<Desc/Clms Page number 1>
MACHINE A SOUDER ROTATIVE A RESISTANCE ELECTRIQUE.
La présente invention concerne une machine à souder rotative à résistance électrique pouvant s'appliquer en particulier, mais non exclusi- vement, à la production continue de tubes d'acier par le procédé de soudure par rapprochement suivant une génératrice. La présente invention a pour but de fournir, pour une telle machine à souder rotative, un ensemble nouveau d'un transformateur et électrodes de soudure;
ce nouvel ensemble permet de réaliser une machine à souder rotative plus robuste et plus durable, dans laquelle les pertes par effet Joule et réactance sont néanmoins notablement diminuées par rapport aux machines analogues connues, la déviation des piè- ces constitutives est réduite, et l'alignement avec les articles à souder est plus facile, le cuivre'est utilisé avec une plus grande économie, même pour des machines de grandes dimensions, et enfin dont les caractéristiques mécaniques permettent une intégration totale et pratique dans une installa- tion de production.
L'invention se propose également de réaliser, dans les machines à souder rotatives du type défini ci-dessus, de meilleures dispositions pour assurer le refroidissement des pièces qui sont soumises à des densités impor- tantes de courant et fournissent des quantités appréciables de chaleur.
On a déjà utilisé couramment depuis quelque temps des ensembles rotatifs d'un transformateur et électrodes dans certaines applications, tel- les que la production continue de tubes métalliques par le procédé de soudure par rapprochement. On a trouvé commode pour assurer le fonctionnement de tel- les installations; de monter les électrodes tournantes en position haute a- fin de faciliter leur démontage et leur remplacement et de réaliser en même temps une meilleure visibilité de la zone de soudure. D'autres considérations exigent que les roues de soudure soient supportées solidement en un point très rapproché, et ceci nécessite la mise en place d'un palier axial entre . le transformateur volumineux et les électrodes; on forme ainsi en réalité un
<Desc/Clms Page number 2>
"étranglement" dans l'ensemble tournant à l'intérieur du palier.
Les dimen- sions restreintes de cet étranglement de l'ensemble rotatif ont posé jusqu' à présent des problèmes importants au point de vue de l'instabilité physi- que et des pertes électriques sensibles qui ont diminué le rendement de 1' appareil tout en limitant son application à des machines de production de grandes dimensions. Les conceptions dont disposait l'ancienne technique né- cessitaient un compromis entre l'utilisation, maximum de cuivre dans la sec- tion transversale de l'étranglement à l'intérieur du,,palier et l'utilisation de cet espace par des arbres d'acier plus rigides ou d'autres organes axiaux capables de supporter les charges.
Si cet étranglement est constitué par un métal trop mou, les électrodes perdent facilement leur alignement et on ren- contre des difficultés pour guider correctement la bande d'acier qui a été façonnée et fermée et qui avance d'un mouvement continu; si l'on utilise au contraire suffisamment cet espace pour y placer des organes d'acier des- tinés à supporter la charge, afin de maintenir dans certaines limites prati- ques les déviations et les défauts d'alignement, la densité du courant et la réactance dans le circuit de l'étranglement sont telles qu'elles rédui- sent sensiblement le rendement électrique de l'ensemble et soulèvent le pro- blème de refroidissement.
La présente invention résout les problèmes ci-dessus qui se présentaient jusqu'à présent dans la conception et la construction des machi- nes à souder rotatives à transformateur et à électrodes en forme de roues.
La présente invention fournit un circuit perfectionné disposé dans l'étran- glement de l'ensemble rotatif et destiné à relier électriquement les bornes de l'enroulement secondaire du transformateur aux électrodes, grâce à quoi les densités de courant sont considérablement diminuées, les pertes par ef- fet Joule réduites à un minimum et la réactance dans l'étranglement de la ma- chine diminuée également d'une manière notable. Cette dernière caractéristi- que a une grande importance dans les installations modernes à grande vitesse, où. il est nécessaire d'augmenter la fréquence du courant alternatif d'ali- mentation afin de réaliser un écartement suffisamment faible entre les points de soudure du tube ou de l'article quelconque à produire.
Il est maintenant souvent désirable d'utiliser dans ces installations une fréquence de 180 cy- cles par seconde par exemple. L'invention prévoit également des moyens per- fectionnés pour refroidir les électrodes, l'étranglement et le transforma- teur proprement dit, ainsi que de nouvelles dispositions pour ajuster mutuel- lement et relier électriquement les différentes pièces du circuit du courant de soudure, de manière à réduire également les pertes électriques causées par la résistance des joints d'assemblage de ces pièces.
L'invention vise aussi à réaliser un appareil rotatif du type dé- crit dont la structure mécanique permet de réduire à un minimum la déforma- tion et l'usure des pièces et d'établir entre le secondaire du transforma- teur et les électrodes une liaison mécanique et électrique qui est extrême- ment rigide, ces propriétés permettant d'utiliser l'appareil pendant de lon- gues périodes avec des opérations d'entretien et des réparations moins fré- quentes qu'autrefois.
Les objets et avantages de l'invention que l'on vient d'exposer apparaitront à la lecture de la description détaillée suivante qui se réfère au dessin annexé représentant un mode de réalisation préféré de l'invention.
Sur le dessin :
La figure' 1 est une vue axiale et partiellement coupée d'un trans- formateur rotatif de soudure électrique par résistance construit conformément aux principes de l'invention;
La figure 2 est une coupe partielle suivant la ligne II-II de la figure 1;
La figure 3 est une coupe partielle et à grande échelle suivant III-III de la figure 1;
La figure 4 est une coupe partielle suivant la ligne IV-IV de la
<Desc/Clms Page number 3>
figure 3 et représente certains détails de l'étranglement conforme à l'in- vention;
La figure 5 est une perspective d'une bague isolante utilisée dans le dispositif de la figure 4;
La figure 6 est une élévation partielle de face de l'appareil de la figure 1 et représente une technique de construction perfectionnée et utilisée dans cet appareil.
Si l'on considère maintenant les différentes figures du dessin, on y voit que le nombre de référence 10 désigne un arbre long, en acier ou en une autre matière rigide appropriée qui supporte les principaux organes de l'appareil. Un carter 12 en forme de cuvette est disposé sur l'arbre 10 au contact d'un épaulement 11 de celui-ci ; carter 12 constitue une par- tie du circuit secondaire, comme on le verra un peu plus loin.
Un deuxième carter 13 est disposé sur l'arbre 10, tout en étant isolé électriquement de celui-ci, et s'applique contre un épaulement 14 écarté de l'épaulement 11 de manière à ménager un certain écart axial entre les deux carters 12 et 13. La périphérie extérieure du deuxième carter 13 se trouve placée ra- dialement à l'intérieur de la paroi interne de l'autre carter 12, de ma- nière à former une capacité annulaire destinée à recevoir un enroulement primaire 15. L'extrémité ouverte, c'est-à-dire de gauche, de cette capacité est fermée d'une manière étanche aux fluides au moyen d'un couvercle annulai- re 16.
Des boulons 30 répartis sur une circonférence assurent la fixation du couvercle 16 sur des rebords 17 qui s'étendent à l'extérieur du carter 12 et à l'intérieur du carter 13 comme on le voit sur le dessin. Les trois orga- nes 12,13 et 16 forment ainsi une boucle secondaire autour de l'enroule- ment 15. L'expérience a montré cependant, qu'à moins d'usiner avec une extra- me précision les différentes parties de la machine, il est difficile d'obte- nir un contact électrique uniforme entre les faces adjacentes du couvercle 16 et des rebords 17. C'est pourquoi il n'est pas rare de voir se produire des "points chauds" par suite de la distribution inégale du courant. Ces points chauds sont évidemment indésirables, car ils produisent une déforma- tion des pièces et des contraintes élevées correspondantes dans la structure de l'appareil.
Pour éviter ces inconvénients, l'invention prévoit une paroi de contact 18 qui s'étend axialement à partir du rebord 17. Un collier fen- du 19 (figure 2) est monté sur le rebord 18 et serré fortement sur celui-ci au moyen de boulons 20. Un certain nombre de boulons 21 répartis circonfé- rentiellement servent à fixer le collier 19 sur le couvercle 16 de manière à réaliser une bonne conductivité électrique,
Pour supporter l'extrémité de gauche du carter interne 13, on a prévu un moyeu 22 susceptible de coulisser sur l'arbre 10 et fixé rigidement à la surface interne du rebord 18 tout en étant isolé électriquement de cet- te surface. Ce mode de construction permet à la structure des carters de se dilater et de se contracter librement, sans subir de contraintes, sous l'ac- tion des changements de température.
Un couvercle 23 ferme l'extrémité ouver- te du carter 13; il est fixé à celui-ci d'une manière étanche aux fluides et avec un isolement électrique au moyen de boulons 24 qui se vissent dans le manchon coulissant 22. Des joints appropriés et non représentés sont prévus entre le couvercle 23 et l'arbre 10 pour établir entre ces pièces une bonne étanchéité aux fluides.
Des conducteurs 25 et 26'relient l'enroulement primaire 15 à une source de courant; ces conducteurs isolés électriquement du couvercle 16 tra- versent celui-ci d'une manière étanche aux fluides et aboutissent respecti- vement à des bagues collectrices 27 et 28. Ces-bagues collectrices sont sup- portées concentriquement à l'arbre 10 d'une manière connue au moyen d'un flas- que 29. Des balais appropriés et non représentés sont reliés électriquement à la source de courant également non représentée et appuient élastiquement sur les bagues collectrices 27 et 28 de manière à fermer le circuit primaire.
Des roues 31 et 32 constituent les électrodes du circuit secon- daire ; elles sont reliées respectivement, comme on l'expliquera ci-dessous,
<Desc/Clms Page number 4>
aux carters 12 et 13. La roue interne 31 est portée par une bague 33 sup- portée elle-même directement par l'arbre 10 et appliquée axialement contre un épaulement de celui-ci. Cette bague 33 est constituée par une matière à conductibilité électrique élevée; elle comporte un prolongement axial qui re- çoit un collier fendu 35 destiné à assurer un contact uniforme comme on l'a expliqué précédemment. Des boulons appropriés et non représentés exercent une pression tangentielle sur le collier 35, tandis que des boulons 36 et des écrous 37 fixent rigidement ce collier sur l'électrode 31.
Il faut remar- quer que le collier 35 comporte un rebord dirigé vers l'intérieur et s'appli- quant contre la tranche d'extrémité de la bague 33, de manière à fixer positi- vement la position de l'électrode 31 par rapport à la bague 33 et par consé- quent par rapport à l'arbre 10.
Une deuxième bague 38 est montée à l'extrémité de l'arbre 10 mais est isolée électriquement de celui-ci; cette bague 38 est maintenue écartée axialement de la bague 33 au moyen de séparateurs isolants appropriés qui n' ont pas été représentés sur le dessin. La bague 38 comporte également un pro- longement axial 42 portant un collier fendu 39 relié électriquement à la ba- gue 38. Des boulons 40 fixent le collier fendu 39 sur l'électrode 32, et les parties filetées des boulons 36 reçoivent des écrous 41 de manière à relier rigidement les colliers 35 et 39 et les électrodes 31 et 32. Les extrémités filetées des boulons 36 et les écrous correspondants 41 sont naturellement isolés électriquement de l'électrode extérieure 32, comme on le voit sur le dessin,de manière à éviter un court-circuit dans l'appareil.
On remarquera qu'un épaulement est prévu à la jonction du prolongement 42 avec le corps prin- cipal de la bague 38;cet épaulement assure positivement la mise en place du collier 39 et de l'électrode 32 par rapport à la bague 38. On comprend donc que le serrage des écrous 41 sur les boulons 36 solidarise les électrodes 31 et 32, les colliers 35 et 39, les bagues 33 et 38, de manière à former un en- semble rigide dont chaque moitié est séparée électriquement de l'autre moi- tié au moyen des séparateurs isolants 43 et 44a (figure 4). Les séparateurs 43 et 44a servent, en outre, de joints d'étanchéité aux fluides comme on le verra par la suite.
Pour assurer la mise en place rigide et précise, par rapport à l'arbre 10, de l'ensemble des électrodes décrit ci-dessus, et pour supporter convenablement l'appareil, l'invention prévoit un manchon de raccordement 45 constitué par un tube relativement épais en acier coulé ou en une autre ma- tière appropriée d'une résistance comparable. Le raccord 45 est disposé con- centriquement à l'arbre 10 au moyen d'un bossage de grand diamètre 46, qui fait saillie sur le carter 12, et il porte contre les faces d'extrémité du carter 12 et de la bague 33 comme on le voit sur la figure 1. Pour supporter radialement le raccord 45, on a prévu, à certains intervalles le long de l'a- xe, des âmes 48 qui s'appuient sur l'arbre 10 et sur la surface interne du raccord.
Ces âmes 48 sont de préférence en acier afin d'augmenter la résis- tance de la structure aux charges radiales. Toute déformation axiale de 1' arbre 10 est rendue à peu près impossible grâce au raccord en acier 45; ce- pendant, pour augmenter encore davantage la rigidité de cette structure, on a prévu des barres d'acier 49 longitudinales et réparties circonférentiel- lement qui sont soudées sur les âmes 48 et sont en contact avec la surface interne du raccord 45. Toutes ces barres 49 portent également sur l'arbre 10. Comme on le voit sur la figure 3, les barres 49 ont une dimension radia- le relativement importante et contribuent ainsi effectivement à empècher tou- te flexion de l'arbre 10 dans la zone du raccord 45.
Conformément à une pratique courante, le manchon de raccordement 45 peut recevoir un palier d'anti-friction qui coopère avec un deuxième palier 51 disposé à l'extrémité de gauche de l'arbre 10 pour supporter d'une maniè- re rotative l'appareil tout entier. Suivant la disposition préférée, on a un palier avant 50 fixé rigidement au manchon de raccordement 45 et un palier arrière 51 susceptible de "flotter" sur l'arbre 10 pour permettre la dilata- tion. et la contraction de cet arbre pendant le fonctionnement.
On remarquera en particulier que la structure conforme à l'invention utilise, pour suppor-
<Desc/Clms Page number 5>
ter la charge tout entière, des organes en acier et non des organes en cuivre relativement faibles et servant de conducteurs comme cela s'est pratiqué cou- ramment jusqu'à présente
Les connexions électriques entre les carters 12 et 13 et les élec- trodes 31 et 32 sont réalisées d'une manière représentée sur la figure 4. Un certain nombre de tubes conducteurs 52,de préférence en cuivre, répartis sur une circonférence, relient électriquement le carter extérieur 12 et la bague 33 qui supporte l'électrode 31.
Pour fixer les extrémités des tubes 52 dans le carter 12 et la bague 33, on a prévu dans ces deux pièces des alésages 53 dont le diamètre est légèrement supérieur à celui des tubes 52 et qui compor- tent une ou plusieurs gorges annulaires 54 comme on le voit sur le dessin.
Quand on procède au montage de l'appareil, on introduit les tubes 52 dans les alésages 53 et l'on dilate, à l'aide d'un procédé approprié, les extrémités de ces tubes à l'intérieur des alésages plus larges 53 et des gorges annulai- res 54. On enfonce alors à force un manchon court 74 dans l'extrémité de cha- que tube 52 ; ces manchons 74 exercent sur les tubes 52 des forces importantes d'expansion et améliorent ainsi la résistance mécanique et la conductibilité électrique de ces assemblages. Comme on le voit sur la figure 3, chacune des âmes 48 comporte des orifices 53' à travers lesquels passent les tubes 52 qui se trouvent ainsi écartés les uns des autres et répartis d'une manière concen- trique. Les manchons 74 sont constitués de préférence par une matière non mag- nétique ayant sensiblement le coefficient de dilatation que le carter 12.
L' acier inoxydable 18-8 convient parfaitement pour les manchons 74.
Des tiges conductrices 55 filetées à chaque extrémité pour rece- voir des écrous 56 et 56' relient le carter intérieur 13 et la bague 38. Plu- sieurs alésages 57 allant en s'élargissant vers l'extérieur sont prévus dans le carter 13 et la bague 38 pour recevoir des manchons conducteurs 58 d'une forme conique correspondante. Ces manchons 58 sont destinés à recevoir par coulissement les tiges 55 et à les maintenir ainsi dans une'position coaxiale par rapport aux tubes 52. Comme on le voit, le serrage des écrous 56 et 56' exerce une traction sur les électrodes 31 et 32 et sur les bagues 33 et 38 dans la direction des carters 12 et 13 de manière à assembler mécaniquement les différentes pièces en un bloc extrêmement rigide.
La tension ainsi appli- quée aux tiges conductrices 55 comprime en outre les manchons coniques 58 en- tre ces tiges et les alésages 57 en vue d'assurer.une bonne conductivité élec- trique. Tout contact entre les tiges 55 et les tubes 52 est empêché au moyen de bagues isolantes 59 et de manchons isolants 60. Pour permettre le passage du fluide de refroidissement, les bagues 59 comportent des ouvertures héli- coïdales 69, tandis que les manchons 60 sont écartés des tiges 55 en restant concentriques à celles-ci.
Comme on le voit sur la figure 4, plusieurs boutons isolants 59a répartis suivant une circonférence sont interposés entre les carters 12 et 13. Ces boutons servent à séparer les deux carters 12 et 13; ils empêchent les courts-circuits dans l'appareil et maintiennent des passages radiaux pour le liquide de refroidissement, quelle que soit l'intensité de la force de serrage exercée par les tiges d'assemblage 55. Pour obtenir une position correcte de ces boutons 59a, une partie de chaque bouton est ajustée à la presse dans un orifice approprié prévu par exemple dans le carter 13.
Pour réaliser un joint annulaire d'étanchéité entre les bagues 33 et 38, tout en maintenant ces bagués écartées l'une de l'autre dans le sens de la longueur malgré l'action de serrage des tiges 55, et pour réaliser également un passage approprié pour le liquide de refroidissement et une pro- tection efficace contre les courts-circuits, on a prévu, en plus de la bague 44, une bague isolante 44a disposée entre les deux bagues 33 et 38 comme on le voit sur la figure 4. Les faces des bagues 33 et 38 portent des gorges an- nulaires de manière à réaliser un contact annulaire concentré avec les extré- mités axiales de la bague 44a et à obtenir ainsi une étanchéité effective au passage du fluide de refroidissement, tout en permettant de constituer cette bague en une matière extrêmement dure, telle que la bakélite,
afin de pouvoir résister à la compression exercée par les tiges d'assemblage 55.
<Desc/Clms Page number 6>
Il faut remarquer que le mode de construction décrit ci-dessus est extrêmement avantageux au point de vue électrique; il fournit en effet un cir- cuit très efficace reliant le secondaire du transformateur aux électrodes de soudure à travers le manchon principal de raccordement de l'appareil; L'aug- mentation d'efficacité provient du fait que, non seulement le circuit physi- que estconstitué par de grandes surfaces par opposition aux surfaces trans- versales, mais les pièces constitutives sont en outre disposées de manière à réaliser une réactance minimum dans la boucle conductrice contenue à l'inté- rieur du.manchon de raccordement. Cette diminution de réactance est très impor- tante quand on utilise des fréquences considérablement supérieures à 60 cycles par seconde, ce qui est maintenant courant, par exemple dans les installations de fabrication de tubes.
L'appareil conforme à la présente invention, tout en réduisant à un minimum le facteur de réactance, est néanmoins acceptable en ce qui concerne les pertes dues à l'effet Joule, la résistance mécanique et l'économie des matières premières, puisqu'on sait que la profondeur de péné- tration d'un courant'de 60 cycles dans un conducteur n'est que de 8,4 mm, tan- dis qu'elle n'est que de 4,85 mmo pour une fréquence de 180 cycles par secon- de. Tant que les conducteurs tubulaires ont des épaisseurs de parois de cet ordre de grandeur et possèdent en même temps une section transversale suffi- sante pour maintenir la densité du courant entre des limites raisonnablement basses, le circuit fonctionne avec une efficacité totale maxima.
Les essais exécutés sur le modèle commercial du dispositif décrit ici ont montré que les pertes dues à l'effet Joule et à la réactance sont égales à environ 50 % de celles qui se produisent dans les anciens modèles utilisant de gros conduc- teurs.
Il est bien entendu que l'efficacité des anciens dispositifs dé- crits ci-dessus peut être améliorée au point de vue électrique en augmentant le diamètre de la partie étranglée pour réaliser la section transversale né- cessaire. Cependant, ce procédé est complètement impraticable au point de vue mécanique, puisque le palier avant aurait alors des dimensions exagérées et qu'en outre, ce qui est plus important, le.diamètre des roues constituant les électrodes serait nécessairement si grand que le courant de soudure serait appliqué sur une grande surface de la pièce et produirait par conséquent des résultat s défectueux.
Le système de refroidissement de l'appareil comprend un alésage axial 61 prévu dans l'arbre 10 et s'étendant depuis l'extrémité arrière ou de gauche de celui-ci jusqu'au carter interne 13. Un tube 62 est disposé concen- triquement à l'intérieur de l'alésage 61 et divise celui-ci en deux canaux de fluide, comme on le voit sur le dessin. Un organe rotatif 63 d'un raccord ro- tatif ordinaire 64 pour fluide est fixé à l'extrémité creuse de l'arbre 10 et se prolonge vers l'arrière. L'organe fixe 65 de ce raccord comprend des moyens d'entrée et de sortie 66 et 67 respectivement qui sont reliés à une source appropriée de fluide de refroidissement non conducteur; cette source n'a pas été représentée.
Le canal extérieur formé par le tube 62 et l'alésa- ge 61 est fermé à chaque extrémité du tube et communique avec la sortie 67.
Le canal intérieur formé par ces deux organes communique à une extrémité avec l'entrée 66 et à l'autre extrémité avec la capacité formée par le carter 13 et le couvercle 23. A partir de cette capacité, le fluide traverse le canal 68 pour pénétrer dans l'espace limité par l'arbre 10 et le manchon de raccor- dement 45. Le fluide circule à l'extérieur des tubes 52 et se déplace vers 1-1 avant à travers les orifices 53' prévus dans les âmes 48.
A l'extrémité avant de cet espace,le fluide traverse le canal 70 et arrive dans une capacité plus grande formée par la paroi 42 de la bague 38 et par un chapeau 71 fixé à cette bague d'une manière étanche au fluide.
Plusieurs alésages 72 répartis sur une circonférence sont prévus dans la ba- gue 38 pour permettre au fluide de passer dans le petit espace défini par les bagues 33 et 38 et les séparateurs 43 et 44, et de traverser ensuite les ou- vertures hélicoïdales 69 pour arriver dans les tubes 52. A l'extrémité de gau- che des tubes 52, le fluide s'écoule radialement vers l'extérieur, entre les carters 12 et 13 et dans la direction de l'enroulement primaire 15. Après a-
<Desc/Clms Page number 7>
voir circulé autour de celui-ci, le fluide se déplace.autour du couvercle 16, traverse les conduits 73 et pénètre dans le canal de sortie de l'arbre 10.
Il faut remarquer que la structure que l'on vient de décrire réa- lise un refroidissement extrêmement efficace, puisque la section étranglée formée par le manchon 45,dans laquelle se dégage généralement la plus grande partie de la chaleur,a une très grande surface de contact avec le fluide de refroidissement. Dans les anciens appareils,l'efficacité du refroidissement est diminuée notablement du fait que la chaleur doit être conduite d'abord jusqu'à la surface de conducteurs relativement volumineux avant d'être absor- bée par le fluide.
Il résulte de ce qui précède que la présente invention a bien at- teint les buts qu'elle s'était fixés. En incorporant le dispositif conforme à l'invention dans des transformateurs rotatifs du type décrit ici, il est possible d'augmenter notablement l'efficacité et le rendement de l'appareil.
La partie étranglée de raccordement, qui utilise un certain nombre de conduc- teurs relativement petits, fournit une grande surface au passage du courant et par conséquent une section transversale effective qui est augmentée, bien que ce mode de construction n'exige qu'une quantité de cuivre, métal coûteux, sensiblement moindre que celle exigée dans les appareils anciens. L'augmenta- tion de la surface effective diminue évidemment d'une manière sensible les pertes de chaleur à travers l'appareil et réduit par conséquent la tâche du système de refroidissement. Un autre effet important du dispositif conforme à l'invention est que,¯par suite de l'intensité relativement faible du cou- rant traversant chacun des groupes de conducteurs concentriques, les pertes par réactance sont sensiblement réduites dans la partie étranglée.
Il est donc possible d'utiliser un voltage moindre aux bornes pour obtenir le voltage dé- siré aux électrodes.
Au point de vue mécanique, le mode de,construction conforme à 1' invention présente également de nombreux avantages sur les procédés anciens.
Les tubes 52 sont simplement évasés au contact du carter 12 et de la bague 33 et sont ensuite fixés en place au moyen des manchons 74 qui sont emmanchés à force et conçus pour exercer une force importante de dilatation sur les tubes 52. Les tiges 55 qui réunissent le carter 13 et la bague 38 sont de la plus grande simplicité et l'emploi de manchons coniques 58 assure-un contact in- time métal sur métal quand'on serre les écrous 56 et 56'. Un autre avantage de l'emploi des tiges 55 est que la force totale fournie par ces tiges multi- ples assemble d'une manière rigide les électrodes sur les carters 12 et 13.
Comme on l'a expliqué, les roues 31 et 32 constituant les électrodes,les colliers 35 et 39,les bagues 33 et 38 forment un ensemble indépendant. Les tiges servent à tirer cet ensemble pour l'amener en contact avec l'épaule- ment 34 de l'arbre 10 et la face avant du manchon d'acier 45.. Le carter 12 est tiré d'une manière analogue contre l'épaulement 11 et la face arrière du manchon 45. Ainsi, l'appareil tout entier est maintenu solidement dans une position précise sur l'arbre 10. En ce qui concerne cette caractéristique des tiges 55,on doit faire remarquer que les tiges conductrices décrites ici peu- vent être remplacées par des tiges plus petites en acier placées dans un four- reau tubulaire constitué par une matière conductrice.
Cette disposition peut fournir un assemblage mécanique plus résistant, tout en étant aussi efficace au point de vue électrique par suite de l'effet de "peau" expliqué précédem- ment, c'est-à-dire de la faible profondeur de pénétration du courant.
Une autre caractéristique mécanique de l'invention réside dans les moyens de support. Il faut remarquer que toute la charge radiale appliquée aux paliers 50 et 51 est supportée par des organes en acier et non par des élé- ments en cuivre relativement mous et peu résistants. Le palier arrière 51 sup- porte directement l'arbre 10, tandis que le palier avant 50 supporte le man- chon d'acier 45 constituant la partie étranglée ce manchon portant lui-même l'arbre 10 par 1'intermédiaire des âmes d'acier 48. Le seul organe travail- lant qui n'est pas porté directement par une pièce métallique est l'électrode extérieure 32 qui repose nécessairement sur l'arbre 10 par l'intermédiaire d' une pièce isolante.
<Desc/Clms Page number 8>
L'invention fournit également un moyen pratique de verrouiller le palier avant contre tout déplacement axial, tout en permettant au palier arrière de flotter librement. Ce résultat est évidemment désirable, puisque la dilatation et la contraction de l'appareil, dans la mesure où elles in- téressent l'alignement des roues constituant les électrodes, se font ainsi sentir sur une longueur relativement faible et n'ont par conséquent qu'une amplitude réduite. Dans les anciens dispositifs,il était souvent impossible, ou en tout cas irréalisable commercialement, de verrouiller le palier avant; il en résultait que la dilatation se faisait sentir sensiblement sur toute la longueur de 1-'arbre.
Cette dilatation tendait naturellement à déplacer les é- lectrodes à l'extérieur de la ligne de passage et affectait ainsi d'une ma- nière indésirable la qualité de la soudure effectuée.
Un autre avantage de l'invention réside dans l'amélioration du refroidissement. Tandis que, comme on l'a expliqué, la production de chaleur est diminuée, grâce à des caractéristiques électriques.plus efficaces, la structure physique est telle qu'une grande surface est en contact avec le li- quide de refroidissement. La conséquence est qu'on peut utiliser l'appareil à une température plus basse, tout en employant une circulation de fluide re- lativement faible par rapport aux appareils anciens.
Le mode de réalisation décrit et représenté ici n'a été choisi qu' à titre d'exemple, et il est bien entendu qu'on peut y apporter de nombreuses modifications sans sortir pour cela du domaine de l'invention. Par exemple, le circuit électrique dans la partie étranglée de l'appareil (c'est-à-dire les conducteurs axiaux qui traversent le palier 50) peut être constitué par un tu- be coulé en cuivre ou en une autre matière très bonne conductrice et à parois épaisses dans lesquelles on a percé plusieurs alésages axiaux et réparais sur une circonférence, une tige conductrice 55 étant disposée dans chacun de ces alésages.
On comprend que dans ce mode de réalisation les parois latérales des alésages accomplissent la fonction de transfert du courant qui était as- sumée par les tubes 52 dans le mode de réalisation décrit précédemment; ici encore, il suffit que l'épaisseur minimum des parois latérales de chacun de ces alésages soit de l'ordre de 8,4 mm si l'on n'utilise pas de fréquence in- férieure à 60 cycles par seconde.
Dans ce mode de réalisation, comme dans le premier dispositif dé- crit et représentéla réactance inductive du circuit est minimum par suite du rapport important entre les surfaces conductrices du courant et l'espace enveloppé par la boucle du secondaire dans chaque élément de circuit consti- tué par un alésage et la tige concentrique qui s'y trouve. Le tube à parois épaisses en question peut être coulé séparément ou venu de fonderie avec les parties 12 et 33.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
<Desc / Clms Page number 1>
ROTARY WELDING MACHINE WITH ELECTRICAL RESISTANCE.
The present invention relates to an electrical resistance rotary welding machine which can be applied in particular, but not exclusively, to the continuous production of steel tubes by the process of weld-in on a generator. The object of the present invention is to provide, for such a rotary welding machine, a new assembly of a transformer and welding electrodes;
this new assembly makes it possible to produce a more robust and durable rotary welding machine, in which the losses by Joule effect and reactance are nevertheless notably reduced compared to known similar machines, the deviation of the constituent parts is reduced, and the alignment with the articles to be welded is easier, copper is used with greater economy, even for machines of large dimensions, and finally whose mechanical characteristics allow a total and practical integration in a production installation.
The invention also proposes to achieve, in rotary welding machines of the type defined above, better arrangements for ensuring the cooling of parts which are subjected to high current densities and provide appreciable quantities of heat.
Rotary assemblies of a transformer and electrodes have been widely used for some time in certain applications, such as the continuous production of metal tubes by the bridging process. It has been found convenient to ensure the operation of such installations; to assemble the rotating electrodes in the high position in order to facilitate their dismantling and replacement and at the same time to achieve better visibility of the welding area. Other considerations require that the weld wheels be securely supported at a very close point, and this requires the placement of an axial bearing between. the bulky transformer and the electrodes; we thus form in reality a
<Desc / Clms Page number 2>
"choke" in the rotating assembly inside the bearing.
The small dimensions of this constriction of the rotating assembly have heretofore posed significant problems from the point of view of physical instability and substantial electrical losses which have reduced the efficiency of the apparatus while limiting its application to large-scale production machines. The designs available to the old technique required a compromise between the use of maximum copper in the cross-section of the constriction inside the bearing and the use of this space by shafts. Stiffer steel or other axial members capable of supporting loads.
If this constriction is formed by too soft a metal, the electrodes easily lose their alignment and there are difficulties in correctly guiding the steel strip which has been shaped and closed and which advances in a continuous movement; if, on the contrary, this space is sufficiently used to place steel members therein intended to support the load, in order to maintain within certain practical limits deviations and misalignments, the current density and the reactance in the throttle circuit are such as to significantly reduce the electrical efficiency of the assembly and raise the cooling problem.
The present invention solves the above problems which heretofore have arisen in the design and construction of rotary welding machines with transformer and wheel-shaped electrodes.
The present invention provides an improved circuit disposed in the throttle of the rotary assembly and intended to electrically connect the terminals of the secondary winding of the transformer to the electrodes, whereby the current densities are considerably reduced, the losses through. Joule effect reduced to a minimum and the reactance in the throttle of the machine also significantly reduced. This last characteristic is of great importance in modern high-speed installations, where. it is necessary to increase the frequency of the alternating current of supply in order to achieve a sufficiently small gap between the welds of the tube or of any article to be produced.
It is now often desirable to use in such installations a frequency of 180 cycles per second, for example. The invention also provides improved means for cooling the electrodes, the throttle and the transformer itself, as well as new arrangements for mutually adjusting and electrically connecting the different parts of the welding current circuit, so as to also reduce the electrical losses caused by the resistance of the assembly joints of these parts.
The invention also aims to provide a rotary apparatus of the type described, the mechanical structure of which makes it possible to reduce to a minimum the deformation and wear of the parts and to establish between the secondary of the transformer and the electrodes a mechanical and electrical connection which is extremely rigid, these properties making it possible to use the device for long periods with maintenance operations and repairs less frequent than in the past.
The objects and advantages of the invention which have just been explained will become apparent on reading the following detailed description which refers to the appended drawing showing a preferred embodiment of the invention.
On the drawing :
Figure 1 is an axial and partially cut away view of an electric resistance welding rotary transformer constructed in accordance with the principles of the invention;
FIG. 2 is a partial section taken on the line II-II of FIG. 1;
Figure 3 is a partial section and on a large scale along III-III of Figure 1;
Figure 4 is a partial section along the line IV-IV of the
<Desc / Clms Page number 3>
FIG. 3 and shows certain details of the constriction according to the invention;
Figure 5 is a perspective of an insulating ring used in the device of Figure 4;
Figure 6 is a partial front elevation of the apparatus of Figure 1 and shows an improved construction technique used in this apparatus.
Turning now to the various figures in the drawing, it can be seen that the reference numeral 10 denotes a long shaft, made of steel or other suitable rigid material which supports the main parts of the apparatus. A cup-shaped casing 12 is disposed on the shaft 10 in contact with a shoulder 11 thereof; housing 12 constitutes part of the secondary circuit, as will be seen a little further on.
A second casing 13 is disposed on the shaft 10, while being electrically isolated from the latter, and is applied against a shoulder 14 spaced from the shoulder 11 so as to provide a certain axial distance between the two casings 12 and 13. The outer periphery of the second casing 13 is located radially inside the inner wall of the other casing 12, so as to form an annular capacity intended to receive a primary winding 15. The end open, i.e. left, of this capacity is closed in a fluid-tight manner by means of an annular cover 16.
Bolts 30 distributed over a circumference secure the cover 16 on flanges 17 which extend outside the casing 12 and inside the casing 13 as seen in the drawing. The three members 12, 13 and 16 thus form a secondary loop around the winding 15. Experience has shown, however, that unless the various parts of the machine are machined with extreme precision. , it is difficult to obtain uniform electrical contact between the adjacent faces of the cover 16 and the flanges 17. Therefore, it is not uncommon to see "hot spots" occur as a result of the uneven distribution. current. These hot spots are obviously undesirable since they produce deformation of the parts and corresponding high stresses in the structure of the apparatus.
In order to avoid these drawbacks, the invention provides a contact wall 18 which extends axially from the flange 17. A split collar 19 (FIG. 2) is mounted on the flange 18 and tightened thereon by means. of bolts 20. A certain number of bolts 21 distributed circumferentially serve to fix the collar 19 on the cover 16 so as to achieve good electrical conductivity,
To support the left end of the internal casing 13, a hub 22 is provided which can slide on the shaft 10 and rigidly fixed to the internal surface of the flange 18 while being electrically isolated from this surface. This method of construction allows the structure of the housings to expand and contract freely, without being stressed, under the action of temperature changes.
A cover 23 closes the open end of the housing 13; it is attached thereto in a fluid-tight manner and with electrical isolation by means of bolts 24 which screw into the sliding sleeve 22. Appropriate and not shown gaskets are provided between the cover 23 and the shaft 10 to establish a good fluid tightness between these parts.
Conductors 25 and 26 'connect the primary winding 15 to a current source; these conductors electrically insulated from cover 16 pass through the latter in a fluid-tight manner and terminate respectively in slip rings 27 and 28. These slip rings are supported concentrically on shaft 10 in a known manner by means of a flange 29. Suitable brushes not shown are electrically connected to the current source also not shown and resiliently press on the slip rings 27 and 28 so as to close the primary circuit.
Wheels 31 and 32 constitute the electrodes of the secondary circuit; they are connected respectively, as will be explained below,
<Desc / Clms Page number 4>
to the housings 12 and 13. The internal wheel 31 is carried by a ring 33 itself supported directly by the shaft 10 and applied axially against a shoulder of the latter. This ring 33 is made of a material of high electrical conductivity; it comprises an axial extension which receives a split collar 35 intended to ensure uniform contact as explained previously. Appropriate bolts not shown exert a tangential pressure on the collar 35, while bolts 36 and nuts 37 rigidly fix this collar on the electrode 31.
It should be noted that the collar 35 has an inwardly directed flange which rests against the end portion of the ring 33, so as to positively fix the position of the electrode 31 with respect to to the ring 33 and consequently with respect to the shaft 10.
A second ring 38 is mounted at the end of shaft 10 but is electrically isolated from the latter; this ring 38 is kept spaced axially from the ring 33 by means of suitable insulating separators which have not been shown in the drawing. The ring 38 also has an axial extension 42 carrying a split collar 39 electrically connected to the ring 38. Bolts 40 secure the split collar 39 to the electrode 32, and the threaded portions of the bolts 36 receive nuts 41 so as to rigidly connect the collars 35 and 39 and the electrodes 31 and 32. The threaded ends of the bolts 36 and the corresponding nuts 41 are naturally electrically insulated from the outer electrode 32, as seen in the drawing, so as to avoid a short circuit in the device.
It will be noted that a shoulder is provided at the junction of the extension 42 with the main body of the ring 38; this shoulder positively ensures the positioning of the collar 39 and of the electrode 32 relative to the ring 38. It is possible to ensure that the collar 39 and the electrode 32 are placed in place. therefore understands that the tightening of the nuts 41 on the bolts 36 secures the electrodes 31 and 32, the collars 35 and 39, the rings 33 and 38, so as to form a rigid assembly, each half of which is electrically separated from the other half by means of the insulating separators 43 and 44a (figure 4). The separators 43 and 44a also serve as fluid seals as will be seen below.
To ensure the rigid and precise positioning, relative to the shaft 10, of all the electrodes described above, and to properly support the device, the invention provides a connecting sleeve 45 consisting of a tube relatively thick of cast steel or other suitable material of comparable strength. The fitting 45 is disposed concentrically to the shaft 10 by means of a large diameter boss 46, which protrudes from the housing 12, and bears against the end faces of the housing 12 and the ring 33 as this can be seen in FIG. 1. In order to support the connector 45 radially, webs 48 are provided at certain intervals along the axis, which rest on the shaft 10 and on the internal surface of the connector. .
These cores 48 are preferably made of steel in order to increase the resistance of the structure to radial loads. Any axial deformation of the shaft 10 is made almost impossible by the steel fitting 45; however, to further increase the rigidity of this structure, there are provided longitudinal and circumferentially distributed steel bars 49 which are welded to the webs 48 and are in contact with the internal surface of the connector 45. All of these are provided. bars 49 also bear on the shaft 10. As can be seen in FIG. 3, the bars 49 have a relatively large radial dimension and thus effectively contribute to preventing any bending of the shaft 10 in the region of the connection. 45.
In accordance with common practice, the connecting sleeve 45 may receive an anti-friction bearing which cooperates with a second bearing 51 disposed at the left end of the shaft 10 to rotatably support the anti-friction bearing. entire device. In the preferred arrangement, there is a front bearing 50 rigidly attached to the connecting sleeve 45 and a rear bearing 51 capable of "floating" on the shaft 10 to allow expansion. and the contraction of this shaft during operation.
It will be noted in particular that the structure according to the invention uses, to support
<Desc / Clms Page number 5>
the entire load, steel members and not copper members relatively weak and serving as conductors as has been practiced hitherto.
The electrical connections between the housings 12 and 13 and the electrodes 31 and 32 are made in a manner shown in FIG. 4. A certain number of conductive tubes 52, preferably of copper, distributed over a circumference, electrically connect the outer casing 12 and the ring 33 which supports the electrode 31.
In order to fix the ends of the tubes 52 in the casing 12 and the ring 33, bores 53 have been provided in these two parts, the diameter of which is slightly greater than that of the tubes 52 and which comprise one or more annular grooves 54 as shown in FIG. see it in the drawing.
When assembling the apparatus, the tubes 52 are introduced into the bores 53 and the ends of these tubes are dilated by a suitable method within the larger bores 53 and annular grooves 54. A short sleeve 74 is then forced into the end of each tube 52; these sleeves 74 exert significant expansion forces on the tubes 52 and thus improve the mechanical strength and the electrical conductivity of these assemblies. As can be seen in FIG. 3, each of the cores 48 has orifices 53 'through which pass the tubes 52 which are thus spaced apart from each other and distributed in a concentric manner. The sleeves 74 are preferably made of a non-magnetic material having substantially the coefficient of expansion as the housing 12.
18-8 stainless steel is ideal for 74 sleeves.
Conductive rods 55 threaded at each end to receive nuts 56 and 56 'connect the inner casing 13 and the ring 38. Several bores 57 extending outwardly are provided in the casing 13 and the ring 38. ring 38 for receiving conductive sleeves 58 of a corresponding conical shape. These sleeves 58 are intended to receive by sliding the rods 55 and to thus maintain them in un'position coaxial with respect to the tubes 52. As can be seen, the tightening of the nuts 56 and 56 'exerts a traction on the electrodes 31 and 32 and on the rings 33 and 38 in the direction of the housings 12 and 13 so as to mechanically assemble the various parts into an extremely rigid block.
The voltage thus applied to the conductive rods 55 further compresses the tapered sleeves 58 between these rods and the bores 57 to ensure good electrical conductivity. Any contact between the rods 55 and the tubes 52 is prevented by means of insulating rings 59 and of insulating sleeves 60. To allow the passage of the cooling fluid, the rings 59 have helical openings 69, while the sleeves 60 are spaced apart from the rods 55 while remaining concentric therewith.
As can be seen in FIG. 4, several insulating buttons 59a distributed around a circumference are interposed between the casings 12 and 13. These buttons serve to separate the two casings 12 and 13; they prevent short circuits in the device and maintain radial passages for the coolant, regardless of the intensity of the clamping force exerted by the assembly rods 55. To obtain a correct position of these knobs 59a , a part of each button is fitted with the press in a suitable hole provided for example in the housing 13.
To achieve an annular seal between the rings 33 and 38, while keeping these rings spaced apart lengthwise despite the clamping action of the rods 55, and also to provide a passage suitable for the coolant and effective protection against short circuits, there is provided, in addition to the ring 44, an insulating ring 44a disposed between the two rings 33 and 38 as seen in Figure 4. The faces of the rings 33 and 38 bear annular grooves so as to produce a concentrated annular contact with the axial ends of the ring 44a and thus to obtain an effective seal to the passage of the cooling fluid, while making it possible to constitute this ring in an extremely hard material, such as bakelite,
in order to be able to resist the compression exerted by the assembly rods 55.
<Desc / Clms Page number 6>
It should be noted that the construction method described above is extremely advantageous from an electrical point of view; in fact, it provides a very efficient circuit connecting the secondary of the transformer to the welding electrodes through the main connection sleeve of the apparatus; The increase in efficiency stems from the fact that not only is the physical circuit formed by large areas as opposed to transverse areas, but the component parts are furthermore arranged so as to achieve minimum reactance in the circuit. conductive loop contained inside the connection sleeve. This decrease in reactance is very significant when using frequencies considerably greater than 60 cycles per second, which is now common, for example in tube manufacturing facilities.
The apparatus according to the present invention, while reducing the reactance factor to a minimum, is nevertheless acceptable with regard to the losses due to the Joule effect, the mechanical resistance and the economy of raw materials, since it is possible knows that the depth of penetration of a current of 60 cycles in a conductor is only 8.4 mm, while it is only 4.85 mmo for a frequency of 180 cycles per second. As long as the tubular conductors have wall thicknesses of this order of magnitude and at the same time have a sufficient cross section to keep the current density within reasonably low limits, the circuit will operate with maximum total efficiency.
Tests carried out on the commercial model of the device described here have shown that the losses due to the Joule effect and to the reactance are equal to about 50% of those which occur in the old models using large conductors.
Of course, the efficiency of the old devices described above can be improved from an electrical point of view by increasing the diameter of the constricted part to achieve the necessary cross section. However, this process is completely impracticable from a mechanical point of view, since the front bearing would then have exaggerated dimensions and, moreover, what is more important, the diameter of the wheels constituting the electrodes would necessarily be so large that the current of solder would be applied over a large area of the part and therefore produce defective results.
The cooling system of the apparatus comprises an axial bore 61 provided in shaft 10 and extending from the rear or left end thereof to the inner housing 13. A tube 62 is disposed centrally. inside the bore 61 and divides it into two fluid channels, as seen in the drawing. A rotary member 63 of an ordinary rotary fluid coupling 64 is attached to the hollow end of shaft 10 and extends rearwardly. The fixed member 65 of this connector comprises inlet and outlet means 66 and 67 respectively which are connected to an appropriate source of non-conductive cooling fluid; this source has not been represented.
The outer channel formed by tube 62 and bore 61 is closed at each end of the tube and communicates with outlet 67.
The internal channel formed by these two members communicates at one end with the inlet 66 and at the other end with the capacity formed by the casing 13 and the cover 23. From this capacity, the fluid passes through the channel 68 to enter. in the space limited by the shaft 10 and the connecting sleeve 45. The fluid circulates outside the tubes 52 and moves 1-1 forward through the orifices 53 'provided in the cores 48.
At the front end of this space, the fluid passes through the channel 70 and arrives in a larger capacity formed by the wall 42 of the ring 38 and by a cap 71 fixed to this ring in a fluid-tight manner.
Several bores 72 distributed over a circumference are provided in the ring 38 to allow the fluid to pass through the small space defined by the rings 33 and 38 and the separators 43 and 44, and then to pass through the helical openings 69 for arrive in the tubes 52. At the left end of the tubes 52, the fluid flows radially outwards, between the housings 12 and 13 and in the direction of the primary winding 15. After a-
<Desc / Clms Page number 7>
see circulated around it, the fluid moves around the cover 16, passes through the conduits 73 and enters the outlet channel of the shaft 10.
It should be noted that the structure just described achieves extremely efficient cooling, since the constricted section formed by the sleeve 45, in which the majority of the heat is generally released, has a very large surface area. contact with coolant. In older devices, the cooling efficiency is significantly reduced because the heat must first be conducted to the surface of relatively large conductors before being absorbed by the fluid.
It follows from the foregoing that the present invention has indeed achieved the aims which it had set for itself. By incorporating the device according to the invention in rotary transformers of the type described here, it is possible to significantly increase the efficiency and efficiency of the apparatus.
The constricted connection part, which uses a number of relatively small conductors, provides a large area for current to flow and therefore an effective cross-section which is increased, although this method of construction requires only an amount. copper, an expensive metal, appreciably less than that required in old devices. Increasing the effective area of course significantly reduces heat loss through the apparatus and therefore reduces the burden on the cooling system. Another important effect of the device according to the invention is that, ¯ as a result of the relatively low intensity of the current passing through each of the groups of concentric conductors, the losses by reactance are appreciably reduced in the constricted part.
It is therefore possible to use a lower voltage at the terminals to obtain the desired voltage at the electrodes.
From a mechanical point of view, the construction method according to the invention also has many advantages over the old processes.
The tubes 52 are simply flared in contact with the casing 12 and the ring 33 and are then fixed in place by means of the sleeves 74 which are press-fitted and designed to exert a significant expansion force on the tubes 52. The rods 55 which reuniting the housing 13 and the ring 38 are of the greatest simplicity and the use of conical sleeves 58 ensures an intimate metal to metal contact when tightening the nuts 56 and 56 '. Another advantage of using rods 55 is that the total force provided by these multiple rods rigidly connects the electrodes to housings 12 and 13.
As explained, the wheels 31 and 32 constituting the electrodes, the collars 35 and 39, the rings 33 and 38 form an independent assembly. The rods serve to pull this assembly into contact with the shoulder 34 of the shaft 10 and the front face of the steel sleeve 45. The housing 12 is similarly pulled against the shaft. shoulder 11 and the rear face of the sleeve 45. Thus, the entire apparatus is held securely in a precise position on the shaft 10. With regard to this characteristic of the rods 55, it should be noted that the conductive rods described here can be replaced by smaller steel rods placed in a tubular sleeve made of a conductive material.
This arrangement can provide a stronger mechanical assembly, while also being electrically efficient as a result of the "skin" effect explained above, i.e. the shallow depth of current penetration. .
Another mechanical characteristic of the invention resides in the support means. It should be noted that all the radial load applied to the bearings 50 and 51 is supported by steel members and not by relatively soft and weak copper members. The rear bearing 51 directly supports the shaft 10, while the front bearing 50 supports the steel sleeve 45 constituting the constricted part this sleeve itself carrying the shaft 10 through the webs of steel 48. The only working member which is not carried directly by a metal part is the outer electrode 32 which necessarily rests on the shaft 10 by means of an insulating part.
<Desc / Clms Page number 8>
The invention also provides a convenient means of locking the front bearing against axial displacement, while allowing the rear bearing to float freely. This result is obviously desirable, since the expansion and contraction of the apparatus, insofar as they affect the alignment of the wheels constituting the electrodes, are thus felt over a relatively short length and therefore have only 'a reduced amplitude. In the old devices, it was often impossible, or in any case not commercially feasible, to lock the front bearing; as a result, the expansion was felt substantially over the entire length of the shaft.
This expansion naturally tended to move the electrodes out of the run line and thus adversely affected the quality of the weld performed.
Another advantage of the invention lies in the improvement of the cooling. While, as explained, heat production is decreased, due to more efficient electrical characteristics, the physical structure is such that a large area is in contact with the coolant. The consequence is that the apparatus can be operated at a lower temperature, while still employing relatively low fluid flow compared to older apparatus.
The embodiment described and shown here was chosen only by way of example, and it is understood that numerous modifications can be made to it without thereby departing from the scope of the invention. For example, the electrical circuit in the constricted part of the apparatus (that is to say the axial conductors which pass through the bearing 50) may be constituted by a tube cast in copper or some other very good conductive material. and with thick walls in which several axial bores have been drilled and repaired on a circumference, a conductive rod 55 being disposed in each of these bores.
It is understood that in this embodiment the side walls of the bores perform the current transfer function which was assumed by the tubes 52 in the embodiment described above; here again, it suffices for the minimum thickness of the side walls of each of these bores to be of the order of 8.4 mm if a frequency of less than 60 cycles per second is not used.
In this embodiment, as in the first device described and represented, the inductive reactance of the circuit is minimum due to the large ratio between the current conducting surfaces and the space enveloped by the secondary loop in each circuit element constituted. killed by a bore and the concentric rod therein. The thick-walled tube in question can be cast separately or come from a foundry with parts 12 and 33.
** ATTENTION ** end of DESC field can contain start of CLMS **.