DE4107984C2

DE4107984C2 - Electrode block for butt and flash butt welding machines

Info

Publication number: DE4107984C2
Application number: DE4107984A
Authority: DE
Inventors: Tilmann Von Dem Dipl Knesebeck; Ludwig Dr Ing Pabst
Original assignee: Hess Engineering Inc
Current assignee: Hess Engineering Inc
Priority date: 1991-03-13
Filing date: 1991-03-13
Publication date: 1996-05-30
Anticipated expiration: 2011-03-14
Also published as: ES2054555B1; ES2054555R; FR2673870A1; ITMI920577A0; DE4107984A1; ITMI920577A1; GB2254815B; GB2254815A; ES2054555A2; NL9200482A; IT1254268B; GB9205357D0

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Elektrodenbock für Preßstumpf- und Abbrennstumpfschweißmaschinen mit durch eine Flüssigkeit gekühltem Elektrodenhalter, wobei die Elektrode nach Verschleiß auswechselbar ist.The invention relates to an electrode block for Press butt and flash butt welding machines with through a liquid cooled electrode holder, the The electrode can be replaced after wear.

Ein derartiger Elektrodenbock ist z. B. aus dem Prospekt der Fa. Miebach, Dortmund, "Hochleistungs-Breitband- Abbrenn-Stumpfschweißmaschinen", WS 4/7/69, Seiten 1-28 bekannt. Wegen der geringen Schweißzeit und Einschaltdauer der Maschinen kann bei der dort beschriebenen Anlage auf eine Wasserkühlung verzichtet werden. Such an electrode block is e.g. B. from the prospectus from Miebach, Dortmund, "high-performance broadband Flash butt welding machines ", WS 4/7/69, pages 1-28 known. Because of the short welding time and Duty cycle of the machines can be found there described system dispenses with water cooling will.

Bei solchen Maschinen, die in aller Regel eine Vielzahl von Elektroden aufweisen, muß der Elektrodenwechsel oft erfolgen, weil die Elektroden infolge der mechanischen und elektrischen Beanspruchung einem starken Verschleiß unterliegen. Der Elek trodenwechsel wirkt sich äußerst ungünstig auf den Arbeitsab lauf aus, weil die Auswechselzeit je Elektrode bis zu 30 min. dauert und somit kostenverursachend ist. Kosten entstehen aber auch aus dem Materialverbrauch, denn die durch den Verschleiß nicht mehr maßhaltigen Elektroden werden in aller Regel nicht mehr wiederverwendet.In such machines, which usually have a variety of Electrodes, the electrodes must be changed often, because the electrodes due to the mechanical and electrical Heavy wear and tear. The elec Changing the trode has an extremely unfavorable effect on the work run out because the replacement time per electrode up to 30 min. takes time and is therefore cost-causing. But there are costs also from material consumption, because of wear electrodes that are no longer dimensionally stable are generally not more reused.

Hieraus erwuchs die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, den Elektrodenhalter so auszubilden, daß die Auswechselzeit der Elektroden gegenüber bekannten Systemen verkürzt wird und die Wiederverwendung abgebrannter Elektroden ohne weiteres möglich ist.This gave rise to the object on which the invention is based, train the electrode holder so that the replacement time of the Electrodes is shortened compared to known systems and the Reused spent electrodes are easily possible is.

Die Lösung dieser Aufgabe bei einem wie vorher genannten Elek trodenhalter besteht, was die Hauptsache angeht, darin, daß je Elektrodenbock in der betreffenden Maschine mehrere auswechsel bare Elektrodenhalter in Vorrat gehalten sind und diese Halter über eine Art Bajonettverschluß mit dem Elektrodenbock ver bunden und mit jeweils unterschiedlich angehobener Aufla ge für die Auflagefläche der Elektrode versehen sind, so daß im Rahmen des Auswechselns der Elektroden jeweils eine durch Ver schleiß verkürzte Elektrode in dem nächstfolgenden Elektroden halter mit angehobenem Niveau der Auflage wiederverwertbar ist. Bisher wurden die Elektroden, wenn sie wegen Verschleißes aus gewechselt werden mußten, aus ihrer Einspannung umständlich ge löst. Nach der Erfindung ist das anders: Die durch Verschleiß verkürzte Elektrode wird nachgearbeitet, und zwar in dem Maß des Verschleißes. Die jetzt verkürzt angefallene Elektrode ist wie derverwendbar, weil sie nun in einen Elektrodenhalter mit um das Maß der Nacharbeit angehobener Auflage für die Paßfläche einge setzt wird. Zeitsparend und deshalb auch kostensparend wirkt sich zusätzlich aus, daß das Auswechseln der Elektrode mitsamt dem Elektrodenhalter erfolgt, wobei lediglich eine Art Bajonett zu lösen ist, dies also mit einem Handgriff, der kaum Zeit bean sprucht. Es versteht sich von selber, daß die Elektrode für ihr Nacharbeiten vorteilhafterweise in den nächsthöheren Halter ein gesetzt wird.The solution to this problem with a previously mentioned Elek Trodenhalter, as far as the main thing is concerned, is that ever Replace several electrode blocks in the machine concerned bare electrode holders are kept in stock and these holders ver with a kind of bayonet lock with the electrode bracket bound and with differently raised editions GE are provided for the contact surface of the electrode, so that in Frame of replacing the electrodes one by ver wear shortened electrode in the next electrode holder with a higher level of circulation is recyclable. So far, the electrodes have been worn out due to wear had to be changed, out of their confinement ge solves. This is different according to the invention: that due to wear shortened electrode is reworked to the extent of Wear. The now shortened electrode is like the usable because they are now in an electrode holder with around the Measure of rework raised support for the fitting surface is set. It saves time and therefore also saves costs additionally that the replacement of the electrode together with the electrode holder, with only one type of bayonet can be solved with a handle that takes up little time speaks. It goes without saying that the electrode is for her Rework advantageously in the next higher holder is set.

In Ausgestaltung der Lösung nach Anspruch 1 ist vorgesehen, daß (vgl. Anspruch 2) der Elektrodenhalter ein quaderförmiger Körper ist, in dem in einer Ausnehmung die jeweilige Auflage für die Elektrode nach Art einer Stufe untergebracht ist. Von besonderem Vorteil ist, daß, was Anspruch 3 besagt, der Ba jonettanschluß des Elektrodenhalters an den Elektrodenbock über einen in einer T-Nut im Elektrodenhalter liegenden Gleitstein unter dem Zug eines Kolbens erfolgt, wobei an dieser Stelle die Keilwirkung geneigter Flächen - nämlich Fläche und Gegenfläche - ausgenutzt wird. Dabei wird der Kolben - vgl. Anspruch 4 - mit einem Druckmedium gespannt. Zum Lösen des Verschlußes drückt z. B. eine Feder nach Abschalten des Drucks den Kolben in Rich tung T-Nut.In an embodiment of the solution according to claim 1 it is provided that (cf. claim 2) the electrode holder is a cuboid Body is in which the respective edition in a recess for the electrode is housed like a step. It is of particular advantage that, as claimed in claim 3, the Ba jonet connection of the electrode holder to the electrode block a sliding block in a T-slot in the electrode holder under the pull of a piston, at which point the Wedge effect of inclined surfaces - namely surface and counter surface - is exploited. The piston - cf. Claim 4 - clamped with a pressure medium. Press to release the lock e.g. B. a spring after switching off the pressure in rich piston T-groove.

Ein besonderer Fall wird mitgelöst, wenn der Elektrodenhalter von einer Kühlflüssigkeit durchflossen wird, worauf sich die Ansprüche 5, 6 und 7 beziehen. Für diesen Fall ist der Elektro denhalter mit einem Kanalsystem versehen, zu dem der Zulauf und der Ablauf der Flüssigkeit über den Elektrodenbock erfolgt. Weil dann - bei eingesetztem Elektrodenhalter - Zu- und Abläufe in dem einen und dem anderen Teil den Spalt dieser Teile über brückend aneinanderliegen, ist an dieser Stelle in dem Elektro denbock jeweils in einer Vertiefung eine Dichtung vorgesehen. Und damit beim Lösen des Elektrodenhalters von dem Elektroden bock Kühlflüssigkeit nicht austritt, ist die Leitung in dem Elektrodenbock über ein Umschaltventil an eine Druckluftquelle anschließbar, damit vor dem Entfernen des Elektrodenhalters sämtliche Leitungen von Flüssigkeit freigeblasen werden können.A special case is solved when the electrode holder is flowed through by a coolant, whereupon the Claims 5, 6 and 7 relate. In this case, the electrical is provide the holder with a duct system to which the inlet and the liquid runs off via the electrode block. Because then - with the electrode holder inserted - inlets and outlets in one and the other part over the gap of these parts are bridging each other at this point in the electro denbock each provided a seal in a recess. And thus when the electrode holder is released from the electrodes bock coolant does not escape, the line is in the Electrode block via a changeover valve to a compressed air source connectable so that before removing the electrode holder all lines can be blown free of liquid.

In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Lösung gemäß der Erfindung dargestellt. Es zeigen: In the drawings, an embodiment of the solution is according to presented the invention. Show it:

Fig. 1 einen Schnitt durch den Elektrodenbock mit Elektrodenhalter und Elektrode und die bajonettartige Verbindung des Elektrodenhalters zum Elektrodenbock, Fig. 1 shows a section through the electrode block with the electrode holder and electrode, and the bayonet-type connection of the electrode holder to the electrode Bock,

Fig. 2 das Kanalsystem für Kühlflüssigkeit aus dem Elektrodenbock zum Elektrodenhalter hin. Fig. 2 shows the channel system for coolant from the electrode block to the electrode holder.

Fig. 1 veranschaulicht die Einheit zwischen Elektrodenbock 1 und Elektrodenhalter 2 mit der Elektrode 4. Die Haltefunktion für die Elektrode in ihrem Halter übt die Schraubverbindung 7 aus, die, damit sie die Anordnung nicht stört aber trotzdem zu verlässig ist, von unten gegenüber der wirksamen Oberseite der Elektrode, deren Paßfläche 5 gegen die Auflage 3 in dem Elek trodenhalter zieht. Diese Paßfläche ist in dieser oder ähn licher Form in jedem Fall erforderlich, weil so der richtige Abstand der Elektrode zur Schweißstelle gewährleistet ist. Weil bei der Erfindung in erster Linie an die Wiederverwendung der durch Verschleiß unbrauchbar gewordenen Elektroden gedacht ist, ist für den Fall, daß trotz Nacharbeit der Elektrode keine Änderung im Elektrodenniveau auftreten darf, vorgesehen, daß je Elektrodenbock 1 mehrere Elektrodenhalter 2 . . ., z. B. fünf, be reit- und in Vorrat gehalten werden; dabei ist jeder dieser Hal ter mit unterschiedlich hochliegender Auflage 3 für die Paßflä che 5 der Elektrode 4 ausgestattet. Mit anderen Worten, jene Auflage ist von Elektrodenhalter zu Elektrodenhalter (je Elek trodenbock) angehoben, und zwar in dem Maß des Verschleißes der Elektrode, so daß der Verschleiß, der Verkürzung für die Elek trode bedeutet, in dem nächstfolgenden Elektrodenhalter mit an gehobenem Niveau ausgeglichen ist. Mithin wird auf diese Weise erreicht, daß Elektrode, die dem Verschleiß unterlagen, wieder verwendet werden können. Es ist zweckmäßig, jene Auflage 3 als Stufe 8 in dem Elektrodenhalter auszubilden. Fig. 1, the unit electrodes between block 1 and electrode holder 2 illustrates the electrode 4. The holding function for the electrode in its holder exerts the screw 7 , which, so that it does not disturb the arrangement but is still reliable, from below to the effective top of the electrode, the mating surface 5 pulls against the pad 3 in the elec trode holder. This mating surface is required in this or similar form in any case, because it ensures the correct distance between the electrode and the weld. Because the invention is primarily intended to reuse the electrodes that have become unusable due to wear, it is provided that, in spite of the electrode being reworked, no change in the electrode level is permitted, there are several electrode holders 2 per electrode block 1 . . ., z. B. five, be ready and kept in stock; each of these Hal is equipped with a differently lying support 3 for the passport surface 5 of the electrode 4 . In other words, that edition is raised from electrode holder to electrode holder (per electrode block), to the extent of the wear of the electrode, so that the wear, which means shortening the electrode, is compensated for in the next electrode holder with at a higher level is. It is thus achieved in this way that electrodes which have been subject to wear can be reused. It is expedient to design that support 3 as a step 8 in the electrode holder.

In Verfolgung des Gedankens, Kosten zu sparen, ist dann noch da für Sorge getragen, daß die Prozedur des Auswechselns schneller als bisher erfolgen kann, was sich ebenfalls kostensparend aus wirkt. Bei dem Auswechseln verbleibt nämlich die Elektrode 4 in ihrem Halter 2, in dem sie durch die Schraubverbindung 7 befe stigt ist. Als Bauteil ist der Elektrodenhalter 2 ein quaderför miger Körper, der in einer Ausnehmung 6 in dem Elektrodenbock 1 liegt. Dort ist der Elektrodenhalter zuverlässig lagegesichert und so fest gehalten, daß ein möglichst geringer Kontaktwider stand vorliegt; zugleich aber auch schnell lösbar. Dies ist da durch erreicht, daß der Elektrodenhalter 2 auf der Rückseite eine eingearbeitete T-Nut 10 aufweist, zu der ein Gleitstein 12 gehört; über diesen Gleitstein wird von einem Kolben 14 der Elektrodenhalter nach hinten an den Elektrodenbock gezogen, so bald der Kolben über die Bohrung 20 mit einem Druck beaufschlagt wird. Gleitstein und T-Nut erlauben in ihrem Zusammenwirken, daß die Verbindung zwischen Elektrodenbock und Elektrodenhalter leicht und schnell lösbar ist, nämlich durch eine Schiebebewe gung des Elektrodenhalters zur Seite. Um die Lagesicherung die ser Verbindung zu erhöhen, ist die Rückseite des Elektrodenhal ters einwärts geneigt (vgl. Fläche 9), und diese Fläche liegt einer ebenso geneigten Fläche an dem Elektrodenbock an (vgl. Gegenfläche 13), so daß mit der weiteren Fläche als Auflage (vgl. Fläche 13′) der Elektrodenhalter 2 unter Keilwirkung in der Ausnehmung 6 des Elektrodenbocks fest gehalten ist.In pursuit of the idea of saving costs, care is then also taken to ensure that the replacement procedure can be carried out faster than before, which also has a cost-saving effect. When changing, namely, the electrode 4 remains in its holder 2 , in which it is BEFE Stigt by the screw 7 . As a component, the electrode holder 2 is a quaderför shaped body, which lies in a recess 6 in the electrode block 1 . There the electrode holder is reliably secured in position and held so firmly that the contact resistance was as low as possible; at the same time, it can also be quickly removed. This is achieved by the fact that the electrode holder 2 has an incorporated T-groove 10 on the back, to which a sliding block 12 belongs; A piston 14 is used to pull the electrode holder to the rear of the electrode block via this sliding block, as soon as pressure is applied to the piston via the bore 20 . In their interaction, the sliding block and the T-slot allow the connection between the electrode bracket and the electrode holder to be released quickly and easily, namely by sliding the electrode holder to the side. In order to increase the positional security of this connection, the back of the electrode holder is inclined inwards (cf. surface 9 ), and this surface lies on an equally inclined surface on the electrode block (cf. counter surface 13 ), so that with the further surface as Pad (see. Surface 13 ') of the electrode holder 2 is held firmly under wedge action in the recess 6 of the electrode block.

Die Feder 11 ist in einer Zylinderbohrung 15 in dem Elektroden bock untergebracht und wirkt dort auf den im Zylinder geführten Kolben 14 als Brücke zu dem Gleitstein 12 in der T-Nut 10. So bald der Kolben 14 vom Druck entlastet ist, drückt die Feder 11 den Kolben 14 und somit den Nutstein in Richtung T-Nut. Damit ist der Bajonettverschluß gelöst.The spring 11 is accommodated in a cylinder bore 15 in the electrode block and acts there on the piston 14 guided in the cylinder as a bridge to the sliding block 12 in the T-slot 10 . As soon as the piston 14 is relieved of pressure, the spring 11 presses the piston 14 and thus the sliding block in the direction of the T-slot. So that the bayonet lock is released.

Diese konstruktive Anordnung erlaubt es, daß der Nutstein 12, wenn er nach dem Entfernen des Elektrodenhalters 2 im Rahmen der Auswechselprozedur der Elektrode vorübergehend freiliegt, in zu gänglicher Lage verbleibt, was ja für das Einsetzen eines ande ren Elektrodenhalters notwendig ist. Erreicht wird dies dadurch, daß der Kolben 14 in Druckrichtung der Feder 11 auf einen An schlag 19 trifft, so daß der Nutstein 12, aus der freiliegenden, nur unwesentlich zur gespannten Lage bewegt werden muß.This constructive arrangement allows the nut 12 , if it is temporarily exposed after the removal of the electrode holder 2 as part of the electrode replacement procedure, in an accessible position, which is necessary for the insertion of another electrode holder. This is achieved in that the piston 14 in the pressure direction of the spring 11 strikes at 19 , so that the sliding block 12 , from the exposed, only has to be moved insignificantly to the tensioned position.

Oft ist es notwendig, den Halter für die Elektrode zu kühlen, was vorteilhafterweise mit einer Flüssigkeit geschieht. Für die sen Fall ist bei der Lösung nach der Erfindung, wie Fig. 2 zeigt, ein Kanalsystem 16 im Elektrodenhalter 2 vorgesehen. Der An schluß für die Kanäle liegt in dem Elektrodenbock 2 und besteht aus einer Leitung 17 in Form von Bohrungen. An der Stelle, an der der Zufluß aus dem Elektrodenbock in den Elektrodenhalter und wieder zurück erfolgt, decken sich die Bohrungen des Kanal systems 16 und der Leitung 17. Um schädliche Leckage an dieser Stelle des Überganges von dem einen zu dem anderen Bauteil zu vermeiden, ist eine Vertiefung in dem Elektrodenbock 1 eine Ringdichtung 18 eingelegt. Und damit bei dem Wechsel der Elek trodenhalter Flüssigkeit nicht auszufließen vermag, ist vorge sehen, daß - noch außerhalb des Elektrodenbockes 1 - ein Um schaltventil (nicht gezeichnet) zu einer Druckluftquelle liegt, so daß es möglich wird, jeweils vor dem Lösen eines Elektroden halters von dem Elektrodenbock nicht nur den Zufluß der Kühl flüssigkeit zu stoppen, sondern auch die Restflüssigkeit aus dem Kanalsystem 16 und der Leitung 17 herauszublasen.It is often necessary to cool the holder for the electrode, which is advantageously done with a liquid. For this case, a channel system 16 is provided in the electrode holder 2 in the solution according to the invention, as shown in FIG. 2. At the circuit for the channels is in the electrode block 2 and consists of a line 17 in the form of holes. At the point where the inflow from the electrode block into the electrode holder and back again, the bores of the channel system 16 and the line 17th In order to avoid damaging leakage at this point of the transition from one component to the other, a recess is inserted in the electrode bracket 1, an annular seal 18 . And so that when changing the electrode holder liquid is not able to flow out, it is easily seen that - still outside the electrode block 1 - a switching valve (not shown) to a compressed air source, so that it becomes possible, before each release of an electrode holder of the electrode block not only to stop the inflow of the cooling liquid, but also to blow out the residual liquid from the channel system 16 and the line 17 .

Claims

1. Elek trodenbock for butt and flash welding machines with an electrode holder cooled by a liquid, the electrode being replaceable after wear, characterized in that several interchangeable electrode holders ( 2 ) are kept in stock per electrode block ( 1 ) in the machine in question and these holders are connected via a type of bayonet connection to the electrode bracket ( 1 ) and are each provided with a differently raised support ( 3 ) for the mating surface ( 5 ) of the electrode ( 4 ), so that each time the electrodes are replaced, one is shortened due to wear Electrode in the next electrode holder with a raised level of the support ( 3 ) is reusable.

2. Electrode bracket according to claim 1, characterized in that the electrode holder ( 2 ) is a cuboid body with a recess ( 8 ) for the via a screw connection ( 7 ) festge held electrode ( 4 ), the differently raised support from electrode holder to electrode holder ( 3 ) is formed by a step ( 8 ) in the recess ( 8 ).

3. Electrode bracket according to claims 1 or 2, characterized in that the cuboid electrode holder ( 2 ) has a-a downward inclined surface ( 9 ) and there a T-groove ( 10 ) in which a rearward pull of a piston ( 14 ) standing slot nut ( 12 ), with which the electrode holder with the inclined surface ( 9 ) is pressed against a corresponding inclined counter surface ( 13 ) in the electrode block under wedge action.

4. Electrode block according to claim 3, characterized in that the sliding block ( 12 ) merges into a piston ( 14 ) with a guide in a hollow cylinder ( 21 ) and this piston ( 14 ) under the action of the pressure medium through the bore ( 20 ) stands tense behind.

5. Electrode bracket according to one of claims 1 to 4, characterized in that when the electrode holder ( 2 ) is cooled with a liquid, this holder is provided with a channel system ( 16 ), the outlet and inlet of which are congruent with the outlet and inlet of the Line ( 17 ) for the coolant in the electrode block.

6. Electrode bracket according to claim 5, characterized in that this bracket at the points of entry and exit of the line ( 17 ) has a seal ( 18 ) for sealing the gap between the electrode bracket and the electrode holder.

7. Electrode bracket according to claims 5 or 6, characterized in that the line ( 17 ) for the cooling liquid can still be connected outside of the electrode bracket via a changeover valve to a compressed air source.