DE4119849A1 - Vorrichtung zur zufuehrung des schweissstromes an auf rollenboecken lagernden werkstuecken beim rundnahtschweissen - Google Patents

Description

Beim Elektro- oder Widerstandsschweißen ist es üblich, den Massekontakt mit Hilfe einer stromleitenden Schraubzwinge herzustellen. In neuerer Zeit ist man dazu übergegangen, anstelle der Schraubzwinge, deren Verwendungsmöglichkeit Grenzen gesetzt sind, Dauermagnete zu verwenden. Diese Dauermagnete haben einen starren Anschluß. Sie sind an allen Eisenteilen zu befestigen und können sogar frei hängend befestigt werden, da die Magnethaftkraft größer ist als das Eigengewicht der Magnetmasse.

Sollen rotationssymmetrische Werkstücke wie Rohre, Sammler od. dgl. rundnahtgeschweißt werden, muß, um einem Verdrillen des Massekabels vorzubeugen, die rotatorische Übertragung des Schweißstromes möglich sein. Dies geschieht bisher durch einen drehbaren Masseanschluß, bei dem ein durch Magnet am Werkstück befestigtes Gehäuse innen mit einer Schleiffläche aus Kohle bestückt ist, auf die mittels Federdruck ein mit dem Massekabel verbundenes, gegen das Gehäuse isoliertes, drehbar gelagertes Druckstück aus Kupfer oder Messing drückt und so den Schweißstrom in jeder Lage und beim Drehen kontinuierlich überträgt (DE 16 40 283). Das Massekabel wird dabei nicht mehr verdrillt. Nachteilig, bei dieser Lösung ist, daß die Stromübertragung über die relativ große Gehäuseaufstandsfläche auf das Werkstück erfolgt, wodurch ein sicherer Stromübergang nicht gewährleistet werden kann. Das Ablösen des Masseanschlusses ist außerdem mit Schwierigkeiten verbunden. Die Stromübertragung erfolgt zentrisch entlang der Rotationsachse, was einen ungleichmäßigen Verschleiß der Übertragungselemente nach sich zieht, womit eine Veränderung der wirksamen Kontaktfläche und damit des Stromübertragungsverhaltens eintritt.

Um einen sicheren Stromübergang zu dem Werkstück zu gewährleisten, den Verschleiß der Übertragungselemente zu vergleichmäßigen und das Ablösen auf einfache Art und Weise zu ermöglichen, ist bereits eine Vorrichtung unter Verwendung eines Dauermagneten bekannt, bei der ein als Klemmring ausgebildetes Gehäuse mit einem vorstehenden inneren Gewindebund den Dauermagneten, der mit einer mittigen Bohrung versehen ist, aufnimmt, in die Bohrung eine Buchse aus Isomliermaterial eingesetzt ist, in der der Zapfen eines Schleiftellers drehbar gelagert ist, an dem Schleifteller zwei Kohlebürsten anliegen, die von einem aus einem Bund und einem Zapfen gebildeten, gegen das Gehäuse isolierten Kohleträger gehalten sind, der wiederum von einem in den Gewindebund eingeschraubten Lagerkörper gehalten ist, auf den Zapfen des Kohleträgers innerhalb des Lagerkörpers eine Druckfeder aufgesetzt und der Zapfen außerhalb des Kohleträgers mit einem Anschluß für ein Massekabel versehen ist und auf der Befestigungsschraube des Klemmringes ein Hebel mit einer parallel zur hinteren Gehäusefläche verlaufenden Stirnfläche schwenkbar gelagert ist (DD 2 62 942).

Nachteilig bei dieser Vorrichtung ist, daß der Zapfen des Schleiftellers am gegenüberliegenden Ende schneidkantenähnliche Kontaktstellen zur Schweißstromübertragung auf das Werkstück aufweist, die bei den starken Schweißströmen sehr schnell verschleißen bzw. abbrennen.

Außerdem ist die zentrale Kontaktstelle der Kohlebürsten auf dem Schleifteller ungünstig, da es infolge der relativ langsamen Schleifgeschwindigkeit im Zentrum zu starken Abbranderscheinungen kommt und außerdem aufgrund der geringen Schleifkontaktfläche nur geringe Schweißströme übertragen werden können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung so auszubilden, daß die übertragbaren Schweißströme bei gleichzeitig verringertem Abbrand erheblich gesteigert werden können und ein gesonderter Antrieb für das Werkstück nicht erforderlich ist.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß in einem Gehäuse aus elektrisch nicht leitendem Material zentral über einen Achsbolzen ein Klemmfutter aus einem Klemmblock und einem Gegenhalter drehbar gelagert ist, das Klemmfutter mit einem Flansch des Grundkörpers an einem Stirnrad, das im vorderen Teil des Gehäuses angeordnet ist, befestigt ist, das Stirnrad mit einem Schleifring versehen ist, im hinteren Teil des Gehäuses ein Ankerring aus leitendem Material fest angeordnet und der Ankerring mit einem aus dem Gehäuse herausgeführten Massebolzen versehen ist, im Gehäuse weiterhin axial mehrere Kohlebürsten vorgesehen sind, die mit einem Ende an dem Schleifring anliegen und mit dem anderen Ende mit dem Ankerring verbunden sind und seitlich an das Gehäuse über einen Getriebeflansch ein Antriebsmotor angesetzt ist. Der Klemmblock besteht aus einem Grundkörper mit einem Führungskolben, der auf einer Seite auf einer manuell betätigbaren Exzenterwelle angeordnet ist und auf der anderen Seite einen elektrisch isolierten Klemmkolben aufnimmt. In weiterer Ausgestaltung ist der Gegenhalter dem Klemmblock gegenüberliegend angeordnet und aus zwei mit Abstand zueinander angeordneten Auflagestücken gebildet: Der Gegenhalter ist auswechselbar angeordnet.

An dem Gehäuse sind zwei Auflagestücke und im Achsbolzen eine Halteöse vorgesehen. In den Achsbolzen ist eine Aussparung eingearbeitet, in die ein Keil einsteckbar ist. Das Gehäuse ist am hinteren Teil durch einen Deckel aus elektrisch nicht leitendem Material und das Antriebsritzel durch eine Ritzelabdeckung abgedeckt.

Das Klemmfutter ist zum Gehäuse hin mittels einer aus drei Segmenten bestehenden Abdeckscheibe abgedichtet.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht der Vorrichtung im Teilschnitt,

Fig. 2 eine Vorderansicht der Vorrichtung,

Fig. 3 eine detaillierte Darstellung der Klemmfutterbetätigung in einer Seitenansicht,

Fig. 4 die Darstellung von Fig. 3 in der Vorderansicht,

Fig. 5 eine Seitenansicht der Vorrichtung mit einem Keilgehäuse,

Fig. 6 die Draufsicht der Vorrichtung nach Fig. 5.

Die Vorrichtung ist zum Zuführen des Schweißstromes und gleichzeitigem Drehen von auf Rollenböcken lagernden Werkstücken beim Rundnahtschweißen konzipiert und besteht im wesentlichen aus einem Gehäuse 3, einem Klemmfutter 1 und einem Antriebsmotor 8. Das aus elektrisch nicht leitendem Material gebildete Gehäuse 3 nimmt zentral über einen Achsbolzen 2 das Klemmfutter 1 auf. Im vorderen Teil des Gehäuses 3 ist ein Stirnrad 4 angeordnet. An diesem Stirnrad 4 ist das Klemmfutter 1 mit einem Flansch seines Grundkörpers befestigt. Das Stirnrad 4 ist auf seiner Rückseite mit einem Schleifring 6 versehen. Im hinteren Teil des Gehäuses 3 ist ein Ankerring 5 aus leitendem Material fest angeordnet. Der Ankerring 5 ist mit einem aus dem Gehäuse 3 herausgeführten Massebolzen 10 versehen. Im Gehäuse 3 sind weiterhin axial mehrere Kohlebürsten 12 vorgesehen, die mit einem Ende an dem Schleifring 6 anliegen und mit dem anderen Ende über eine Litze mit dem Ankerring 5 verbunden sind. Die Anpreßkraft wird dabei von einer Andrückfeder 11 aufgebracht. Seitlich an das Gehäuse 3 ist über einen Getriebeflansch der Antriebsmotor 8 angesetzt, der über einen Schneckenantrieb 9 und ein Antriebsritzel 13 mit dem Stirnrad 4 verbunden ist. Der Klemmblock 14 des Klemmfutters 1 besteht aus einem Grundkörper 16 mit einem als Federspeicher 7 ausgelegten Führungskolben 17, der auf einer Seite auf einer Exzenterwelle 18 angeordnet ist und auf der anderen Seite einen elektrisch isolierten Klemmkolben 19 aufnimmt. Die Exzenterwelle 18 ist manuell über einen Hebel 23 mit einem Kugelgriff 24 betätigbar. Der Gegenhalter 15 an dem Klemmfutter 1 ist dem Klemmblock 14 gegenüberliegend angeordnet und aus zwei mit Abstand zueinander angeordneten elektrisch leitenden Profilstücken gebildet. Der Gegenhalter 15 ist auswechselbar an dem Klemmfutter 1 angeordnet. Das Gehäuse 3 ist zweckmäßig aus einem kompakten Block gebildet, in den von beiden Seiten entsprechende Ausnehmungen eingearbeitet sind. Am hinteren Teil ist das Gehäuse 3 durch einen Deckel aus elektrisch nicht leitendem Material abgedeckt.

Das Antriebsritzel 13 ist durch eine Ritzelabdeckung abgedeckt, während die Abdichtung des Klemmfutters 1 zum Gehäuse 3 hin mittels einer aus drei Segmenten bestehenden Abdeckscheibe erfolgt.

Die Vorrichtung findet für das Schweißen rotationssymmetrischer Werkstücke, z. B. Rohre für Gerüstelemente, Anwendung. Dazu wird das Rohrende 21 auf die Auflagestücke des Klemmfutters 1 aufgelegt, bis an den Grundkörper des Klemmfutters 1 geschoben und anschließend durch Betätigen der Exzenterwelle 18 über den Hebel 23 mit dem Kugelgriff 24 durch Verschieben des Führungskolbens 17 festgespannt. Die Anpreßkraft wird durch den federbelasteten Klemmkolben 19 aufgebracht. Das andere Ende des Rohres liegt auf einem Rollenbock auf. Der Massebolzen 10 der Vorrichtung wird mit dem Massekabel des Schweißaggregates verbunden. Nach dem Netzanschluß des Antriebsmotors 8 wird dieser eingeschaltet. Die Drehbewegung des Antriebsmotors 8 wird über das Antriebsritzel 9 auf das Stirnrad 4 und damit auf das Klemmfutter 1 mit dem eingespannten Rohr übertragen. Die Drehzahl des Antriebsmotors 8 ist der optimalen Schweißgeschwindigkeit anzupassen. Über den Massebolzen 10 wird der Schweißstrom auf den Ankerring 5 und von dort über die Litze sowie die Kohlebürsten 12, den Schleifring 6, das Stirnrad 4 und das Klemmfutter 1 auf das zu schweißende Rohr übertragen. Damit sind Kraft- und Masseschluß zum Werkstück gewährleistet, wobei der Schweißstrom großflächig und ohne große Verschleißerscheinungen übertragen wird. Durch den Antriebsmotor 8 und das Massekabel wird infolge der Eigenmasse das Rückdrehmoment der Vorrichtung ohne eine zusätzliche Momentenstütze aufgenommen. Zur Vervollständigung der Rohre für die Gerüstelemente sind an die Rohrenden 21 geschmiedete Keilgehäuse 20 anzuschweißen. Um diese Keilgehäuse 20 spannen zu können, sind an dem Gehäuse 3 zwei Auflagestücke 22 und im Achsbolzen 2 eine Halteöse 25 vorgesehen. Zum Spannen des Keilgehäuses 20 wird dieses auf den Achsbolzen 2 aufgeschoben und quer dazu ein Keil 26 eingesteckt.

Die Lage und Stellung der Auflagestücke 22 und der Halteöse 25 untereinander zu dem Keilgehäuse 20 sorgen beim Verkeilvorgang für eine axiale Justierung des Keilgehäuses 20, wodurch das auf einen vorhandenen zylindrischen Ansatz am Keilgehäuse 20 aufgesteckte Gerüstrohr 27 fertigungsgerecht positioniert ist. Diesen Spannvorgang zeigen Fig. 5 und Fig. 6.

Claims (8)

1. Vorrichtung zur Zuführung des Schweißstromes an auf Rollenböcken lagernden Werkstücken beim Rundnahtschweißen, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Gehäuse (3) aus elektrisch nicht leitendem Material zentral über einen Achsbolzen (2) ein Klemmfutter (1) aus einem Klemmblock (14) und einem Gegenschalter (15) drehbar gelagert ist, das Klemmfutter (1) mit einem Flansch des Grundkörpers an einem Stirnrad (4), das im vorderen Teil des Gehäuses (3) angeordnet ist, befestigt ist, das Stirnrad (4) mit einem Schleifring (6) versehen ist, im hinteren Teil des Gehäuses (3) ein Ankerring (5) aus leitendem Material fest angeordnet und der Ankerring (5) mit einem aus dem Gehäuse (3) herausgeführten Massebolzen (10) versehen ist, im Gehäuse (3) weiterhin axial mehrere Kohlebürsten (12) vorgesehen sind, die mit einem Ende an dem Schleifring (6) anliegen und mit dem anderen Ende mit dem Ankerring (5) verbunden sind und seitlich an das Gehäuse (3) über einen Getriebeflansch ein Antriebsmotor (8) angesetzt ist, der über ein Antriebsritzel (13) mit dem Stirnrad (4) verbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Klemmblock (14) aus einem Grundkörper (16) mit einem Führungskolben (17) besteht, der auf einer Seite auf einer manuell betätigbaren Exzenterwelle (18) angeordnet ist und auf der anderen Seite einen elektrisch isolierten Klemmkolben (19) aufnimmt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenhalter (15) dem Klemmblock (14) gegenüberliegend angeordnet und aus zwei mit Abstand zueinander angeordneten Profilstücken gebildet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenhalter (15) auswechselbar an dem Klemmfutter (1) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Gehäuse (3) zwei Auflagestücke (22) und im Achsbolzen (2) eine Halteöse (25) vorgesehen sind sowie in den Achsbolzen (2) eine Aussparung eingearbeitet ist, in die ein Keil (26) einsteckbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (3) am hinteren Teil durch einen Deckel aus elektrisch nicht leitendem Material abgedeckt ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Klemmfutter (1) zum Gehäuse (3) hin mittels einer aus drei Segmenten bestehenden Abdeckscheibe abgedichtet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsritzel (9) durch eine Ritzelabdeckung abgedeckt ist.