Schweißung erfolgen kann.

Zwecks Zuleitung des elektrischen Stromes zu dem beweglichen Transformator ist ein Paar Stromschienen 37 vorgesehen, die durch Isolatoren 38 von dem Balken 9 getragen wer- _7U den. Stromabnehmerrollen 40, die gelenkig durch Arme 41 an dem Schweißwagen 4 befestigt sind, werden federnd gegen die Stromschienen geidrückt und sind durch Leitungen 42 mit der Primärwicklung des Transformators verbunden.

Die. Erfindung wird zum Schweißen von tief gewellten Blechen verwendet, wie sie z. B. Deim Bau von Transformatorenbehältern o. dgl. ,benutzt werden, bei welchen die Ober- g₀ fläche zwecks besserer Kühlung stark wellenförmig gestaltet wird. Durch die Anordnung nach der vorliegenden Erfindung wird es ermöglicht, noch abwärts zwischen den Wellen zu schweißen, wobei durch den kurzen btromweg zwischen den Elektroden der Widerstand aes Sekundärstromkreises stark herabgesetzt und der Wirkungsgrad der Einrichtung verbessert wird.

Die Abb. 5,6 und 7 zeigen abgeänderte Ausführungsformen der Schweißroüe und deren Befestigungsart. Die hier dargestellte Schweißrolle besteht aus zwei kupfernen Scheibenelektroden 43 und 44, die mit einer gemeinsamen Achse 45 in den Anschlußträgern 18' und 19' gelagert und durch diese wie vorher mit dem Transformator elektrisch verbunden sind. Die Elektroden 43 und 44 sind voneinander durch eine Lavascheibe 46 isoliert und durch Klemmscheiben 46' bzw. Sprengringe 47 miteinander zusammengehalten, woibei die Isolation von der gemeinsamen Achse und den ,Klemmscheiben 46' durch ein geeignetes Isoliermaterial, z. B. Glimmer, erfolgt. Die Isolation der gemeinsamen Achse erfolgt 'durch Unterlegen von Isolierstücken 49 unter die an den Anschlußträgern 18' und 19' befestigten Lagerkappen 50.

Die Abb. 6 und 7 zeigen auch eine Abänderung der Anschlußvorrichtung der Transfor- n₀ matorklemmen an die Elektroden der Schweißrolle. Die Vorrichtung besteht aus einem Hebel 51, der mit einer Welle 52 verbunden ist, deren Enden mit entgegengesetztem Gewinde versehen sind. Durch Drehen n₅ der Welle 52 drücken die Klemmgabeln 53 unter Vermittlung der isolierten Zwischenstücke 54 die Anschlußträger 18' und 19' an die Schweißrolle.

Die Schweißrolle gemäß der Abb. 5 .wird zum Verschweißen gewellter Teile 55 und 56 verwendet, die durch ein Führungsstück 57 '

gehalten werden, das eine den Wellen der zu verschweißenden Bleche entsprechende Oberfläche besitzt. Der Abwärtsdruck der Schweißrolle drückt die zu verschweißenden Kanten des Schweißgutes in die V-förmige Ringnut und preßt sie gegeneinander. Hierdurch wird derselbe Erfolg erzielt wie mit der Einrichtung nach den Abb. ι bis 3.

Das Schweißen der Naht mit der oben beschriebenen Einrichtung wird durch deren Anwendung vereinfacht und verbilligt, da es nunmehr nicht mehr erforderlich ist, wie bei den bisher üblichen Vorrichtungen die Kanten der zu verschweißenden Werkstücke beig sonders aneinander zu pressen. Trotzdem wird eine gute und feste Schweißung erzielt, da sie sich nach Art der Stauchschweißung vollzieht. Dieses letztere wird aus den Abb. 8 und 9 erkennbar, von denen die erstere zeigt, wie die zu verschweißenden Stücke 55 und 56 vor dem Einschalten des Stromes durch die besonders ausgebildete Schweißrolle zusammengedrückt werden, während aus der letzteren die unter Einwirkung des Stromes und des Schweißrollendruckes entstandene Stauchwulst 58 ersichtlicht ist. Beim Durchgang des elektrischen Stromes von einer Schweißrollenhälfte zur anderen durchläuft dieser nur ein kurzes Stück des Schweißgutes, welches infolge der hierdurch bewirkten besonders großen Erhitzung erweicht und durch das Gewicht der Schweißrolle und des Transformators herabgesetzt und gestaucht wird. Durch eine automatische Regelung des Schweißstromes wird dabei ein Verbrennen der Schweißnaht verhindert. Diese automatische Regelung beruht darauf, daß die Kontaktfläche zwischen den Elektroden und dem Werkstück schnell ansteigt, sobald die

4.0 Schweißrolle auf dem Schweißgut sich senkt. Bei gleichmäßiger Bewegung der Schweißrolle ist auch die Tiefe der Schweißung gleichmäßig, wenn die Arbeitsleistung sinkt oder die Primärspannung steigt, dann sinkt die Schweißrolle tiefer in die Enden des Schweißgutes ein und bewirkt dadurch eine größere Kontaktfläche und verhindert dadurch ein Verbrennen des Schweißgutes. Wenn in diesem eine harte Stelle vorkommt, so wird die Zunahme der Kontaktfläche verhindert und der Strom auf einen geringeren Querschnitt konzentriert. Diese Vorgänge spielen sich dabei im Verhältnis zur Schweißung selbst so schnell ab, daß eine Beeinflussung der Schweißnahtgüte nicht eintritt und eine gleichmäßige Schweißnaht erzielt wird.

Die V-förmige Ringnut in der Schweißrolle macht nicht nur besondere Vorrichtungen zum Zusammendrücken der zu verschweißenden Stücke überflüssig, sie bewirkt auch, daß das Metall der Schweißnaht selbst zu einem gewissen Grade zusammengedrückt und gepreßt wird. Durch die Konzentration des Schweißstromes auf einen kleinen Teil der Schweißnaht wird diese sehr schnell auf Schweißhitze gebracht. Durch Einrichtung der vorliegenden Erfindung wird auch ferner erzielt, daß durch beide Werkstücke der gleiche Strom hindurchgeht. Würde man nur eine einzelne Elektrode zum Zuführen des Stromes zu den vereinigten Platten oder Blechen verwenden, so würde der Strom sich ungleichmäßig verteilen, selbst dann, wenn in der Elektrode eine V-förmige Ringnut vorgesehen wäre, da fast stets eine die andere überragende Blechkante vorhanden ist, die dann den stärkeren Strom erhalten würde. Durch die vorliegende Erfindung wird dagegen dieser Übelstand vermieden.

Claims (4)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Vorrichtung zum elektrischen Nahtschweißen schwer zugänglicher Blechkanten, wie z. B. der Kanten von tief gewellten Blechen für Transiormatorenbehälter, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Höhenlage verschiebbaren Schweißrolle vereinigten Elektroden kegelförmige Arbeitsflächen besitzen, die eine V-förmige _go Ringnut bilden, derart, daß der Schweißstrom den zu verschweißenden, aufrecht gerichteten Blechkanten von der sie punktförmig berührenden Schweißrolle seitlich zugeführt wird und die Blechkanten gleichzeitig zusammengepreßt werden.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zu einer Schweißrolle vereinigten, eine V-förmige Ringnut bildenden Elektroden zwischen lang ausladenden Armen der Sekundärspule des Transformators festgeklemmt sind.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Transformator, dessen Sekundärwicklungsarme die zweiteilige Schweißrolle dreh- und auswechselbar einklemmen, an einem Wagengestell in vertikaler Richtung verstellbar hängt. no
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Kniehebelanordnung zum Heben und Senken des Transformators mit der Schweißrolle.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.