TW201404506A - 用於電阻式焊接機器的滾子頭 - Google Patents

Abstract

本發明係揭露一電阻式接縫焊接機器的一滾子頭(10)，該滾子頭具有一定子(12)及一轉子(14)，軸承外殼體(18，18’)藉由設置於其內部之通路(2，2’)被冷卻。藉此增加滾子頭的壽命。

Description

用於電阻式焊接機器的滾子頭

本發明係有關如申請專利範圍第1項的前特徵化條款所請求之一用於電阻式接縫焊接機器之滾子頭。並且，本發明係有關如申請專利範圍第7項的前特徵化條款所請求之一電阻式接縫焊接機器以及一用於藉由此種類滾子頭的電阻式接縫焊接之方法。

一屬於導論所提到種類的滾子頭係揭露於DE-A-40 20 182 C1中。如是滾子頭已經證明其價值。滾子頭在操作中的服務壽命係實質地取決於轉子與定子之間的滾子軸承。這些軸承藉由流通於滾子頭中的冷卻劑而從滾子頭內側被冷卻，其經由軸承內殼體從軸承消散熱量。軸線中出現的潤滑劑係由於焊接時的操作溫度而老化。隨著增高的焊接速度及所需要的較高焊接頻率，要求係增高，其需要改良的潤滑劑。一電阻式焊接機器係從DE-A-42 10 974得知，其設有呈併列狀配置的電極滾子且其中滾子軸承直接被冷卻劑所接觸，同時電滑動接頭未直接被冷卻劑所冷卻。電極滾子的此構造及配置並不適合於容器體部的焊接，其需使滾子頭的一者在體部內側工作且另一滾子頭在體部外側工作。

本發明所基於之目的係在於生成一經改良的滾子頭。特別來說，這必須具有一增加的服務壽命。

藉由屬於導論所提到種類的滾子頭來達成此作用，其中與定子中的通路呈流體連接之進一步冷卻劑通路係設置於軸承外殼體的內部。

藉此所達成軸承的雙側式冷卻係能夠達到一降低的軸承溫度。熟習該技術者先前尚未對於用來焊接罐體部的此種類滾子頭考慮外部冷卻。然而，此措施係似乎提供顯著的優點並優於強迫純內部冷卻及/或使用高品質潤滑劑。

較佳使軸承外殼體的內部之冷卻劑通路的配置包含從軸承外殼體中心往外輻射之複數個冷卻劑通路。這些輻射通路係導往軸承外殼體的內部之一環形冷卻劑通路，其在軸承外殼體的外邊緣之區中位居軸承外殼體中心遠處。這導致良好的冷卻，同時軸承外殼體易於製造。特別來說，提供四或更多個往外輻射的冷卻劑通路。

並且，本發明係有關一電阻式接縫焊接機器，其具有一配置於機器的一頂臂上之頂滾子頭及一配置於機器的一底臂上之底滾子頭，在該等滾子頭之間，電阻式接縫焊接機器形成供焊接金屬通過之路徑。如是電阻式接縫焊接機器係為已知並特別用來焊接罐體部。如此一來係遭遇到高焊接速度。

達成上述優點係在於：頂及底滾子頭是如申請專利範圍第1至6項的任一者中所請求之一滾子頭。

並且，本發明係有關一用於藉由罐體部傳送於其間 的兩滾子頭以電阻式接縫焊接罐體部的縱向接縫之方法。

達成所說明的優點係在於：藉由一流通於軸承外殼體的內部之冷卻液體來冷卻滾子頭的軸承外殼體。

2‧‧‧軸承外殼體18的通路

2’‧‧‧軸承外殼體18’的通路

4‧‧‧軸承外殼體18中的通路

4’‧‧‧軸承外殼體18’中的通路

5,6‧‧‧通路

7‧‧‧軸承外殼體的中心

10‧‧‧頂滾子頭

10’‧‧‧底滾子頭

12‧‧‧定子

14‧‧‧轉子

16,16’‧‧‧滾子軸承

18,18’‧‧‧軸承外殼體

20,20’‧‧‧軸承內殼體

22,22’‧‧‧絕緣物

52,52’,53,53’‧‧‧定子12中的通路

54‧‧‧轉子14中的通路

55’‧‧‧滑動接觸碟26’中的通路

122‧‧‧堆積體

124‧‧‧圓化裝置

125‧‧‧電阻式接縫焊接機器

126‧‧‧頂臂

126’‧‧‧底焊接臂

127‧‧‧頁片

128,129,130‧‧‧罐體部

133‧‧‧運送車

a,a’,b,c,F,F’‧‧‧箭頭

A-A,B-B‧‧‧剖線

根據先前技藝及本發明的示範性實施例之一裝備及程序係以圖式為基礎更詳細地描述下文。圖中；圖1顯示根據先前技藝的一滾子頭，藉以說明其設計；圖2顯示根據本發明的一滾子頭之軸承外殼體上的側視圖，顯示設置於軸承外殼體中的冷卻劑通路；圖3顯示沿著圖2的剖線B-B經過根據本發明的一滾子頭之一簡化剖面；圖4顯示沿著圖2的剖線A-A經過根據本發明的一滾子頭之一簡化剖面；圖5高度示意性地顯示一用於以根據本發明的滾子頭來焊接罐體部之電阻式接縫焊接裝備及程序。

發明的實行方式

參照圖1說明根據先前技藝、特別是根據DE 40 20 182 C1之一滾子頭的設計。圖1顯示用於一供電阻式滾子接縫焊接罐體部所用的電阻式焊接機器之整體標示成10的滾子頭。滾子頭10在其旋轉軸線上方以剖面顯示，並在此範例中具有一個二部份軸線形式之一定子12，一轉子14藉由滾子軸承16、16’被可旋轉地安裝其上。具有撇號的相同代號在各實例中係代表一對相同設計的部份之另一部份。為了藉由滾子軸承作安裝，滾子頭10使軸承外殼體18、18’固定至定子12且軸承內殼體20、20’固定至轉子14，其間配置有滾子軸承16、16’(此處顯示成滾珠軸承)。軸承外殼體及軸承內殼體18、18’及20、20’分別由非銹化、反磁性鋼製成且因此具有低的渦電流(eddy current)損失。滾子軸承外環在各實例中分別係被來自軸承外殼體18、18’的一絕緣物22、22’電性分離。以添加或取代方式，滾子軸承內環亦可藉由一電絕緣物而與軸承內殼體20、20’分離。

定子12以良好電傳導率被穩固地夾固至一電阻式接縫焊接機器之一焊接臂(未圖示)的自由端，其中提供一具有一滾子頭之底臂及一具有一滾子頭之頂臂以供焊接罐體部，焊接發生於該等滾子頭之間，其通常係採用熟習該技術者所習知且此處未進一步說明之一導線中間電極。焊接電流將從定子12傳輸到轉子14，其較佳經由該導線電極予以傳輸至焊接點。提供特別如此處參照的DE 40 20 182 C1所揭露之一整體標示成24的滑動接觸電流傳輸裝置，以在定子與轉子之間傳輸電流。

尚且，根據先前技藝，定子12與轉子14之間的內部空間係以圖1所示方式藉由O環及軸密封件被流體緊密式密封。由於轉子14及滑動接觸表面必須被冷卻，提供定子12中的通路52、52’及53、53’、轉子14中的通路54及滑動接觸碟26’中的通路55’，以將一液體冷卻劑饋送經過滾子頭10(圖1中看不見設置於碟26中且對應於通路55’之通路)。在電阻式焊接機器的操作中，冷卻劑係經由機器各別的頂及底臂被饋送至通路52內並流過通路53、經過碟26之不可見的通路、經過通路54及55’且最終經過通路53’及52’回到頂及底臂內。

根據本發明，軸承外殼體18及18’亦藉由經過定子中的通路52進入滾子頭且再度經過定子中的通路52’離開之冷卻劑被冷卻。對於此目的來說，冷卻劑通路係配置於軸承外殼體18及18’的內部，現在將參照圖2、3及4藉由一較佳範例更詳細予以說明。在此範例中，相較於圖1以簡化方式部份地顯示滾子頭10。與圖1相同的編號係代表滾子頭之相同或至少功能相同的元件。

圖2從側邊顯示一滾子頭10的視圖，因此導致軸承外殼體18上的平面圖。從外側看不見之用於軸承外殼體18內部的冷卻液體之通路、及從外側亦看不見之定子12中的通路係標示成破折線。圖3顯示沿著圖2的剖線B-B之剖視圖，且圖4顯示沿著圖2的剖線A-A之剖視圖。圖3中以箭頭F顯示冷卻液體進入定子12的通路52內。如同提及，此冷卻液體係被泵送經過供滾子頭穩固地夾固之焊接機器的焊接臂。這係為已知且此處不作進一步說明。亦不進一步說明以箭頭F’代表之經由通路52’離開滾 子頭的冷卻液體之排放。在定子12中，冷卻液體係穿過通路5以進入軸承外殼體18的通路2。並且，經過分支離開通路5之通路6，以進入軸承外殼體18’的通路2’。定子12中的通路52及54係如同圖1般相對於彼此作流體緊密性密封。這係導致從定子12進入軸承外殼體18及18’內之藉由圖2及圖3中箭頭所顯示的冷卻液體流、以及在軸承外殼體本身中從軸承外殼體中心至外邊緣往外經過通路2之流，如同藉由圖2及圖3中的箭頭a對於軸承外殼體18、及藉由圖3中的箭頭a’對於軸承外殼體18’所顯示。只可在圖2中看見之一較佳為環形的通路3係設置於軸承外殼體18中(且亦設置於軸承外殼體18’中)並配置於相距軸承外殼體的中心7之一距離且從通路2及2’被饋送。冷卻液體從此通路3(箭頭c)流回到定子中的出口52’。此外，冷卻液體接著流過軸承外殼體18及18’中的通路4及4’(箭頭b)到各軸承外殼體的中心。沿著圖2及4的剖線A-A之剖面係顯示此作用。定子12中的通路7將冷卻液體從軸承外殼體18、18’中心饋送至定子中的通路52’內。從該處，冷卻液體經由焊接臂被排放，其係為已知且此處未進一步說明。

可以不同方式產生其中配置有通路之軸承外殼體18、18’。一種較佳的產生方法係為藉由雷射燒結之來自一金屬粉末材料的一逐層構造，其被稱為“產生性金屬成形(GMF)”的技術用語。(譬如20微米厚度的)層係藉由雷射以一種浮雕狀方式接續地累積，藉此可在其累積時使得所顯示的通路結構或一不同通路結構設置於軸承外殼體中。亦可以從當放置於彼此頂上時結合在一起之一金屬材料的複數個分開切割層來建構軸承外殼體。具有其切口之至少一中層隨後係形成通路。可譬如以一雷射切割工具或藉由火 花侵蝕來切割如是一層。層可藉由焊接(譬如摩擦焊接及電子束焊接)而在其表面區域上方及邊緣處被接合。

圖5高度示意性顯示一電阻式接縫焊接機器125，可藉其焊接罐體部128、129、130。這基本上係為熟習該技術者所熟悉且此處只作簡短說明。個別頁片(sheet)係卸載自一堆積體122，其譬如配置於一運送車133上，且饋送至一圓化裝置124(rounding device)。頁片127例如顯示於圖中。在圓化裝置124中，頁片被圓化且以罐體部128形式離開圓化裝置，其縱向重疊接縫仍開啟且隨後將在電阻式接縫焊接機器125中被焊接。為了此目的，提供身為根據本發明具有經冷卻軸承外殼體的滾子頭之滾子頭10及10’。此處，頂滾子頭10被固定至焊接機器125之僅作隱示的頂臂126，且底滾子頭10’被固定至僅作隱示的底焊接臂126’。以一已知方式，各滾子頭經由這些焊接臂被供應冷卻液體，且經加熱的冷卻液體經由焊接臂被排放。體部129藉由滾子頭被焊接(通常利用一導線中間電極，如同當焊接罐體部時所常見)。先前經焊接的罐體部係標示為130。

2‧‧‧軸承外殼體18的通路

2’‧‧‧軸承外殼體18’的通路

5,6‧‧‧通路

10‧‧‧頂滾子頭

12‧‧‧定子

14‧‧‧轉子

16‧‧‧滾子軸承

18,18’‧‧‧軸承外殼體

52‧‧‧定子12中的通路

B-B‧‧‧剖線

F’‧‧‧箭頭

Claims (8)

1. 一種用於一電阻式接縫焊接機器之滾子頭，具有一擁有一電極滾子之定子(12)，該電極滾子被可旋轉地安裝在該定子(12)上作為一轉子(14)，為了該目的，提供被連接至該轉子(14)之軸承內殼體(20，20’)及被連接至該定子(12)之軸承外殼體(18，18’)，具有一配置於定子與轉子之間的滑動接觸電流傳輸裝置(24)，且具有用於將一冷卻劑饋送經過定子、轉子及該等軸承內殼體(20，20’)之通路，其特徵在於與該定子(12)中的通路(5，6，7)呈流體連接之進一步的冷卻劑通路(2，2’，3，4，4’)係設置於該等軸承外殼體(18，18’)的內部。
2. 如申請專利範圍第1項所述之滾子頭，其中該等軸承外殼體(18，18’)的內部之該等冷卻劑通路係包含從各軸承外殼體的中心往外輻射之複數個冷卻劑通路(2，2’，4，4’)。
3. 如申請專利範圍第2項所述之滾子頭，其中該等軸承外殼體(18，18’)的內部之該等冷卻通路係各包含該軸承外殼體的內部之一環形冷卻劑通路(3)，該環形冷卻劑通路(3)係運行於各軸承外殼體(18，18’)的外邊緣區中，且該等往外輻射的冷卻劑通路係開展至該環形冷卻劑通路(3)內。
4. 如申請專利範圍第2或3項所述之滾子頭，其中提供四或更多個往外輻射的冷卻劑通路。
5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項所述之滾子頭，其中該等輻射通路(5)係設置於該定子(12)內，其被連接至該定子(12)的冷卻劑進入通路(52)並連接於該等軸承外殼體(18)的一者的冷卻劑通路(2)，且其中分支離開該等輻射通路(5)之該等軸向通路 (6)係設置於該定子(12)內，其被連接於該第二軸承外殼體(18’)的冷卻劑通路(2’)，且其中進一步的軸向通路(7)係設置於該定子(12)內，其被連接於該定子的冷卻劑出口(52’)並連接於軸承外殼體(18，18’)兩者的進一步冷卻劑通路(4，4’)。
6. 如申請專利範圍第1至5項中任一項所述之滾子頭，其中該滑動接觸電流傳輸裝置(24)係包括具有冷卻劑通路(55’)之滑動碟(26，26’)。
7. 一種電阻式接縫焊接機器(125)，其具有一配置於一頂臂(126)上之頂滾子頭(10)及一配置於該機器的一底臂(126’)上之底滾子頭(10)，焊接金屬通過該等滾子頭之間，其特徵在於該頂滾子頭及該底滾子頭係為如申請專利範圍第1至6項中任一項所請求之一滾子頭。
8. 一種用於藉由如申請專利範圍第1至6項中任一項所請求的兩滾子頭來電阻式接縫焊接罐體部的縱向接縫之方法，該等罐體部被傳送其間，其特徵在於該等滾子頭的軸承外殼體係藉由一流通於該等軸承外殼體的內部之冷卻液體被冷卻。