SE504953C2 - Sätt att genom motståndssvetsning fästa en tunn plåt på en konisk separeringsskiva för centrifug - Google Patents

Description

15 20 25 30 504 953 2 vilka lätt kan deformera separeringsskivan vid lokal upphettning av denna.

Ett problem vid användande av konventionell rullsvetsning för åstadkommande av en sammanhängande svetsfog mellan en remsa och en separeringsskiva är att en relativt stor kontaktyta uppkommer mellan remsan och separeringsskivan när en rullsvetselektrod rullas längs remsan och pressar denna mot separeringsskivan. Denna kontaktyta kommer i ett svetsområde att sträcka sig tvärs hela remsan och ett stycke i remsans längdriktning. För att åstadkomma smältning i denna relativt stora kontaktyta måste relativt mycket energi användas, vilket leder till en oönskat kraftig uppvärmning av separeringsskivan.

Teoretiskt vore det möjligt att begränsa själva svetsningen till endast en liten del av remsans bredd i och för mini- mering av värmeutvecklingen under en svetsningsoperation.

Emellertid skulle detta kräva att både den svetselektrod, som anbringades och pressades mot remsan, och den svets- elektrod, som anbringades mot separeringsskivan, isolerades elektriskt över vissa delar av sina ytor avsedda för kontakt med remsan resp. separeringsskivan, och vidare att den eller de icke-isolerade områdena av svetselektrodernas respektive kontaktytor placerades ytterst noggrant i för- hållande till både varandra och remsan hela den väg längs vilken en svetsfog skulle åstadkommas. Med tanke på att de remsor det här är fråga om har en bredd av ca 3-6 mm, att en svetsfog av maximalt 1 mm bredd synes önskvärd, att remsan skall anbringas på en buktig (konisk) yta och att remsan (svetsfogen) ej alltid skall vara rak och sträcka sig längs utan ibland i vinkel mot en generatris av separeringsskivan, skulle en apparatur för åstadkommande av detta bli mycket komplicerad och dyrbar. 10 15 20 25 30 5-04 953 För lösande av problemet med oönskad lokal överhettning av en konisk separeringsskiva när en smal remsa av här ifråga- varande slag genom motståndssvetsning skall förbindas med separeringsskivan via två parallella svetsfogar längs remsans kanter har i EP O 444 271 - A3 föreslagits att en svetselektrod i form av en relativt smal rulle skall rullas över remsan i dennas tvärriktning och att svetsström skall kopplas på endast när rullen passerar över remsans kanter, där en svetsfog skall åstadkommas, och vara fránslagen medan rullen rullar över remsans centrala parti mellan kanterna. Rullen måste således rullas över remsan ett flertal gånger innan två sammanhängande svetsfogar har åstadkommits längs hela remsan. Det förslås vidare i EP O 444 271 - A3 att svetsrullen skall rullas längs separe- ringsskivans hela omkrets och att svetsning sålunda skall ske endast i samband med att rullen passerar över kanterna av de aktuella remsorna, vilka i det visade fallet är placerade så att de sträcker sig längs generatriser hos den koniska separeringsskivan.

Det kan från olika utgångspunkter ifrågasättas om den i EP O 444 271 - A3 föreslagna svetsmetoden verkligen är genom- förbar utan att en oönskad lokal överhettning av separe- ringsskivan erhålls. Om så trots allt skulle vara fallet torde svetsrullen behöva vara mycket smal, vilket gör det uppenbart att en svetsningsoperation utförd på detta sätt skulle ta alltför lång tid i anspråk för att vara användbar i praktiken.

Mot bakgrund av det ovanstående är det ett ändamål med den föreliggande uppfinningen att tillhandahålla ett nytt och i praktiken användbart sätt för att genom motståndssvetsning åstadkomma en sammanhängande svetsfog mellan en remsa av det ovan diskuterade slaget och en konisk separeringsskiva 10 15 20 25 30 504 “953 4 tillverkad av tunn plåt, vilken svetsfog sträcker sig i remsans längdriktning. Förfarandet skall således möjliggöra fastsvetsning av remsan på separeringsskivan utan oönskad lokal överhettning av den senare. Vidare skall förfarandet möjliggöra en snabb svetsningsoperation till en acceptabel kostnad.

Detta ändamål kan uppfyllas på så sätt att en remsa av tunn plåt och med en viss bredd anbringas på en konisk separe- ringsskiva och pressas mot denna mellan en första svets- elektrod i kontakt med remsan och en andra svetselektrod i kontakt med separeringsskivan, varvid det kännetecknande för uppfinningen är - att en remsa av sådant slag väljes, vilken på sin ena sida har minst en längs remsan sig sträckande ås, vars bredd är väsentligt mindre än remsans bredd, - att remsan anbringas på separeringsskivan med åsen vänd mot separeringsskivan, - att en rullsvetselektrod, utgörande nämnda första svetselektrod, bringas att rulla under tryck mot och längs remsan, så att i ett svetsomràde åsen pressas mot separeringsskivan, och - att i svetsområdet en så avpassad ström leds mellan svetselektroderna att åtminstone en del av åsen smälter i svetsområdet och successivt bildar en kontinuerlig svetsfog mellan remsan och separerings- skivan.

Vid en svetsningsoperation utförd på detta sätt uppkommer i det nämnda svetsområdet en mycket liten kontaktyta mellan 10 15 20 25 30 504 953 remsan och separeringsskivan till följd av att den nämnda ásen är väsentligt smalare än remsan. För att åstadkomma smältning av material i remsan i en sådan liten kontaktyta krävs en motsvarande liten energimängd. Härigenom möjlig- görs bildandet av en sammanhängande svetsfog utan oönskad lokal överhettning av separeringsskivan.

Genom uppfinningen är det möjligt att under svetsnings- operationen använda ett minimum av energi. Sålunda räcker det att utnyttja blott så mycket energi som krävs för att en partiell smältning av åsen skall erhållas i svetsom- rådet. Efter en sådan partiell smältning av åsen har kontaktytan mellan åsen och separeringsskivan förstorats, och storleken av den mellan elektroderna ledda strömmen kan_ avpassas så, att strömmen blir otillräcklig för fortsatt smältning av åsen, när den nämnda kontaktytan uppnått en viss storlek. Den utnyttjade strömmens uppvärmning av remsan och separeringsskivan förhindras på detta sätt automatiskt att leda till oönskad lokal överhettning.

För erhållande av önskad distanshållande funktion hos remsan är det dock lämpligt att en så avpassad ström leds mellan elektroderna att åsen i svetsområdet väsentligen fullständigt smälter, varigenom en så stor kontaktyta skapas mellan remsan och separeringsskivan, när remsan utmed hela sin bredd kommer i kontakt med separerings- skivan, att strömmen därefter blir otillräcklig för fortsatt smältning av remsan.

En så långt driven smältning av den nämnda åsen är inte nödvändig om remsan ej skall fungera såsom distansorgan utan i stället ha någon annan funktion i ett mellanrum mellan två separeringsskivor. 10 15 20 25 30 504 953 V6 Om ett behov föreligger att åstadkomma täta svetsfogar mellan en remsa och en separeringsskiva längs remsans båda kanter, väljs enligt uppfinningen en remsa som på sin ena sida har två på avstånd från varandra längs remsan sig sträckande åsar; en vid vardera av remsans kanter. Om en sådan remsa skall tjäna som distansorgan, är det härvid lämpligt att leda en så avpassad ström mellan svetselek- troderna, att denna blir otillräcklig för fortsatt smält- ning av remsan först när ett parti av remsan beläget mellan àsarna kommer i kontakt med separeringsskivan.

Uppfinningen beskrivs i det följande med hänvisning till bifogade ritningar, på vilka figur 1 visar en stympat konisk separeringsskiva av tunn plåt, sedd från sin smalaste ände, vilken separeringsskiva är försedd med ett flertal påsvetsade smala remsor av tunn plåt, figur 2 visar en tvärsektion genom en del av separerings- skivan i figur 1, tagen längs linjen II-II i figur l, figur 3 visar en remsa av tunn plåt utformad i enlighet med uppfinningen, figurerna 4 och 5 visar alternativa utföringsformer för ett ändparti av en remsa enligt figur 3, figur 6 visar en tvärsektion genom en separeringsskiva och en remsa enligt figur 3, applicerad på separeringsskivan mellan två svetselektroder, innan svetsning har skett, 10 15 20 25 30 584 953 figur 7 visar en tvärsektion liknande den i figur 6 men visande separeringsskivan och remsan sedan svetsning har skett, figur 8 och 9 motsvarar figurerna 6 resp. 7, varvid remsan har en annorlunda form, figur 10 visar utrustning för svetsning av en remsa på en konisk separeringsskiva, figur ll visar en del av utrustningen i fig 10 och figur 12 illustrerar en svetsfog utformad med hjälp av en utrustning enligt figur 10.

Figur 1 visar en av tunn plåt tillverkad stympat konisk separeringsskiva 1, sedd uppifrån, och på dennas utsida eller ovansida fastsvetsade remsor 2 likaså tillverkade av tunn plåt. Remsorna 2 sträcker sig i detta fall i raka banor längs generatriser av den koniska separeringsskivan 1. Varje remsa kan dock sträcka sig längs vilken som helst önskad rak eller krökt bana på separeringsskivan.

Alternativt skulle remsorna kunna vara fastsvetsade på separeringsskivans 1 insida eller undersida.

Figur 2 visar en tvärsektion genom separeringsskivan 1 tagen längs linjen II-II i figur 1. Som framgår är separe- ringsskivans insida eller undersida helt slät. När flera separeringsskivor 1 är staplade på varandra tjänar remsorna 2 bl.a. som distansorgan mellan separeringsskivorna. De sålunda bildade mellanrummen mellan separeringsskivorna skall tjäna såsom separeringsutrymmen i en centrifugal- separators rotor. 504 953 8 10 15 20 25 30 Tjockleken av en separeringsskiva 1 av det här slaget kan variera, bla. beroende pà separeringsskivans storlek.

Exempelvis kan tjockleken vara 0,6 mm. Även plátremsornas 2 tjocklek kan variera beroende pá önskad tjocklek hos mellanrummen mellan på varandra staplade separeringsskivor.

Ofta är de distansgivande remsornas tjocklek av samma storleksordning som separeringsskivornas tjocklek.

Figur 3 visar en planvy av en remsa 2, som ännu ej är svetsad fast vid en separeringsskiva. Remsan visas från den av sina sidor som skall vara vänd mot separeringsskivan.

Figurerna 4 och 5 visar alternativt utformade ändpartier 2a resp. 2b av remsan.

Som framgår har remsan 2 pà sin ena sida två àsar 3 och 4, vilka sträcker sig längs respektive kanter av remsan. I fig 5 är dessa àsar betecknade 3a resp. 4a. Även vid remsans ändar är àsar 5 och 6 utformade, vilka förbinder àsarna 3 och 4. I fig 5 är en sådan às betecknad 5a.

Som framgår har var och en av àsarna 3-6 en tvärsektion sådan att ásen är bredast vid sin bas och smalnar av mot sitt krön.

I ett område 7 som omges av àsarna 3-6 är remsan 2 helt slät. Motsvarande område hos remsan 2b i fig 5 är betecknat 7a.

Figur 6 visar i tvärsektion en remsa 2 enligt figur 3, placerad på ovansidan av en separeringsskiva 1 med sina àsar 3 och 4 i kontakt med denna. Mellan àsarna 3 och 4 bildas ett utrymme 8, vari remsan 2 ej har kontakt med separeringsskivan 1. 10 15 20 25 30 584 9 5 3 Ovanpå remsan 2 i fig 6 är placerad en första svetselektrod i form av en rulle 9. Rullen 9 är orienterad med sin rota- tionsaxel tvärs remsans 2 längdriktning, så att den kan rullas på remsan 2 längs denna.

På sin undersida stöds separeringsskivan 1 av en andra svetselektrod 10, vilken kan ha formen av en solid konisk kropp (se fig 10).

Svetselektroderna 9 och 10 är anslutbara till en strömkälla på konventionellt sätt (ej visat) och med hjälp av konven- tionell utrustning inrättade för rullsvetsning.

Under en svetsningsoperation rullas rullen 9 längs remsan 2 under det att den pressas mot denna. Sammanpressningen av remsan 2 och separeringsskivan 1 måste härvid vara så kraftig att ett för sammansvetsning av remsan med separeringsskivan erforderligt kontakttryck uppkommer i det avsedda svetsomràdet. Genom att remsan kan pressas till kontakt med separeringsskivan endast via ásarna 3 och 4, vilkas toppar är mycket smala, erhålls i det avsedda svets- omrádet en mycket liten kontaktyta mellan remsan och separeringsskivan. En med hänsyn till kontaktytans storlek avpassad, eventuellt pulsad, svetsström leds mellan svetselektroderna 9 och 10 medan svetselektroden eller rullen 9 rullas längs remsan 2.

Pà rullens 9 väg längs remsan 2 smälter successivt àsarna 3 och 4 och eventuellt en del material i separeringsskivan 1 till flytande form, varigenom kontaktytan i svetsomràdet mellan remsan och separeringsskivan i varje ögonblick för- storas. Svetsströmmen behöver härvid inte vara kraftigare än att dess förmåga att smälta material i svetsomràdet automatiskt upphör när en önskad mängd material har smälts 504 953 10 10 15 20 25 30 och den nämnda kontaktytan fått önskad storlek. När remsans 2 centrala område 7 får kontakt med separeringsskivan 1, ökar kontaktytans storlek kraftigt, vilket kan utnyttjas för lämplig anpassning av svetsströmmens storlek, så att ásarna 3 och 4 säkert smälter helt och hållet utan att svetsströmmen därefter behöver förorsaka fortsatt smältning i svetsomràdet.

Av figur 7 framgår hur två svetsfogar 11 och 12 har bildats mellan separeringsskivan 1 och remsans 2 respektive kant- partier sedan materialet i åsarna 3 och 4 och delar av materialet i separeringsskivan 1 har smält till flytande form och därefter åter stelnat. Som framgår har remsan 2 fått kontakt med separeringsskivan 1 över sitt centrala område 7 (se fig 3 och 4) utan att någon svetsfog bildats i detta område. En del flytande material har istället trängts utåt till områdena utanför remsans kanter.

I figurerna 8 och 9 illustreras hur en plåtremsa 13 med endast en centralt belägen ås 14, sträckande sig längs remsan 13, svetsas fast vid en separeringsskiva 1. Samma svetselektroder 9 och 10 som i figurerna 6 och 7 kan användas i detta fall. En enda svetsfog 15 bildas i detta fall, vilket i många sammanhang kan vara tillräckligt. Om en remsa av detta slag skall sträcka sig längs en genera- tris av separeringsskivan 1, kan remsan 13 ges en svag krökning, sett i en tvärsektion genom remsan, som är lika stor som eller obetydligt kraftigare än krökningen hos ovansidan av separeringsskivan 1, på vilken den skall svetsas fast. (Separeringsskivans krökning visas ej i figurerna 8 och 9). Härigenom kan undvikas att spalter uppkommer längs remsans kanter mellan remsan och sepa- reringsskivan. 10 15 20 25 30 504 953 ll Figur 10 visar schematiskt vissa delar av en apparat för fastsvetsning av plåtremsor pà stympat koniska separe- ringsskivor.

På en stympat konisk solid kropp, som bildar en stödgivande svetselektrod 10, är placerad en separeringsskiva 1, vilken är tillverkad av tunn plàt och har en form som huvudsak- ligen överensstämmer med svetselektrodens 10 form. Svets- elektroden 10 är roterbar omkring en lutande axel 16, vilken också utgör elektrodens 10 centrumaxel, och är inrättad att vid rotation kring denna axel medbringa separeringsskivan 1 i sin rotationsrörelse. Axeln 16 lutar på sådant sätt att alltid en generatris 17 hos separe- ringsskivan 1 sträcker sig horisontellt och samtidigt be- finner sig i samma vertikala plan som den lutande axeln 16.

En rulle, som bildar en rullsvetselektrod 9, är upphängd i en ram 18, vilken är förflyttbar horisontellt från vänster till höger med avseende pá figur 10, parallellt med den nämnda generatrisen 17. Rullsvetselektroden 9 är roterbar relativt ramen 18 kring sin centrumaxel 19, som sträcker sig horisontellt, medan ramen 18 tillsamman med rullen 9 är roterbar omkring en vertikal axel 20. Ramen 18 är sá upp- hängd att den vertikala axeln 20 under ramens förflyttning horisontellt hela tiden befinner sig i samma vertikala plan som axeln 16 och generatrisen 17.

Såsom vidare framgår av figur 10 är ramen 18 utrustad med en anordning 21 för att styra en plàtremsa 2 in i ett mellanrum mellan rullsvetselektroden 9 och separerings- skivan 1 i ett omrâde där svetsning skall ske. Plàtremsan 2 har tidigare varit en del av en sammanhängande lång remsa, vilken under en svetsningsoperation matas mot styranord- ningen 21. Innan remsan når styranordningen 21 delas den i 5041953 12 10 15 20 25 30 stycken med önskad längd medelst en kapningsmaskin (ej visad), varefter styckena, dvs. remsorna 2, leds in i styranordningen 21. Emedan àsarna 3 och 4 (se fig 3) är utformade i remsan redan innan denna delas, utformas àsarna 5 och 6 i den nämnda kapningsmaskinen. Svetselektroderna 9 och 10 är på känt sätt (icke visat) anslutna till en strömkälla.

Svetsningsoperationen inleds med ramen 18 och rullen 9 belägna i närheten av separeringsskivans 1 vidaste ände, dvs. till vänster i figur 10. Här inställs ramen 18 i önskat vridningsläge omkring axeln 20, så att anordningen 21 kan styra remsan 2 i önskad riktning relativt genera- trisen 17 och så att rullens 9 egen rotationsaxel 19 kommer att sträcka sig tvärs remsans 2 längdriktning. Därefter införs en ände av remsan 2 i gapet mellan rullen 9 och separeringsskivan 1 och svetsströmkretsen sluts. Samtidigt härmed bringas elektroden 10 och separeringsskivan 1 att rotera kring axeln 16 och rullen 9 att röra sig längs generatrisen 17 under det att den tillåts rulla pà och pressas mot remsan 2.

Till en början, dvs. i närheten av separeringsskivans vidaste ände, bildar remsan 2 i varje punkt en relativt stor vinkel med separeringsskivans generatris genom punkten ifråga, men denna vinkel minskar gradvis efterhand som nya delar av remsan 2 svetsas fast pá separeringsskivan. Remsan 2 kommer alltså när den är fastsatt på separeringsskivan att sträcka sig längs en bana som är krökt i flera plan.

Vid det svetsställe där rullen 9 befinner sig i figur 10 sträcker sig remsan 2 väsentligen parallellt med genera- trisen 17. 10 15 20 25 30 S014 953 13 Elektrodens 10 rotation liksom ramens 18 horisontella för- flyttning och vridning kring axeln 20 kan utföras automatiskt enligt ett i en dator inmatat program. Likasà automatiskt kan själva svetsningen utföras. Sålunda kan svetsströmmens styrka och/eller eventuellt svetsströmmens pulsering behöva ges vissa värden när svetselektroden 9 rullar utmed huvuddelen av remsan 2 men andra värden när rullen passerar över remsans 2 ändpartier, då storleken av kontaktytan mellan remsan 2 och separeringsskivan 1 via ásarna 3-6 förändras. Värdena för strömstyrka och eventuell pulsering av strömmen får fastställas empiriskt pà förhand för varje enskilt fall med hänsyn till bl.a. materialet i och tjockleken av separeringsskivan 1 och remsorna 2.

Med hjälp av en utrustning av det beskrivna slaget kan remsor svetsas fast på en separeringsskiva längs nästan vilka banor som helst. Den böjning av en remsa i sidled, som härvid krävs, underlättas av att remsan under svets- ningen lokalt värms upp och blir mjuk i svetsomràdet.

Figur ll visar rullsvetselektroden 9 sedd från sidan under en svetsningsoperation. Ett svetsomráde 22 utmärkt mellan två pilar avser den zon vari smältning sker under svetsningen.

Figur 12 illustrerar utsträckningen av en svetsfog 23 ástadkommen vid ett ändparti av en remsa 2 av det slag som visas i figurerna 3 och 4. Rullsvetselektroden 9 visas med streckprickade linjer. Även i denna figur visas svets- omràdet 22 vari smältning sker under svetsningen. Med 23a betecknas några krökta streckprickade linjer, vilka visar en alternativ sträckning för en svetsfog. 10 15 504 953 14 Båda elektroderna 9 och 10 kan behöva utsättas för kylning under pågående svetsning för att temperaturen hos desamma skall hållas vid en lämplig nivå.

I de på ritningen visade exemplen har åsarna 3, 4 och 14 givits en höjd som är av samma storleksordning som tjock- leken av den övriga delen av remsan 2, t.ex. 0,4 mm. Denna relation kan givetvis vara annorlunda, om så skulle befinnas lämpligt. För erhållande av så liten uppvärmning av separeringsskivan som möjligt ges åsarna lämpligen den minsta möjliga höjd som krävs för åstadkommande av till- fredsställande svetsfogar. Dock får åsarna 3 och 4 inte vara alltför låga emedan remsans mittparti mellan åsarna 3, 4 i så fall kan komma i kontakt med separeringsskivan 1, innan svetsningsoperationen har börjat. Detta beror på att separeringsskivans ovansida är något konvex, vilket ej har visats i figurerna 6-9.

Claims (6)

10 15 20 25 30 594 953 15 Patentkrav

1. Sätt att genom motstándssvetsning fästa en remsa (2: 13) av tunn plåt och med en viss bredd pà en väsentligen konisk separeringsskiva (1) av tunn plát, varvid remsan anbringas pá separeringsskivan och pressas mot denna mellan en första svetselektrod (9) i kontakt med remsan (2; 13) och en andra svetselektrod (10) i kontakt med separerings- skivan (1), k ä n n e t e c k n a t a v - att en remsa (2: 13) av sådant slag väljes vilken på sin ena sida har minst en längs remsan sig sträckande às (3,4: 14) vars bredd är väsentligt mindre än remsans bredd, - att remsan (2: 13) anbringas pá separeringsskivan (1) med àsen (3,4: 14) vänd mot separeringsskivan, - att en rullsvetselektrod, utgörande nämnda första svetselektrod (9), bringas att rulla under tryck mot och längs remsan (2: 13), så att i ett svetsomràde àsen (3,4: 14) pressas mot separeringsskivan (1), och - att i svetsomràdet en så avpassad ström leds mellan svetselektroderna (9, 10) att åtminstone en del av àsen (3,4: 14) smälter i svetsomrádet och successivt bildar en kontinuerlig svetsfog (ll,l2; 15) mellan remsan (2: 13) och separeringsskivan (1).

2. Sätt enligt krav 1, vid vilket en så avpassad ström leds mellan svetselektroderna (9, 10) att àsen (3,4: 14) i svetsområdet endast delvis smälter, varvid en så stor 10 15 20 25 30 504 953 16 kontaktyta skapas mellan remsan (2: 13) Qch separerings- skivan (1), att strömmen är otillräcklig för fortsatt smältning av åsen (3,4: 14).

3. Sätt enligt krav 1, vid vilket en så avpassad ström leds mellan svetselektroderna (9, 10) att åsen (3,4: 14) i svetsomràdet väsentligen fullständigt smälter, varvid en så stor kontaktyta skapas mellan remsan (2: 13) och separe- ringsskivan (1), att strömmen är otillräcklig för fortsatt smältning av remsan.

4. >Sätt enligt något av föregående krav, vid vilket en remsa (2) av sådant slag väljes, vilken på sin ena sida har två på avstånd från varandra längs remsan sig sträckande åsar (3, 4), en vid vardera av remsans längsgående kanter, varvid en så avpassad ström leds mellan svetselektroderna (9, 10) att tätande svetsfogar (11, 12) bildas längs båda remsans kanter mellan remsan och separeringsskivan.

5. Sätt enligt krav 4, vid vilket en så avpassad ström leds mellan svetselektroderna att de båda åsarna (3, 4) i svetsomràdet helt smälter, varvid när ett parti (7) av remsan (2) beläget mellan åsarna (3, 4) kommer i kontakt med separeringsskivan (1) en så stor kontaktyta skapas mellan remsan (2) och separeringsskivan (1), att strömmen är otillräcklig för fortsatt smältning av remsan (2).

6. Konisk separeringsskiva av tunn plåt, utformad så att den är monterbar i en centrifugalseparators rotor samt försedd med en eller flera remsor (2: 13) fastsvetsade på sättet enligt något av föregående krav.