TW200526349A - Orbital weld head - Google Patents

Description

200526349 九、發明說明： 本申晴案主張於2003年8月12日接ψ 請案第6〇/481,216號之申請曰 凊的美國臨時申 引用的方式併入本文中。 1，该申請案之全文以 【發明所屬之技術領域】 本發明揭示一種執道焊接頭。 【先前技術】 執道焊接涉及焊接頭之使用，在痒接 持電焊條圍繞工件旋轉(繞軌道而…件可；I:二夾) Τι::焊^有欲端對㈣接在=二 白矣之執道知機包括一具有兩個顎 二 個f員决之f接頭，於该兩 個，类之門1 A開孔。焊接碩係藉由移動工件穿過兩 y夾之間的開孔而相對於工件被置焊接位置。由 欢，工件進入轉子内的一環形作处 電焊條。當焊接頭啓動時，轉子轉^攜帶一 而使電焊條以工件爲t心姑勒、音A / 疋得k 工 ”、、"°執、而仃。此時，於電焊條與 j 、曰生生電弧。靠電弧之熱量悍接工件上之接頭。展 見:亥種通用型燁機之代表性專利係美國專利第mm5號 矛第5’844，190號’該等專利之全文以引用的方式併入本 中0 電弧4接過程會産生甚大之熱量。許多習知之執道焊機 無内部冷m並使用散熱不良之塑勝部件。此能使焊 接頭I之任何歸部件劣化，因此關了在必須使焊接頭 =部刚習知之焊接頭可焊接之工件數量。其他習知之執道 焊機具有水冷卻系統或其他強製冷卻系統。 95432.doc 200526349 脹二=中所産生之熱量亦能使習知焊接頭之部件膨 脹。舉例而言，f知痒接頭之 干心 構形之環形槽。轉子則且有括—具有矩形截面 形突起物。轉子上之突起Γ具有互補矩形截面構形之環 子之大起物收納於該凹槽内。嗜 =之滑動配合喝合可控制並引導轉子之運動。當習知 f接頭之諸部件變熱、擦脹時，轉子 焊接頭中含有凹槽之部分上。 勿曰卡π於白知 -種避免卡滯之方法係於轉子與嵌件之間增加更大之間 ^此會導致電烊條在繞㈣運行時 【發明内容】 又 2發明提供一種轉子及後件構造，該構造可産生一致之 且無需增大間隙即可防止出現卡滞現象。因此，本 干接頭设計慮及了隨使用而必然會出現的膨脹，益需於系 == 卜Γ隙來適應該膨脹。因此，可於出現過熱 Worn-段時fs1㈣得更爲精確和—致 本發明亦係關於-種軌道焊接頭之若干其他有利特徵。 特徵之一係使用雲母層板作爲焊接頭護罩，以用於隔熱及 =緣。另一特徵係一帶有金屬刷/彈簧之全金屬嵌件盘電 二ΓΓΓ—電位。於所圖示之實施例中，係闡釋該 寻欲中-個以上特徵之組合。應瞭解，該等特徵中的任 任一 ί且合皆可應用於軌道谭接頭中，並應視爲歸 屬方；本發明之範®哥内。 【實施方式】 本發明係關於-種執道焊接頭，並適用於具有各種各樣 95432.doc 200526349 不同、、、口構之*干接5員。作爲本發明之典㉟，圖^展示一本發明 第一實施例之執道焊接頭10之一部分。 、干接頃0匕括用作焊接頭底座之嵌件14，該嵌入件14 用於支撐焊接頭的諸多其他部件。後人件14具有—通常爲 環形之作業開孔16 ’該作㈣孔16以焊接頭1G之旋轉軸線 18(圖2)爲中心。兩個電絕緣邊緣件2〇以一種未展示之方式 緊固至嵌件14上。 嵌件14可由塑膠製成，但較佳地由諸如不銹鋼、紫銅或 月銅等導電金屬冑成。金屬通常可比塑膠吸收更多之熱量 而不會k形，且在確實吸收熱量後，金屬亦較塑膠更爲穩 定。因此，嵌件14若由金屬製成，則可吸收相對較多之熱 里。此可有助於使焊接頭i 〇於一既定時間段内執行更多之 焊接作業。 焊接頭10包括一驅動齒輪22，該驅動齒輪22用於接收來 自一驅動裝置（未圖示，例如爲一電動馬達驅動裝置）之旋轉 力。驅動齒輪22嚙合兩個惰齒輪24。驅動齒輪22及惰齒輪 24支撐於嵌件14上之突起物26上。齒輪22及24較佳地由金 屬製成。 焊接頭10包括緊固至嵌件14上之第一護罩28及第二護罩 29。護罩28及29由耐熱的電絕緣材料製成。一種合適之材 料爲南 >盈塑膠或盼駿樹脂材料。另一種合適之材料爲雲母 層板。 護罩28及29之較佳材料係以品牌名c〇getherm M出售之 雲母層板。该材料係由Cogebi-Huysmanslaan公司（65， 95432.doc 200526349 B -1 65 1 Lot —比利時）使用美國 Crosby Road Industrial Park， 14 Faraday Drive，Dover N.H. 03820的 Cogebi公司的設施製 造。該材料可自若干供貨商購得，其中一供貨商爲位於 23 103 Miles Road，Cleveland, OH 44128 的 Curbell Industrial

Plastics公司。

Cogetherm M之組成係 ±90%之 Cogemica Muscovite、士 10% 之黏合材料。一替代材料係Cogetherm P，其組成爲±90%之 Cogemica-Phlogopite Muscovite，±10%之黏合材料。 從化學上來講，雲母係一種鋁矽酸組合物。其具有兩種 主要類別··當以鉀元素爲主時，爲白雲母；當存在鎂元素 時，則爲金雲母。雲母礦石具有一特定屬性：可劈成厚度 恒疋的極薄的層（片或層）。較佳之雲母材料係包含若干片之 層板。 該材料之所以較佳’乃因其可承受在以所需高焊接速度 焊接時所產生的強熱。該較佳㈣之額定連續使用溫度 爲·對於 Cogetherm P，1300卞；對於 c〇gethem m，932卞。 該材料亦可承受近距離焊弧之強曝照。於上述條件下，其 不會像某些塑膠一樣變形或熔化。 〃 於试驗中已發現，雲母居/ 所 S板之承受能力優於在該用途中 斤用的任一習知塑膠。 蠖罩日# 士 5亥材料在用作執道焊接頭之 =罩時’可有助較焊接頭於—既定時間段内 干接。於焊接頭10持續作業 夕 μ ^ ^ 才7出現之问熱條件下，雲母 s枓不會變形或以其他形式變得不可用。 吾人已知’雲母層板材料可取代石棉及其他隔離板而用 95432.doc 200526349 於衆多種應用巾。該材料因其絕緣特性及耐電弧、耐 特性而應用於南電壓電器内。cogethem因具有隔熱 緣特性及對高頻波之滲透性而用於感應電爐及電弧爐内 在用於將I呂碟及銅碟硬焊至亨名哭 工飪益具的感應加熱設備領域 内，可使用Cogethemi取代石棉水泥板。 根據雲母層板之習知特性，环相二1 行r生可想而知，脫層會成爲 題（抗剪強度低）。但當將該材料以薄板形式用於該用 尚未發現此種情況。 較佳之雲母層板材料係由板或薄板述料機製而成。盆可 製成各種厚度。應選擇最接近之&料厚度，然後將其力:工 (銑制）成適當之厚度。 焊接頭H)進-步包括—轉子3Q。該轉子3q係—導電性金 屬構件’其以下文所述之方式支撐㈣件14上，以便以轴 線18爲中心相對於嵌件旋轉來以該軸線爲中心移動電焊 條。轉子3〇具有一包含環形内週邊32及環形外週邊34之環 狀C形構造。轉子3G之内週邊32界定焊接㈣之作業空間 36,工件可放入該作業空間内進行焊接。 轉子〃有兩個食而3 8，該兩個端部3 8相互隔開以形成 插入開孔40以使工件能夠移入轉子之作業空間％内。 轉子3〇之外週邊34形成爲外齒輪。轉子30之外齒輪喃合惰 齒輪24’以接收來自驅動裝置之旋轉力。因此，當施加旋 轉力至驅動齒輪22時，轉子3〇即可旋轉。 電焊條42固定於轉子3()上，以與轉子—起運動。電焊條 自轉子3G之内週邊32控向向内伸人作業空間36内。電谭 95432.doc -10- 200526349 通且與轉子30處於同-電位。當轉子30 會攜帶電燁條42圍繞工件旋轉，以便以 之方式達成對工件之焊接。 條42與轉子3〇電導 圍繞工件旋轉時， 此項技術中所習知 轉子30具有一絕緣體31(圖 窨姑料制士 , ) 4纟巴緣體較佳以陶 =枓：成。絕緣體31有助於避免電焊條42與轉子3。之間 膚效應發弧。如吾人所知，轉子亦可具有若干用於 接納氬氣以助於焊接製程之槽口（未示出）。 甘欠件14具有-朝向轉子3〇之内主側面44(圖5)。喪件μ於 其内主侧面44上包括-突起物5〇。突起物50係轉子3〇之一 部分，其有助於在後件14±對轉子進行定位及導向，以使 轉子以轴線18爲中心旋轉。當沿軸線18之方向觀察時，突 起物50具有一 C狀環形構造，如圖2所示。 突起物5G之構形之選擇須使焊接頭在重複使用時之可操 作性最大化。本發明之突起物5〇可具有不同之構形。第二 具體實施例如圖丨-5所示。其他實施例展示於圖7及圖i6_i9 中’並在下文中予以論述。 於圖1-5所示之具體實施例中，突起物5〇具有樣形構形 (當在截面圖中觀察時，如圖6所示）。該梯形構形包含一平 行於嵌件14之内主側面44延伸之平面端面52。該梯形構步 尚包含傾斜延伸於端面52與嵌件14之内主側面44之間的内^ 側面54及外側面56。 於所展示實施例中，側面54及56以與端面52及内主側面 44約成45度之角度延伸。於其他實施例中，該角度可不同 於45度。 95432.doc 11 200526349 轉子30具有一面向嵌件14之内主 w囬44的主側面58(圖 5)。轉子30於其主側面58上包括一凹 T次執道60。執道60 係肷件14之-部分，因此亦係焊接頭1〇之—部分，並有助 於疋位及料料3(m焊接敎卫相㈣巾^旋轉。 軌道60具有-相同於欲件14上突起物5〇之〇狀 C狀構形。 V / 於圖1-5所示之實施例中，軌道6〇具有梯形構形（當在截 面圖中觀察時，如圖5所示）。執道6〇由轉子上平行於轉子 30之主側面58延伸的平面端面62界定，並進—步由傾斜延 伸於轉子3G之主側面58與端面62之間的内側面Μ與外侧面 66界定。 於所展示之實施例中，執道側面64及66以與端面“及主 側面58約成45度之角度延伸。於其他實施例中，此角度可 不同於45度。因此，於所展示之實施例中，軌道側面以與 66之角度對應於突起物之側表面54及56之角度，且軌道之 總體截面構形對應於嵌件14上突起物5〇之截面構形。於其 他貫施例中，如下所述，上述角度可不同，且上述對應亦 非必須。 突起物50之端面52之長度大於凹槽之端面62之長度。因 此’突起物56之外側面54與56間隔之距離大於凹槽6〇之側 面64與66之間的距離。所以，具有凹槽6〇之轉子3〇始終跨 在嵌件14之突起物50之側面54及56中之一或兩者上。 轉子執道60之内側面64跨在嵌件突起物50之内側面54 上。轉子軌道60之外側面66跨在嵌件突起物50之外側面56 95432.doc -12 - 200526349 上。由此 轉。 嵌件14上的突起物50支撐轉子30相對於嵌件旋 〜嵌件^起物50與轉子軌⑽H合亦將轉子％徑向 疋位於肷件14上，從而使轉子之作業空間％與嵌件之作業 開孔16同心。藉此’嵌件突起物5Q與轉子軌義之間之喃 合於焊接工件㈣巾支焊條仙軸線 形路徑旋轉。 ^

金屬嵌件14以—種未圖^之方式接收焊接電流，例如藉 經由邊緣件尉開孔的電連接來接收焊接電流。因此 件14處於全焊接電位。 、 /屬嵌件U上金屬轉子3〇之對接响合形成—電流自嵌 流至轉子的路徑。因此，轉子3()亦處於全谭接電位。固 至轉子30上之電焊條42亦如此。此外，金屬惰齒輪㈣ 屬驅動齒輪22亦皆爲全電位。

焊接頭10進一步包括一刷70(圖i、4及")。刷7〇於一軸 向方向上倚嵌件14驅策轉子30(因此該轉子係—「側負載」 轉子）。刷70亦可有助於向轉子3〇導電。如例如在下文圖 0 1 5中所不及|照該等圖式所述，本發明之焊接頭可包括 另一刷設計。 圖8及圖9所示之具體刷7〇係一整體構件，當於圖$所示平 面圖中觀察時，其具有大體形或c形之構形。刷7〇由導 電金屬製成。該C形構形以軸線丨8爲中心。 立刷70具有一 C形外部部分74及一 c形内部部分76。刷之外 部部分74位於一平面内，並包括兩個臂乃。外部部分了斗於 95432.doc 13 200526349 臂78之端部包括兩個凸耳， 的電連接與機械連接。 用於達成刷70與嵌件14之間 部=:=76係形成一環形構形，該環形構形與外 " 仁位於不同之平面内。四 於刷7。之外部部分74與内部部分76之間並互二卜= 與内部部分76。彈簧臂82具有彈性，因此有助於: =裝配於焊接頭1〇内，藉此位於轉子3〇與 : =第：部一 接觸第— 028。刷7G之彈簧臂82以彈力驅使刷之内 ^76離開第6蒦罩28。刷7〇中受到驅使之内部部分％喷人 轉子30，並將㈣f82之彈力傳遞至轉子。 ° 刷70與轉子3G之喃合亦提供電流流至轉子、繼而流至電 焊條42之另—流通路徑。其原因在於㈣係由諸如鋼等導 電材料製成並與嵌件14處於同—電位。或者，刷7〇亦可由 非導電材料製成。假若刷7〇由非導電材料製成，則其仍會 有助於使轉子30與嵌件14保持實體接觸及電接觸。假若2 件14不是金屬，則刷70需爲金屬，以提供一用於轉子3〇的 電流路徑。 經由轉子30傳遞之彈簧臂82之力會驅使轉子緊Μ" 件14。具體而言，該力會驅使轉子軌道60緊密嚙合嵌件突 起物5〇，如圖6所示。由此保持轉子30與嵌件14之間之實體 接觸’從而最大限度降低焊接頭1G内發生發弧之可能性。 虽知接頭10作業時，會産生熱量。焊接頭丨〇中包含嵌件 14及轉子3〇之部分會受熱並因此而膨脹。合意之情況係， 95432.doc -14- 200526349 該膨脹不會使轉子30卡滯於嵌入件μ上。 ^件突起㈣及轉子軌祕之構料最大程度降低轉子 ::t:=件14上之可能性。具體而言，當蟬接頭1。之諸 部t圖5所示處於未膨脹狀㈣，轉子軌祕之内側面64 二外：面I者皆接觸栽件突起物5〇。若此後轉子3。之膨 2程度大於嵌件14,則轉子之軌道叫相對 =向外運動，如圖6所示。此時，執道6。之側面6: =中僅有一個側面保持接觸嵌件突起物50(於本示例 中之：64)。轉子3。及其凹槽6。亦向上(沿一平 =向）及橫向運動。於所圖示之實施例中，由於梯形爲 上)t等。因而其橫向運動量與向上運動量（於轉子之每一側 若嵌件突起物50及軌道60之側面的角度不是侃，則相 對的&直運動量與水平運動量將互不㈣。舉例而古，备 内主側面44與斜側面54及56之間的夾角變大時，軸向運: 相對於控向運動變大。但當該角度接近％度時 發生卡滞。相反，當内主側面44與斜面55及56之間的夹角 ^時，轴向運動相對於徑向運動變小。但當該角度接近〇 度k，軌道60跳離突起物50之傾向將變大。目前，Μ戶角 較^乃因其可實際上在最大限度減少卡滞與最大限^咸 小軸向運動之間達成一平衡。 爲適應轉子30在受熱及膨脹時必然會出現的徑向運動， 容許轉子30向上（軸向）運動。但爲避免電桿條42在車由向上相 對於工件運動太遠’較佳需最大程度減小向上之運動量。 95432.doc 15 200526349 雖然文中將梯形形狀所産生之45度角閣釋 但應瞭解，視焊接頭尺寸及其他因素而 貧轭例， 豆他&声介-Τ&η 、 於具體應用中， ，、他角度亦可能最佳。本發明意欲囊括所有該等變化二。 因此，當轉子3〇因受熱而膨脹時，轉子不合 “ 雜：可能會使轉子卡滯於嵌件14上之位二而是(= 敢：突起物50自由行進。本發明之梯形(或三角形 不會卡滞，乃因轉子30係沿梯形 〈 面54及56向上行進。 角升/大起物50之斜側 當轉子3G膨脹時，軌道6_開_沿徑向向外運動 右该膨脹會使兩個垂直於膨脹方向之表面㈣合 又 會引起轉子3〇之登直運動。因此，此類膨服最終可能會2 成轉子30與嵌件14之間的卡滞。 在本發明中’執道6〇及突起物5G之構形係選擇成使轉子 3〇控向膨脹所産生之力亦會引起或導致轉子之暨直運動。 此會在無需於轉子與礙件i 4之間提供過大初始間隙之狀況 下使轉子發生膨脹。 具體而a ’轉子30之喃合表面64及突起物5()之喃合表面 54不垂直或平行於轉子之膨脹方向。因此，轉子％之膨脹 及其與嵌件突起物5 〇之唾合會既産生合力的—水平分量亦 產生合力的一豎直分量。因此，轉子30既豎直運動亦水平 運動（位移）。此使轉子30能夠移動至一其不會卡滯於嵌件突 起物5 0上之位置。 通#由方；轉子％於谭接過程中會吸收更多之熱量，因 而轉子3 0之恥脹程度大於嵌件丨4。假若嵌件丨4之膨脹程度 95432.doc -16- 200526349 =轉子：突起物5。與軌道6。之相對徑向位置將不會如 圖6所不，而疋與之相反，即嵌 自轉子上軌道60之中心徑向向’二。之:〜將位於 J广之位置。於此情況下，推 件突起物心外侧面56將喷合轉子軌道6〇之外側祕: 而建立並保持嵌件14與轉子 子卡滞於嵌件上。 0之間的電接觸，而不會使轉 起上所述之方式膨脹時，即使轉子與嵌件突 保持對中。相對而古，且右Γ 件之間的弧隙亦會 +盥山 八有矩形軌道之焊接頭則需要在轉 !;;=起物之間具有間隙(空隙)，以防出現卡滞。此一 工隙之存在可能意味著隸尤 會造成電焊條定位不精確，、工件同心旋轉，因而可能 =月=起物及軌道構形較佳無設計間隙。因此，轉 氣動」或遊動’因此可達成更精確之焊接。因 爲轉子在徑向膨脹時會軸 不會發生卡、帶現急 自由運動’因而能容納膨脹而 不曰七生切現象，所以可去除設計間隙。 物物50之構形與執道60之構形相同，所以該突起 有提供面接觸而非僅線接觸之配合表面。以此 可提二m增加轉子3。與嵌件14之間的接觸表面面積 磨<#觸’並亦因可減小單位載荷而最大程度 減）磨相。應瞭解， ^^^,M_备月之不卡滯軌道特徵亦適用於使 有金屬轉子之塑膠嵌件的焊接頭。 焊：:二:：本：明第二實施例之焊接頭心之-部分。於 于a ，犬起物與軌道之位置被調換。具體而言，嵌 95432.doc 200526349 牛a厂有梯形凹槽或軌道，而轉子30a具有一接納於 該軌道中之梯形突起物5〇a。將轉子30a之突起物50a嚙合於 嵌件14a之軌道6〇a中，即可相對於嵌入件來定位轉子。甚 至當如上所述該等部件受熱並不均句膨脹時，㈣合亦會 維持轉子30a與嵌件14a之間之電接觸。 圖1〇及圖11圖示另—整體刷/彈箐或刷90。刷9G由-諸如 孟屬等導電材料製成爲—整體。當在圖1()所示平面圖中觀 察日守，该刷具有一總體的C形構形。 泫刷具有一内部部分或刷部分92、及一外部部分或彈簧 部分94。刷9〇之内部部分％位於—平面内。㈣之内部： 刀92之内週邊邊緣部分可如％所示向上彎曲，形成一用於 加強該内部部分之凸緣。 、 兩個沿徑向伸出之翼片98將内部部分92與外部部分料連 接起來。外部部分94製作成四個弓形彈簧臂100,該等彈箐 臂1〇0彎出内部部分92之平面，並自兩個翼片98伸出。該等 彈簧臂100具有彈性，因此有助於刷90之定位。 刷可#代刷70用於圖！之焊接頭1〇内。當刷9〇裝配於焊 接頭1〇㈣’該刷之内部部分或刷部分92接觸轉子3〇 9〇之彈簧部分94(即彈簧臂_之組群）接觸第-護罩28。刷 90有助於如上所述對轉子3()進行軸向定位，並驅使其接觸 嵌件Μ，同時亦提供一電能流至轉子之流通路徑。 圖12及圖13展示另一整體刷/彈菁或刷ιι〇。职⑺由 ，金料導電材料製成爲—整體。當在圖12所示平面圖中 觀察犄，刷11 〇具有一總體的構形。 95432.doc 200526349 刷110具有一大致扁平之主體部分112，主體部分112具有 内主側面114及外主側面116。刷11〇之主體部分112具有兩 個端部118，該等端部118帶有扣件開孔，以用於將刷緊固 至嵌件14上。刷11〇裝配於焊接頭1〇中，以使刷之内主侧面 114對接嚙合轉子30。刷11〇在裝配於焊接頭1〇中時，與嵌 件14處於相同之電位。 刷110進一步包含一或多個彈簧指120。彈簧指12〇係彈性 構件，其與刷110之主體部分112製作成一體。如圖所示， 彈簧指120係自刷110之主體部分112向外彎出之翼片，其於 刷之外側面116上形成L形突起物。於所展示實施例中，提 供有三個彈簧指120。將彈簧指12〇製作成刷11〇之一部分可 使製造得以簡化。其亦使組裝得以簡化，乃因獨立之小彈 簧可能難以操作和裝配。 刷110可替代刷70用於圖1所示焊接頭10内。當將刷11〇組 裝於焊接頭ίο内時，刷之主體部分112接觸轉子30。刷11〇 之彈簧指120接觸第一護罩28。刷11 〇有助於如上所述沿軸 向定位轉子30，並驅使其接觸嵌件14，同時亦提供一電能 流至轉子之流通路徑。 圖14及圖15展示另一包含一刷13〇及複數個獨立彈簧132 之刷/彈簧設計。刷130由一諸如金屬等導電材料製成爲一 整體。當在圖12所示平面圖中觀察時，刷13〇具有一總體的 U形構形。刷130具有兩個帶有扣件開孔之端部134,以用於 將刷緊固至嵌件14上。刷130裝配於焊接頭1〇内，以使刷13〇 對接嚙合轉子30。當刷130裝配於焊接頭1〇内時，其與嵌件 95432.doc -19- 200526349 14處於同一電位。 於圖14及圖1 5所展示之實施例中，提供有3個刷彈簧 2刷彈尹' 13 2位於刷13 0與第一護罩2 8之間。刷彈箬工3 2 係彈性構件，其作用於第一護罩28與刷13〇之間，以驅使該 =離開第一護罩。受到驅使之刷130嚙合轉子30,並將刷彈 簧132之力傳遞至轉子。 刷彈簧132之力會驅使轉子3〇緊密嚙合嵌件14。具體而 言，該力會驅使轉子軌道6〇緊密嚙合嵌件突起物5〇。因此， ^子30與嵌件14之間會保持實體接觸，從而最大程度減小 焊接頭10内發弧之可能性。 如上文參考圖1-9所述，使用第一實施例所示之執道及突 起物之構形’無需於轉子與嵌件"之間提供過大之初始間 :即可達成轉子之膨脹。亦可使用其他實施例。對於既定 焊接頭，應根據所預測之膨脹來選擇一所選用之具體構 形。圖16_19展示嵌件突起物及轉子軌道之諸多其他可能的 構形中的數個構形。 :匕-實例展示於圖16中，該圖展示一包含一轨道142及— 3物144之焊接頭14〇，軌道142及突㈣144皆具有圓形 輪廊（弓形或其他曲線形狀）。軌道142具有—與突起物144 。处Φ148對接嚙合之曲面146。爲最大程度減小卡滯之 2性’並容許轉子在因受熱而徑向膨脹時在嵌件上做轴 D動’兩個曲面146及148之曲率半徑互不相同。 兩個彼此口齒人夕本；， P之表面（轉子之執道表面與嵌件之突起物 、面）可爲非I、松配合表面。亦即，該執道構形無需與突起 95432.doc -20- 200526349 物之構形相同。（於上琉笛 ^ ^ Αί 上述弟一貫施例中，執道之梯形或三角 形構形14大起物之構形相同或相似，因而會與突起物之構 形緊密配合。)此—實例爲梯形軌道150與矩形突起物152之 組合，如_示；或矩形軌道154與圓形突起物156之組 合’如圖18所示。其他可能之輪廓包括連續變化之曲線， 例如抛物線或雙曲線或漸開線。

執道與突起物之其他潛在組合如圖19所示，該圖爲一矩 陣’展示無數個可能之輪廓以及輪廓 及輪廊組合。左棚顯示軌道或突起物之内側面;= 形，頂欄顯示執道或突起物之外側面的可能構形。較佳之 輪廓組合一般爲—會産生面接觸而非線接觸且會因徑向運 動而產生合理之轴向運動量之組合。 本發明適用於氣冷軌道焊接頭、水冷軌道焊接頭及使用 其他強製冷卻技術之軌道焊接頭。本發明亦可具有其他變 化形式。舉例而言，軌道可形成於除所示構件（即除嵌件）

以外的-構件上。該等變化及修改皆意欲涵蓋於隨附中請 專利範圍内。 【圖式簡單說明】 圖1係一本發明第一實施例之焊接頭之分解透視圖，· 圖2係—金屬嵌件及轉子之平面圖，該金屬嵌件及轉子構 成圖1之垾接頭之一部分； 圖3係—沿圖2所示線”3-3”剖視之剖視圖； 圖4仏一與圖2相似之平面圖，其中增設有焊接頭的盆 部件； 、/' 1 95432.doc -21 - 200526349 圖5係圖3所示焊接頭之一部分之放大剖視圖，其展示未 膨脹狀態下的焊接頭各部件； 圖6與圖5相似，其展示膨脹狀態下的焊接頭各部件丨及 圖7與圖5相似，其展示本發明第二實施例之焊接頭； 圖8係一構成圖1所示焊接頭之一部分的刷/彈簧總成之 透視圖； 圖9係圖8之刷/彈簧總成之平面圖； 圖10係一本發明第三實施例之刷/彈簧總成之平面圖； 圖11係圖10之刷/彈簧總成之透視圖； 圖12係一本發明第四實施例之刷/彈簧總成之平面圖； 圖13係圖12之刷/彈簧總成之透視圖； 圖14係一本發明第五實施例之刷/彈簧總成之平面圖； 圖15係圖14之刷/彈簧總成之透視圖； 圖16係一與圖5相似之放大剖視圖，其顯示一本發明第六 實施例之焊接頭之一部分； 圖17係一與圖5相似之放大剖視圖，其顯示一本發明第七 實施例之焊接頭之一部分；及 圖18係一與圖5相似之放大剖視圖，其顯示一本發明第八 實施例之焊接頭之一部分； 圖19係一矩陣，其顯示焊接頭之突起物與軌道的某些可 能輪扉以及輪摩組合。 【主要元件符號說明】 10 軌道焊接頭 l〇a 焊接頭 95432.doc -22- 200526349 14 嵌件 14a 嵌件 16 環形作業開孔 18 軸線 20 電絕緣邊緣件 22 驅動齒輪 24 惰齒輪 26 突起物 28 第一護罩 29 第二護罩 30 轉子 30a 轉子 31 絕緣體 32 内週邊 34 外週邊 36 作業空間 38 端部 40 插入開孔 42 電焊條 44 内主側面 50 突起物 50a 突起物 52 端面 54 内側面 95432.doc -23- 200526349 56 外側面 58 主側面 60 執道 60a 執道 62 端面 64 内側面 66 外側面 70 刷 74 C形外部部分 76 C形内部部分 78 臂 80 凸耳 82 彈簧臂 90 刷 92 内部部分 94 外部部分 96 内週邊邊緣部分 98 翼片 100 彈簧臂 110 刷/彈簧或刷 112 主體部分 114 主内側面 116 主外側面 118 端部 95432.doc -24- 200526349 120 彈簧指 130 刷 132 刷彈簧 134 端部 140 焊接頭 142 執道 144 突起物 146 曲面 148 外曲面 150 梯形執道 152 矩形突起物 154 矩形突起物 156 圓形突起物 95432.doc -25

Claims (1)

1. 200526349 十、申請專利範圍： 1. -種軌道焊接裝置，其具有―用於接納―待焊接工件之工 件開孔，該裝置包括： 一具有一軌道之構件； •可以-軸線爲巾^於該構件上旋轉之轉子，該轉子 攜H焊條圍繞該王件開孔旋轉來焊接—位於其中之 子具有一接納於該構件之該軌道内的突起物； b該轉子及突起物無料間隙，並構造爲容納該轉子之 月罗服而不會使該轉子卡滞於該構件上。 2. =晴求項i之裝置，其中該轉子及該突起物之構形因應該 轉子之徑向膨脹而產生該轉子之軸向位移。 3. 如印求項1之裝置，其中該轉子及該構件之該等相互哺合 表面以一橫向於該軸線及橫向於該轉子第一徑向運動^ 向的角度延伸。 4·如巧求項3之裝置，其中該轉子及該構件之該等相互哺合 表面相對於該軸線以一 45度之角度延伸。 " 5. 如請求項3之裝置，其中該轉子之轴向運動量係確定爲該 =與該轉子之該等相互嚙合面之間之介面處-角度的 6. 如請求们之裝置，其中該突起物與該軌道中至少之—且 有一梯形構形。 a 7·如請求項4之裝置，其中該突起物與該軌道二者皆呈 梯形構形。 ^ a 95432.doc 200526349 8 · 如清求項1之壯 、 衣 其中該突起物與該軌道皆具有一弓形 構形。 9·如請求項1之裝 盆 /、進一步包括一向該轉子上施加一側 負载:金屬彈菁/刷，該彈菁/刷製作成一整體。 10·如请未項9之梦署，甘丄 命外人 "’，、中該構件及該轉子由金屬製成，並 與该金屬彈簧/刷處於同—電位。 11 ·如請求項1之裝置，复 自截 /、 v包括一向該轉子上施加一側 負:：金屬彈菁/刷’該彈菁/刷製作成複數。 12·如睛未項1之裝 母層板護罩。 ，、_ —步包括一用於罩護該轉子之雲、 13 =:::之裝置，其進-步包括-向該轉子上施加-側 罩騎刷’該金屬彈菁/刷動作於該雲母層板護 + 邊褥子之間。 14. 一種軌道焊接 1 件開孔、有一用於接納一待焊接工件之工 什閉孔，该裝置包括·· 一構件； 一支擇於該構件上之轉？，其以 該構件旋Μ，兮Μ 7 β 轴線4中心相對於 轉為轉子攜帶一電焊條 Α 焊接一位於其中之工件· 、夂Μ工件開孔旋轉來 該轉子在受熱時可沿一徑向 脹； U離開遠軸線之第一方向膨 15. 4轉子於該第—方向上之徑向膨脹 開：構件之方向上的軸向運動。 Μ轉子在—離 如請求項14之裝置，其中該構件與該轉子具有相互喃合表 95432.doc Φ -2- 200526349 面，該等相互嚙合 脹而協同致使兮轅；應'該轉子在受熱時出現之徑向膨 動。使錢子在該離開該構件之方向上做轴向移 Ϊ6·如請求項15之裝置，並 表面係該轉子：兮::杜該構件及該轉子之該等相互喷合 厂·如請求項梯形部分之表面。 月"16之裝置’其 件具有—貼合於 ：子，、有-梯形軌道，且該構 18.如請求項Η之裝置：中，梯形突起物。 轉子與該構件之+ 動量係確定爲該 的函數。亥4相互嗤合表面之間之介面處-角度 19·如請求項14之裝置，其 弓形表面。 〃 μ 肖該構件具有相互嚙合之 2〇·如請求们4之㈣，其進_步包括 負載之金屬彈笼/ P u轉子上施加一侧 2ΐ.”求項成，。 與該金屬彈簧/刷處於同—電位。及°亥轉子由金屬製成，且 A如請求項14之裝置，其進—步包括 母層板護罩。 皁邊4轉子之雲 23.::;ΊΓ之裝置’其進—步包括-倚該構件向該轉子上 細加一側負载之金屬彈簧 於同一電位，該彈箬/電崎人 耳刷與該構件處 轉子之間。 〃自5該護罩絲作於該護罩與該 从一種執道焊接裝置，其具有—用於接納 件開孔，該裝置包括： 干按件之工 95432.doc 200526349 =撐於該構件上之轉子，其以—軸線爲中心相斟於 =件旋轉’該轉子攜帶-電焊條圍繞該卫件開孔來 丈于接一位於其中之工件； 得孓 服；轉子在又熱化可沿—徑向離開該軸線之第—方向膨 ^子與該構件具有相互。齒合表面，該等相互 面因應該轉子於兮笛士 表 子在一… 方向之徑向運動而協同產生該轉 離開5亥構件之方向上之軸向運動。 25.ΓΓΓ之裝置，其中該轉子及該構件之該等相互喷合 以Κ向於该軸線及橫向於該轉子之第一徑 向的一角度延伸。 万 表2 5之裝置，其中該轉子及該構件之該等相互喝合 表面相對於該軸線以一 45度之角度延伸。 2=請求項25之裝置’其中該轉子之軸向運動量確定爲 件f亥轉子之該等相互喃合表面之間角度的-函數了 28·如凊求項24之裝置，苴中兮错斗 站^ 件具有—接納於該轉子内- 執、中之突起物’該突起物與該執道中 形構形。 具有一梯 29.如請求項28之裝置，其中該突 構形。 （物…亥軌道皆具有一梯形 30_Π求項24之裝置，其中該構件具有-接納於該轉子中一 弓形執道内之弓形突起物。 31·如請求項24之裝置，其進一步包括—向該轉子上施加-側 95432.doc 200526349 負載之金屬彈簧/刷 32. 如請求項31 早/屬作成—整體。 與該金屬彈益/刷/ 構❹該轉子由金屬製成，並 5早貝/刷處於相同之電位。 33. 如請求項24之裳置，其 母層板護罩。 枯用於罩護該轉子之雲 34. 如請求項33之裝 施加-側負載之全/ 倚該構件向該轉子上 -電位，二金屬彈菁/刷，該彈菁/刷與該構件處於同 之間。q早蝴嚙合該護罩並動作於該護罩與該轉子 件開:道置’其具有-用於接納-待焊接工件之工 τ间扎，该裝置包括·· 一構件； 該構件旋轉，兮::上之轉子，其以-轴線爲中心相對於 焊接—位於其帶一電谭條圍繞該工件開孔旋轉來 脹4轉子在受熱時可沿一徑向離開該輛線之第一方向膨 件===，構件轴向運動’該轉子相對於該構 、 置1疋爲該轉子之溫度的一函數。 斜二等3:之裝置’其中該轉子與該構件具有相互嚙合之 起的該韓羊目互喃合之斜面因應由該轉子之溫度升高所引 運動：之杈向膨脹而使該轉子相對於該構件做軸向 '、員36之衣置，其中該等斜面形成於該構件與該轉子 95432.doc 200526349 之梯形部分上。 38·如請求項37之 俥呈 、置，其中該轉子具有一梯形軌道，且該構 39· -種拙Γ貼合於該梯形軌道中之梯形突起物。 # 之烊接裝置，其具有一用於接納一待焊接工件之工 件開孔’該裝置包括： 一構件； _ °於°亥構件上之轉子，其以一軸線爲中心相對於 ;:2件旋轉’該轉子攜帶-電焊條圍繞該工件開孔旋轉來 知接—位於其中之工件；及 I於°亥構件上的電絕緣耐熱護罩，該護罩由一雲 母層板材料製成。 = 39之裝置’其中該構件係一嵌件，其支撐該轉子 或夕個用於驅動該轉子的齒輪，該欲件及該等齒輪血 该轉子皆由金屬製成。 ” 加2項4〇之裂置’其進一步包括一倚該嵌件向該轉子施 η負载之彈簧/刷，該彈簧/刷由金屬製成。 仏如凊求項39之裝置，其中該雲母層板材料係—含有鉀或鎂 之鋁矽酸鹽組合物。 、 —a长員39之裝置，其中該雲母層板材料之連續使用溫戶 =定爲—自約9〇〇τ至約13〇〇下或以上之範圍，且能二二 一近距離處承受焊弧之強曝照。 ° 从:請求項39之裝置，其中該護罩實質罩護該構件及該轉 對置 參 45·如請求項39之裝置，其進-步包括一位於該構件之 95432.doc -6- 200526349 μ. -種執道料以由—雲母m料製成。 工件孔，該裝置包括、/、—用於接納—待焊接之工件的 一由金屬製成之構件； 對於該構件旋轉冓:::::轉ζ焊其以’爲中心相 轉來谭接-位於其中之工::電知條圍繞該工件開孔旋 處於同一電位；及 μ轉子及該電焊條與該構件 载刷，其倚該構件向該轉子上施加-側負 載5亥刷與該構件處於相同電位。 47.如請求項46之裝置，其 以該工件開孔爲中心旋轉。係—欺件，其支撐該轉子 :·ΠΓ:46之裝置，其中該彈簧/刷製作成-整體。 •母二=6之裝置，其進一步包括-用於罩護該轉子之雲 =2軍’該彈簧/刷嘀合該護罩並動作於該護罩與該 50.2y46之震置，其中該構件及該轉子無設計間隙並構 成可各納該轉子之膨脹Μ卡滞於該構件上。 5 1 ·如凊求項50之裝置，其中該轉子盥 轉=之徑向膨脹而産生該轉子之車由向位移。之構形因應§玄 以二广=之裂置’其中該轉子及該構件之相互嚙合表面 度=於该轴線及橫向於該轉子之徑向膨脹方向的一角 53.=ir。6之裝置，其中該轉子及該構件具有相互喷合之 95432.doc