专利名称：电阻缝焊机滚轮头的制作方法
技术领域：
本发明涉及电阻缝焊机的滚轮头。
瑞士专利申请01 818/90-8公开一种滚轮头，包括一个定子;一个作为转子可旋转地安装在定子上的滚轮电极;一个配置在定子与转子之间的滑动接触输电装置，利用弹簧力压靠在定子与转子中的至少一个上;将冷却剂在定子、转子及滑动接触输电装置中通过的管道;滑动接触输电装置具有至少一个环形圆盘，它在转子与定子之间沿径向伸展，其内周面与外周面之间的中间桥接部为柔性结构。
构成上述专利(以下称为主专利)主题的这种滚轮头，与美国专利US-A-3，546，655号及US-A 1-3，596，225号对照，呈现出一种改进，但不足以取代诸如瑞士专利CH-A-639，548及美国专利US-A-4，181，523等揭示的流体滚轮头。这种流体滚轮头用于焊接窄罐体内侧。在定子与转子之间设有环形间隙，其中放置液态金属，诸如汞或一种镓合金，用于从定子向转子输电。由于这种滚轮头要求严格密封，并须经常检查密封，并且由于使用的液态金属不一定是良好热导体，与铜相比也不是良好导电体，此外，使用镓合金时可能有问题发生，因为这种合金，在低于室温不多的温度下固化，等等，故曾试图不用流体作滑动接触输电装置，而用非流态金属滑动触来取代。由于有内置滑动接触输电装置的上述已知滚轮头，在输电性能及使用寿命方面不及液体滚轮头，这是因为需用高成本的电刷构造作为滑动输电装置或其构件，因此，主专利中提出了一种滚轮头，其在装配后的尺寸、输电性能与使用寿命方面，可与迄今为止还在使用的液体滚轮头相比拟，并打算用来取代后者。而且定子与转子之间的滑动接触输电装置的接触压力，基本不受振动、偏心度等等的影响。所以能达到这点，是因为滑动接触输电装置是由至少一个环形圆盘构成的，它在转子与定子之间沿径向伸展，并且在转子与定子之间的中间部为柔性结构。此外，主专利的滚轮头可用最少量的构件，大大减少了制造成本、保养费用和磨损。
从主专利中的滚轮头的实际使用中，显示出有迫切需要将这种滚轮头的输电原理，应用于其他的范围。
因此，本发明的目的在于将主专利的滚轮头的应用范围扩大。
上述目的靠本发明的上面所述这种型式的滚轮头得以解决，其中，将圆盘作为滑动接触输电装置，配置在轴的另一端区域中，介于轴和定子之间，用滚轮头作摆式滚轮头，其中，转子具有轴的形式，在其一端上安装滚轮电极，而其另一端可转动地安装在定子上。
图4及5公开了一种已知的摆式滚轮头，图4及5相应于专利DE-C2-3，710，875的图3或4，这里存在有与上文所述的已知液体滚轮头同样的问题。发明的基础是意外地认识到主专利中的滚轮头的输电原理，主专利涉及一种所谓的内滚轮头，通过将已知摆式滚轮头中的液态金属输电装置用一种环形圆盘来代替，该环形圆盘具有柔性结构的中间部，将该圆盘配置在摆式滚轮头的轴的另一端区域中，介于摆式滚轮头的轴与定子之间，作为滑动接触输电装置，便易于将这种输电原理，转用到上文所述类型的已知摆式滚轮头上。与主专利的滚轮头相比较，转子与定子的功能可互换，即在摆式滚轮头中，现在定子处于外部，而转子处于内部。这样可提供与内滚轮头相同的优点，也就是说与使用液态金属相关的问题得以克服，而对输电的外在机械性影响得以避免，因为在发生偏心、振动等等情况时，滑动接触圆盘的中间部可在轴向和径向上屈服，并且本发明的摆式滚轮头还可以有最少数目的构件，便可大大降低制造成本、保养费用及磨损程度。另外，可能满足不必将现有结构作很大修改的要求，从而可将现有的摆式滚轮头，重新设置本发明的滑动接触输电装置，即可用滑动接触输电装置来更换液态金属装置。
本发明的有利发展，构成从属权利要求的主题。
本发明按权利要求2的发展，即桥接部是由铜编线构成的，就可使构特别简单，并可能使非常大的焊接电流的输送没有困难。
本发明按权利要求3至6的发展，即圆盘至少在盘面内部或外部上设有接触环，并将其另一部分固定到转子或定子上。也可以在圆盘内部和外部上设有接触环，将这些环轴向固定到中间部上。或者也可以是圆盘的至少一个接触环是轴向滑动接触环，与定子或转子的环形接触面作轴向滑动接触。这样便可能慎重选择用于滑动接触区的滑动接触环。因此可将银镍接触环与软铜编线牢固连接(例如通过电子束焊接)，编线又安装(焊接)在外部上的铜接触环中。也可以不用银镍，而用银/石墨组合，或镀银的铜，或镀金的铜。假如用中间环来进行工作，则可将铜接触环或镀很或镀金的铜接触环熔焊或钎焊到软铜编线上，以取代银接触环，将银镍或银/石墨或镀银/镀金中间环在定子或转子上夹紧，作廉价的耐磨元件。
本发明按权利要求7与8的发展，在轴向滑动接触环的背向环形接触面的一侧上配置弹簧装置，将其支靠在定子或转子上，弹簧装置可由至少一个碟簧构成，便可采用无固有刚性的圆盘，因仅需用碟簧便可产生圆盘的弹性压力。
在本发明按权利要求9与10的发展中，摆式滚轮头的冷却是通过特殊的含油乳化液来进行的，乳化液是由水82%，菜仔油15%、乳化剂3%构成的。它不仅对滑动接触表面进行加强冷却，而且也对这些表面进行润滑。这种冷却剂与普通的水比较，其优点为接触点不被石灰或其他杂质污染。使用的乳化液稳定，尤其适合用于食品。
在下文中对照附图详细说明本发明一个实施例。
图1显示主专利中的内滚轮头;
图2示出本发明摆式滚轮头的局部纵向剖视图，其滑动接触输电装置与图1所示滚轮头中的相同;
图3示出图2中摆式滚轮头的放大细节图，从图中可清楚看到作为滑动接触输电装置的环形圆盘的构造;
图4示出一种公知的电阻缝焊机摆式滚轮头;
图5示出图4中的摆式滚轮头的局部纵向剖视立体图。
图1示出用于对罐体进行电阻缝焊的图中未示的电阻缝焊机的滚轮头10的剖视图，该滚轮头10已由上文提及的主专利中获知。滚轮头10具有设计成由两部分构成的轴这种形式的定子12，将转子14通过滚动轴承16及16′可转动地安装在定子上。(举凡用于标注一对结构相同的部件的另一部件时，用相同的标号在上端加撇号来表示)。
将定子12在电阻缝焊机的也未图示的焊接臂的自由端上夹紧，使之导电良好。电阻缝焊机运转时，焊接臂和定子12传导焊接电流，因此象转子14一样由良导电材料，最好是铜来制成。将这焊接电流从定子12向转子14传送，转子将电流传送到焊件上，最好通过图中未示的丝电极传送。为在定子与转子之间送电，设有滑动接触输电装置，其整体用标号24标示，它具有两个环形圆盘26与26′，在轴向上互有间距，而在径向上在转子与定子之间伸展，并且其在内周面与外周面之间的中间桥接部28与28′为柔性结构。
两柔性滑动接触圆盘26及26′各由一个铜编织带组成，其上有接触环30及30′，分别在中间部28及28′的外周面轴向紧固(例如用焊接)，有轴向滑动接触环32及32′，分别在轴向上与中间部的内周面紧固(例如用电子束焊接)。转子14在内周面上有突缘34，其上有圆盘26及26′用图中未示的螺丝紧固，使之导电良好。每一轴向滑动接触环32及32′，与定子的相关环形接触表面36及36′滑动接触。为将圆盘26及26′压在定子12上，在圆盘之间设有弹簧装置，其形式为一叠碟簧40。碟簧产生轴向滑动接触环32及32′和与环相关的定子12环形接触表面36及36′之间的必要接触压力。
定子12与转子14之间的内部空间，用O形环及轴密封件按图1所示的方式密封。因为转子14与滑动接触表面需要强制冷却，为引导冷却剂通过滚轮头10，就在定子12中设管道52、52′及53、53′，在转子14中设管道54，并在柔性滑动接触圆盘中设管道55′(设在圆盘26中的相当于管道55′的管道，在图1中不可见)。电阻缝焊机运转时，将冷却剂输入管道52，通过管道53，通过圆盘26的不可见的管道，管道54及55′，最后通过管道53′及52′返回。
现在说明上述滚轮头作为摆式滚轮头的使用情况，确切地说，是说明使用上述滚轮头的滑动接触输电装置来取代用液态金属工作的已知摆式滚轮头的输电装置的情况。为便于深入了解，首先参照图4及图5叙述专利DE-C2-3，710，875所公开的摆式滚轮头。
图4显示用于焊接罐体的仅示出其局部的电阻缝焊机的摆式滚轮头120。将待成形的罐体坯料制成圆柱形，再用图中未示的Z形轨道，将待形成纵向接缝的部位进行搭接，在这一状态下，将其用同样在图中未示的链式运送器载送棘爪送到上滚轮电极108与下滚轮电极111之间，进行纵向缝焊。所有这些，都已由例如申请人本人的专利DE-OS2，559，671所公开，因此这里不需再详细叙述。
焊接电流用图中未示的焊接变压器，通过第一导电轨118供给。摆式滚轮头120的定子半部120b，由软导电带122与第一导电轨118的相邻部118c电连接，其方式在下文中将详述。摆式滚轮头120具有中空轴形式的摆臂123，摆臂123设有支承缘133，摆臂的一端可转动地安装在定子另一个右侧半部120a中，其另一端支承上滚轮电极108。滚轮电极108仅需在其内部进行冷却，冷却液(例如水)通过中空轴123输入或排出。但是滚轮电极108没有如图1中滚轮头10的滑动接触输电装置，因为供给旋转轴123的电流，在摆式滚轮头120的定子及120a及120b的区域中输入。
电流返回线路，即从下滚轮电极111返回焊接变压器的线路，是由下臂127构成的，其一端上安装有下滚轮电极111，其另一端与通向焊接变压器的第二导电轨(图中未示)相连接。
摆式滚轮头120根据配衡原理(tare balance)来制造，其方式是使摆座121支承全部重量，并且使上滚轮电极108基本无重量地靠放在下滚轮电极111上。为设定某一压力，设置一个图中未示的弹簧，从上方压在上滚轮电极108的轴上。可转动地安装在摆式滚轮头120的定子的右半部120a上的摆臂123的另一端上，固定有一个齿圈139，通过齿圈并借助链条141，可将摆臂123及上滚轮电极108旋转。将丝电极142从上滚轮电极108上绕过。将相同的丝电极143绕过下滚轮电极111。这些丝电极用于防止因滚轮电极与焊接件金属(例如焊接镀锡罐时，则为锡)形成化合物造成滚轮电极上的污染，这在上述DE-OS2，559，671及同样是本申请人的专利的DE3，516，397中已经公开，故同样不需在本文中进一步说明。摆式滚轮头120的定子的右半部120a，具有滚动轴承137，以便可转动地安装在摆臂123上，如图5所示。图5左方所示的定子半部120b，在两密封环144之间具有一个环形腔146，其中充注液态金属，用于从定子向摆臂123传送电流。这种用环形腔中的液态金属供电的方式，可按下文叙述的方式，用图1所示滚轮头10的原理的输电方式来取代，对此可参看图2及3。
在图2及3中，与图1、4及5中相同的部件，用相同标号再加200或100来表示。此外，图2及3所示的图面为图4及5的镜面影象。因此，图2及3中的定子的半部220a，是在定子半部220b的左侧，而非在右侧。
定子半部220a具有滚动轴承237，用以可转动地安装摆臂223。滚动轴承237用绝缘材料制成的套筒222与定子半部220a电绝缘。向与另一定子半部220a绝缘的定子半部220b的供电，可用图2及3中未示的送电编织带，按对照图4及5所述的方式来进行。摆臂223也设计成具有内孔225的中空轴。将水通过内孔225，向图2及3中未示的紧固在摆臂223的右端上的滚轮电极供给，这水还通过图2的左方所示的端部，通过孔225及左端排出，其方式的细节没有详细说明。
定子右半部220b传导焊接电流，因此，与摆臂223相同，用良导电材料制成，最好用铜。将这焊接电流从定子半部220b向转子传导，转子设计成中空轴223，具有安装在突缘上的滚轮电极，将焊接电流送到焊接工件上，如上文对照图4所述的情况那样。为将电流在定子与转子之间传送，设置了滑动接触输电装置，该装置用标号224标示其整体。输电装置224具有一个环形圆盘226，在定子与转子之间伸展，其在盘面径向内、外部之间的中间桥接部228为柔性构造。
柔性滑动接触圆盘226的中间桥接部由铜编线组成，有一个接触环230，在圆盘盘面外部上轴向紧固(例如用焊接)，一个轴向滑动接触环232在圆盘面内部上轴向紧固(例如用电子束焊接)。定子半部220b设有环形台肩234，用螺丝235将圆盘226紧固在其中，使导电良好。轴向滑动接触环232，与摆臂223的相关环形接触面236滑动接触。摆臂223设有对向的接触环238，它也是滑动接触输电装置224的一部分，并具有环形接触面236。在图示的实施例中，将对向接触环238用螺丝262拧在另一环形领圈260上，领圈260不能转动地与轴223相连，并抵靠图2左方的轴223的突缘264。环形领圈260与轴223连接，使之导电良好，并与对向接触环238相同，最好用铜制出。碟簧240用于将轴向滑动接触环232压在环形接触表面236上。碟簧的径向内端压在压力环266上，该压力环形成滑动接触输电装置224的另一个静止件，其一部分压在圆盘226上，以便在轴向滑动接触环232和与环232相关的环形接触表面236之间，产生必要的接触压力。碟簧240以其径向外端抵靠密封盖268的内侧而支承，盖268装配在定子半部220b中，并用螺丝270将其紧固。定子半部220a与220b利用螺丝272相互紧固。
定子半部220b中的环形腔246，利用O形环243和轴密封件244及244′进行密封的，其方式如图2所示。由于滑动接触输电装置224和滚轮223及定子220a、220b需被冷却，故在定子中设有管道252及254，在静止压力环226或随轴223旋转的对向接触环238中设有管道253及253′，以将冷却剂在摆式滚轮头210中输送。这些管道不与轴223的孔225接通，故可使用与滚轮电极不同的冷却剂，例如用乳化液冷却剂。将这不同的冷却剂引导，通过管道252进入定子，通过管道254进入滑动接触输电装置224处于其中的环形腔246，通过管道253及管道253′，到达图中未示出的出口，在图2中全部管道用箭头指示出来。因此乳化液的回路完全与冷却水回路分离。
一种稳定乳化液，首先必须对食物无害，其中含水82%，菜籽油15%，乳化剂3%，将其同时用作冷却剂和润滑剂。苏黎士赫夫提公司(Hefti)出品的乳化剂ML-55-F经证明特别适合。关于乳化剂的准确资料，可查阅赫夫提公司的技术资料页第3.201-d号。
为制成乳化液，将水、菜籽油及乳化剂一并放入专作此用的搅和器(梁式混和器，可能加扩散头)搅和数分钟，直到制成适宜的混合物。假如无法取得这种混合器，可用附在电阻缝焊机中的冷却器来制造乳化液。其过程相同，但搅和时间达10至18小时。搅和过程中的温度，应保持在15℃至50℃。为延长耐用性，需要时可将一种稳定剂与乳化液(如用于机床的冷却剂和润滑剂)搅和。乳化液的储藏温度应在15℃至50℃之间。
假如制罐时乳化液的量剧减(例如由于蒸发)，则仅需在冷却装置中加水、菜籽油及乳化剂等的组分，不致停止生产。
出售乳化液时，为便于运输，有可能将乳化液制成浓缩形式。该浓缩乳化液的成分比例，使得用户只需用水去稀释，其比例例如为1∶4(浓缩成分为菜籽油75%，乳化剂15%，水10%)。
轴向滑动接触环232最好由银镍或银/石墨组成。但也可由铜制成，与构成圆盘226的中间部228的软铜编线进行熔焊或钎焊。在对向接触环238上形成的相关环形接触表面236，可由铜、银镍、银/石墨或镀银/镀镍铜制成。铜接触环可与中间部228的铜编线进行很好的熔焊或钎焊。
在图2及3所示的具体实施方案中，接触环230与定子紧固，电流从静止轴向滑动接触环232流向摆臂223。但是，也可以将接触环230配置在内部位置并与轴223紧固，将轴向滑动接触环232配置在径向外部位置上，使从定子向柔性圆盘226的送电在这一点上进行。这种变型很易运用于本文所述的摆式滚轮头，与形成主专利主题的滑动接触输电装置的其他变型相同，不需多作图解和详述。具体而言，在摆式滚轮头的情况下，可利用一圆盘输电，与主专利中的滚轮头相似，该圆盘具有柔性辐条的中间部，而不用铜编线，这样便不需专门的弹簧装置240。
权利要求
1.电阻缝焊机的滚轮头包括一个定子；一个作为转子可转动地安装在定子上的滚轮电极；一个配置在定子与转子之间的滑动接触轮电装置，利用弹簧力压靠在定子与转子中的至少一个上；在定子、转子和滑动接触输电装置中的冷却剂通过管道，其中滑动接触输电装置具有至少一个环形圆盘，它在转子与定子之间沿径向伸展，其盘面径向内、外部之间的中间桥接部为柔性结构，其特征在于为将滚轮头作为摆式滚轮头(210)使用，其转子为一种轴(223)的形式，其一端安装滚轮电极，其另一端可转动地安装在摆式滚轮头(210)的定子(220a)内，圆盘(226)配置在轴(223)另一端的区域中，介于轴(223)与定子(220a及220b)之间，作为滑动接触输电装置(224，238，266)的一部分。
2.如权利要求1所述的滚轮头，其特征在于桥接部(228)由铜编线构成。
3.如权利要求1或2所述的滚轮头，其特征在于圆盘(226)至少在盘面内部或外部上设有接触环(230，232)，并且将其另一盘面部分固定到转子或定子(220a，220b)上。
4.如权利要求3所述的滚轮头，其特征在于圆盘(226)在盘面内部和外部上设有接触环(230，232)，这些环轴向紧固到中间部(228)上。
5.如权利要求3或4所述的滚轮头，其特征在于圆盘(226)的至少一个接触环(232)是轴向滑动接触环，它与定子(220a，220b)或转子的环形接触表面(236)作轴向滑动接触。
6.如权利要求5所述的滚轮头，其特征在于轴向滑动接触环(232)是由银镍或银/石墨或镀银/镀金的铜构成的，而相关的环形接触表面(236)是由铜或镀金的铜构成的。
7.如权利要求5或6所述的滚轮头，其特征在于为了产生圆盘的弹簧压力，在轴向滑动接触环(232)的背向相关环形接触表面(236)的一侧上配置弹簧装置(240)，它支靠在定子或转子(220a，220b)上。
8.如权利要求7所述的滚轮头，其特征在于弹簧装置是由至少一个碟簧(240)构成的。
9.如权利要求1至8中任一项所述的滚轮头，其特征在于冷却剂为含油的乳化液，同进可作润滑剂用。
全文摘要
一种电阻缝焊机摆式滚轮头210，在定子220b与223之间具有滑动接触输电装置224，该装置中有环形圆盘226，在转子与定子间沿径向伸展，其表面外部与定子紧固，其表面内部支承轴向滑动接触环232，其内外部之间的桥接部228为柔性结构。滑动接触圆盘226是由铜编线构成的，轴向滑动接触环232在上面紧固。滑动接触输电装置224为圆盘226形式，有柔性桥接部228，取代过去摆式滚轮头使用的液态金属型输电装置。
文档编号B23K11/06GK1064635SQ9210155
公开日1992年9月23日 申请日期1992年3月7日 优先权日1991年3月8日
发明者A·达尼埃洛, N·波特曼, P·泰安纳, W·乌列希 申请人:埃尔帕特朗尼股份公司