DE543996C - Verfahren und Vorrichtung zum Vereinigen der Haelse von Radiatorenabschnitten mittels elektrischer Widerstandsschweissung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Maschine zum Vereinigen der Hälse von Radiatorenabschnitten oder anderer Rohrenden mittels elektrischer Widerstandsschweißung unter Verwendung einer inneren und einer äußeren Elektrode. Das Neue der Erfindung gegenüber bekannten Verfahren dieser Art beruht im wesentlichen darin, daß der inneren Elektrode während der Schweißung außer einer rollenden Bewegung entlang der inneren Wand des Arbeitsstückes eine hin und her gehende Axialbewegung erteilt wird. ·

Eine Maschine nach der Erfindung zeichnet sich besonders durch geminderten Energieverbrauch, ferner durch geringe Betriebskosten usw. aus, da den Elektroden durch ihre neuartige Antriebsweise große Haltbarkeit gegeben ist, die noch durch Nachstellbarkeit derselben wesentlich erhöht wird.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen erläutert, welche eine Ausführungsform der Schweißmaschine zeigen.

Abb. ι ist ein Vertikalschnitt durch ein Schweißaggregat,

Abb. 2 ein Schnitt nach der Linie II-II der Abb. i,

Abb. 3 ein Schnitt nach der Linie IH-III der Abb. 1,

Abb. 4 ein Schnitt nach der Linie IV-IV der Abb. 1, und

Abb. 5 zeigt einen Schnitt nach der Linie V-V der Abb. 1.

Abb. 6 ist eine Stirnansicht der Maschine mit zwei Schweißaggregaten, die einen aus zwei Abschnitten 34 bestehenden Radiator in der Maschine montiert mit den äußeren Elektroden zeigt, wobei in dem einen Aggregate die Elektroden geschlossen und in dem anderen Aggregate offen dargestellt sind.

Abb. 7, 8 zeigen eine Endansicht des linken Schweißaggregates mit geschlossener bzw. offener äußerer Elektrode.

Die Maschine enthält zwei gleiche Schweißaggregate, damit die beiden Hälse eines Abschnittes unmittelbar nacheinander geschweißt werden können, ohne den Radiator verrücken zu müssen. Diese Aggregate können an einen gemeinsamen oder an getrennte Transformatoren angeschlossen sein.

Auf Grund der verschiedenen Abnutzung der Elektroden ist es unmöglich, die Elektrodengruppen stets gleichmäßig zu halten, weshalb es wichtig ist, daß das Schweißen mit den beiden Aggregaten nicht gleichzeitig ausgeführt wird.

Die beiden Hälften 1 und 2 der geteilten, äußeren Elektrode (Abb. 1, 6 und 7) sind durch Klemmstücke 3 und 4 (Abb. 1 und 6)

an Schiebern 5 und 6 (Abb. 1 und 6) befestigt, welche vertikal auf dem Teile 7 (Abb. ι und 6) beweglich sind, der durch die Stange 8 (Abb. 1, 6 und 7) mit dem einen Endeg der Sekundärwicklung48 des Schweißtransformators (Abb. 1) in Verbindung steht. Die in ihrer Grundform zylindrische innere Elektrode 11 (Abb. 1, 3, 4, 5 und 6) ist mit einer gewissen Neigung in einem Teil 12 (Abb. i, 3, 4 und 5) gelagert, welcher durch ein federndes Paket 13 aus Metallblechen beweglich und elektrisch mit dem Teil 14 (Abb. i, 4 und 5 j verbunden ist. Der Teil 14 ist in dem Gestellteil 15 (Abb. 1, 4, 5 und 6) drehbar gelagert. Der Teil 15 steht durch die Stange 16 (Abb. 1, 6 und 7) in leitender Verbindung mit dem Ende iS (Abb. 1 und 6) der Sekundärwicklung 4S des Transformators. Die Teile 7 und 15 sind durch eine nichtleitende Schichtig (Abb. 1) und durch die Isolierplatten b und die Isolierhülsen a der Bolzen c, die die beiden Teile verbinden, gegeneinander isoliert. Der Teil 14 ist an einem Ende als Schraubenrad 20 ausgebildet (Abb. 1), das von der auf der Achse 21 (Abb. 1) angebrachten Schraube 22 getrieben wird. Auf der inneren Elektrode 11 (Abb. 1) ist eine als Zahnrad 24 ausgebildete Hülse (Abb. ι und 3) mittels einer konischen Klemmhülse 23 und einer Mutter 28 befestigt; das genannte Zahnrad greift in einen mit inneren Zähnen versehenen Zahnring 25 (Abb. ι und 3) ein. Auf der Hülse des Zahnrades 24 sitzt eine drehbare Rolle 26 (Abb. 1), die in eine Nut 2γ eines Zahnringes 29 eingreift, welcher in einem festen Teil 30 (Abb. 1) drehbar gelagert ist. Der Ring 29 steht mittels eines Zahnrades 31·, dessen Achse e und des Schneckenrades 32 in Verbindung mit der Schraube 22 (Abb. 1), von welcher er seine Bewegung erhält.

Der Teil33 der inneren Elektroden, der mit dem Hals des Radiators (Abb. 1, 6 und 7) in Berührung kommt, ist konisch, und die Konizität sowie die Neigung der Elektrode im Teil 12 (Abb. 1) sind derart gewählt, daß die Berührungslinie des Kegels mit dem Halse beinahe parallel zur Achse des Teiles 14 und dadurch auch parallel zur Achse der Verbindungskanäle k der Radiatorenabschnitte verläuft. Natürlich kommen kleine Variationen in der genannten Stellung vor, die durch die Abnutzung der Elektroden und durch Verschiedenheiten in der Dicke des Arbeitsstückes bedingt sind, aber diese Variationen sind so unbedeutend, daß sie die Beschaffenheit der Schweißung nicht beeinflussen.

Die Schieber 5 und 6 (Abb. 1 und 6) können mittels Stangen 35 und 36 (Abb. 6 und 7) auf und nieder bewegt werden und infolgedessen jede der beiden äußeren Elektroden schließen und öffnen. Die Stangen 35 und 36 erhalten ihre Bewegung von Wellenbundscheiben 41 und 42 auf der Achse 43 unter Vermittlung der Hebel 44 und 46 (Abb. 6, 7 und 8). Die Wellenbundscheibenachse 43 steht durch eine geeignete, nicht gezeigte Übersetzung mit der Achse 21 (Abb. i, 6, 7 und 8) in Verbindung.

Die innere Elektrode 11 wird durch Federn 37 (Abb. 5) unter Vermittlung von Bügeln 38, 39 und eines Stiftes 40 (Abb. 1 und 5) gegen das Arbeitsstück gedrückt, wobei Stift 40 an Teil 12 anliegt. Dieser hat innerhalb des Teiles 14 etwas Spiel, so daß er bei Federn der Metallbleche 13 in radialer Richtung etwas pendeln kann.

Wenn nun zwei Radiatorenabschnitte 34 zusammengeschweißt werden sollen, wird zuerst die äußere Elektrode 1 um die Radiatorhülse geschlossen, von welchen der eine in den anderen hineingeschoben worden ist (<?, Abb. 1). Dann wird der Primärkreis 47 des Transformators geschlossen, unmittelbar danach wird die Schraube 22 in Bewegung gesetzt, z. B. dadurch, daß sie auf bekannte Weise mittels Klauenkupplung mit der Achse 21 (Abb. 1) in Verbindung gebracht wird. Wenn der Teil 14 eine Drehung gemacht hat, wird die Kupplung zwischen der Achse 21 und der Schraube 22 gelöst, wonach die äußere Elektrode sich öffnet und in der offenen Lage bleibt. Während der Teil 14 rotiert, beschreibt die Mitte des konischen Teiles 33 der inneren Elektrode 11 einen Kreis um die Mitte der Abschnitthälse, während der konische Teil an der inneren Seite des inneren Halses in an sich bekannter Planetenbewegung entlang rollt. Dadurch, daß die Zähnezahlen des Zahnrades 24 und des Teiles 25 so gewählt sind, daß sie sich etwa verhalten wie der Durchmesser der inneren Elektrode zu dem inneren Durchmesser des Arbeitsstückes,, wird die Bewegung der inneren Elektrode relativ zum Arbeitsstück eine nahezu korrekte rollende Bewegung; die Reibung zwischen der inneren Elektrode und dem Arbeitsstück wird so natürlich bedeutend geringer als bei einer nur durch Reibung hervorgebrachten rollenden Bewegung. Infolgedessen ist die Abnutzung der inneren Elektrode sehr gering.

Beim Abrollen der inneren Elektrode auf dem Arbeitsstück bewegt sie sich auf Grund des Eingriffs der Rolle 26 (Abb. 1) in die Nut 27 in axialer Richtung. Die ganze Länge dieser Bewegung ist zweckmäßig etwa gleich der Länge des konischen Teiles 33 der inneren Elektroden. Damit diese axiale Bewegung nicht zu schnell erfolgt, soll sich der Teil 29 mit einer Geschwindigkeit drehen, die etwas

geringer ist als die Drehgeschwindigkeit des Teiles 14. Der Teil 29 erhält, wie schon erwähnt, seine Bewegung von der Schraube 22. Durch die axiale Bewegung der inneren Elektrode wird das Bilden von Nuten in der Arbeitsfläche der Elektrode vermieden. Allmählich wird aber die innere Elektrode abgenutzt. Nachdem diese Abnutzung so weit fortgeschritten ist, wie zweckmäßig zulässig, wird ein Stück des konischen Teiles der inneren Elektrode abgeschnitten und der Konus nachgearbeitet, wonach die Elektrode eine dem abgeschnittenen Stück entsprechende Länge vorgerückt wird. Die Elektrode wird dann in ihrer neuen Lage durch Anziehen der Mutter 28 festgelegt.

Dadurch, daß man die innere Elektrode entsprechend lang macht, kann obenerwähntes Abschneiden, Nacharbeiten und Vorrücken vielmals wiederholt werden, und es kann somit ein und dieselbe Elektrode lange Zeit verwendet werden. Die Möglichkeit, auf die erwähnte einfache Weise die innere Elektrode bis aufs äußerste zu verwenden, wird dadurch ermöglicht, daß der Elektrode eine konische Arbeitsfläche gegeben wurde und daß sie im Teil 12 schräg gelagert ist. Durch die schräge Lagerung wird auch der Vorteil erreicht, daß die innere Elektrode, ohne daß sie geschwächt zu werden braucht, den nach der Maschine zu liegenden Radiatorhals nicht berührt.

Ein Hilfsmittel, das auch dazu beiträgt, die innere Elektrode dauerhaft zu machen, ist, daß die Zähnezahlen des Zahnrades 24 und des Ringes 25 derart gewählt werden, daß sie keinen beiden gemeinsamen Faktor enthalten. Hierdurch dauert es lange, ehe ein Punkt der inneren Elektrode in dieselbe Stellung relativ zum Arbeitsstück zurückkommt. Wenn der Ring 25 z. B. 50 Zähne hat und das Zahnrad 24 z. B. 29 Zähne und wenn das Übersetzungsverhältnis zwischen dem Teile 14 und dem Zahnring 29 z. B.

10:9 oder 10:11 ist, muß der Teil 14 10X29 = 290 Drehungen machen, ehe die innere Elektrode zu demselben Punkte relativ zum · Arbeitsstück zurückgelangt. Wäre dagegen in den Teilen 25 und 29 die Zahnanzahl 50 und 30 gewesen, so wären nur 30 Drehungen hierzu nötig gewesen. Bei einem Übersetzungsverhältnis von 10:9 oder 10:11 zwischen den Teilen 14 und 29 macht die innere Elektrode eine ganze Wanderung in axialer Richtung, d. h. einen Doppelschlag, während der Teil 14 10 Drehungen macht. Wäre genanntes Übersetzungsverhältnis z. B. 100:99 oder 100:111, so wären 100 Drehungen des Teiles 14 nötig, damit die Elektrode diese Wanderung machen würde.

Damit die Maschine so leicht wie möglich bedient werden kann, wird sie zweckmäßig mit zwei gleichartigen Schweißaggregaten der beschriebenen Art versehen. Damit jedoch die Schweißung mit möglichst großer Zuverlässigkeit und Sicherheit stattfindet, soll sie nicht gleichzeitig in beiden Aggregaten vorgenommen werden, sondern in unmittelbarer Aufeinanderfolge, so daß die Maschine nur einmal für jeden Radiatorenabschnitt angelassen werden muß.

Die Maschine wird zweckmäßig so eingerichtet, daß sich die äußere Elektrode des zweiten Aggregates schließt, unmittelbar nachdem sich die äußere Elektrode des ersten Aggregates zu öffnen beginnt. Wenn die j Schweißung eines Abschnittes ausgeführt worden ist, bleiben die äußeren Elektroden der beiden Aggregate offen, so daß der Radiator herausgenommen und mit einem neuen Abschnitt zusammen .wieder hineingesetzt werden kann.

Schließlich kann die Maschine mit einer bekannten Schaltvorrichtung versehen sein, die die Spannung des Schweißstromes beim Anlassen der Maschine so viel erhöht, wie für eine sichere Anlaßschweißung notwendig ist, und sie unmittelbar nach dem Anlassen wieder zu der für das Fertigschweißen erforderlichen Höhe herabmindert.

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Vereinigen der Hälse von Radiatorenabschnitten oder anderer Rohrenden mittels elektrischer Widerstandsschweißung unter Verwendung einer inneren und einer äußeren Elektrode, dadurch gekennzeichnet, daß der inneren Elektrode während der Schweißung außer einer rollenden Bewegung entlang der _iOo inneren Wand des Arbeitsstückes eine hin und zurück gehende Axialbewegung erteilt wird.

2. Schweißmaschine zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der inneren Elektrode (11) eine Rolle (26) o. dgl. vorgesehen ist, die in eine Kurvennut (27)

o. dgl. in einen Teil (29) eingreift, wobei dieser Teil und die Rolle gegenseitig n₀ so beweglich sind, daß, wenn die Elektrode rotiert, ihr von den genannten Teilen gleichzeitig eine hin und zurück gehende axiale Bewegung erteilt wird.

3. Schweißmaschine nach Anspruch 2, ng dadurch gekennzeichnet, daß das mit dem Arbeitsstück in Berührung zu bringende freie Ende der inneren Elektrode konisch geformt und die Elektrode (11) in einer schrägen, der Konizität angepaßten Stellung zur Mittellinie der Radiatorhälse oder des Rohrendes gelagert ist.

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4· Schweißmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß derjenige Teil (12), in welchem die innere Elektrode (11) gelagert ist, mittels eines elastischen Pakets aus Metallblechen (13) o. dgl. beweglich und elektrisch mit einem drehbaren Teil (14, 20) verbunden ist, über welchen die innere Elektrode ihre rotierende Bewegung von einer geeigneten Antriebsvorrichtung erhält.

5. Schweißmaschine nach Ansprüchen 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf der inneren Elektrode (11) ein Zahnrad

(24) angeordnet ist, das in einen festen, mit inneren Zähnen versehenen Zahnring

(25) derart eingreift, daß die Elektrode, wenn derjenige Teil (12), in welchem sie gelagert ist, rotiert, zum Rollen gegen die innere Seite des Arbeitsstückes gebracht wird, unabhängig von der Reibung zwischen der Elektrode und dem Arbeitsstück.

6. Schweißmaschine nach Ansprüchen 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß derjenige Teil (29), in welchem die Kurvennut vorgesehen ist, ringförmig mit der Kurvennut an der inneren Seite gelegen und zwecks Drehung um seine Achse so angeordnet ist, daß seine Drehgeschwindigkeit von der Drehgeschwindigkeit desjenigen Teiles (12), in welchem die Elektrode (11) gelagert ist, abweicht.

7. Schweißmaschine nach Ansprüchen 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß derjenige Teil (14), mit welchem der die innere Elektrode tragende Teil (12) durch Metallbleche verbunden ist, von einem Bügel (38) und einem mit diesem federnd verbundenen Querstück (39) umfaßt wird, welches Querstück unter Vermittlung des die innere Elektrode (11) tragenden Teiles die innere Elektrode gegen das Arbeitsstück drückt.

8. Schweißmaschine nach Ansprüchen 2 und 3 mit zum Öffnen eingerichteter äußerer Elektrode (12) zur Umschließung des rohrförmigen Arbeitsstückes^ wobei die Teile der Elektrode auf Schiebern (5, 6) montiert sind, welche die Elektrodenteile gegen- und voneinander führen, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Schieber mit drehbaren Wellenbundscheiben (41, 42) vereinigt sind, mittels welcher die Elektrodenteile die zur Öffnung und Schließung der Elektrode erforderliche Bewegung erhalten.

9. Schweißmaschine nach Ansprüchen 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß das der inneren Elektrode zugehörige Zahnrad (24) und die Rolle (26) auf der Elektrode (11) durch eine Klemmhülse (23) und eine Mutter (28) befestigt sind, durch deren Lockerung bzw. Anziehen die Elektrode axial eingestellt werden kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen