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Vorrichtung zum Befestigen eines Endes eines Stiftes, Bolzens od. dgl. an einem Metallwerkstück durch elektrisches
Lichtbogenschweissen
Im Patent Nr. 217274 wird eine Vorrichtung zum Befestigen eines Endes eines Stiftes, Bolzens od. dgl. an einem Metallwerkstück durch elektrisches Lichtbogenschweissen beschrieben, bei dem der
Schweissvorgang über einen ringförmigen, auf dem Werkstück aufruhenden und mit dem Stift oder Bolzen zusammenarbeitenden schlackenbildenden Körper eingeleitet und nach einer bestimmten Brenndauer des
Bogens der Bolzen durch diesen Körper hindurch in Richtung des Werkstückes bewegt wird, und ein in sei- ner Längsrichtung beweglicher Halter für den Stift od. dgl. vorgesehen ist, welcher Halter mit einem
Glied, z.
B. einer Feder, zusammenarbeitet, das bestrebt ist, ihn in Richtung zu dem Werkstück hin zu bewegen, und des weiteren eine Vorrichtung vorgesehen ist, um den Halter zeitweilig im Abstand vom
Werkstück festzuhalten und auch eine einstellbare Dosiervorrichtung für die Festhaltezeit vorhanden ist, wobei diese Dosiervorrichtung ein Zeitrelais ist, das in den Bogenstromkreis geschaltet ist und auf Strom- oder Spannungsänderungen beim Entstehen des Bogens anspricht.
Die im Stammpatent veranschaulichte und geschilderte Festhaltevorrichtung besteht im wesentlichen aus einer Stromspule, die im erregten Zustand einen mit dem Bolzenhalter verbundenen Anker emporgezogen hält. Weil die hiezu erforderliche magnetische Kraft und auch der Zeitraum, währenddessen die
Kraft ausgeübt werden muss, verhältnismässig erheblich sind, ist der Energieverbrauch gross, während ausserdem die Magnetspule verhältnismässig gross und schwer sein muss, was das Arbeiten mit der Schweisspistole erschwert. Die Erfindung bezweckt, in diesen beiden Hinsichten eine Verbesserung anzugeben.
Die verbesserte Vorrichtung nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Glied, durch dessen Bedienung der Schweissvorgang eingeleitet wird, zugleich unter Vermittlung einer Sperrklinke eine mechanische Verriegelungsvorrichtung für den Bolzen betätigt, die den Bolzen wieder loslässt, sobald die Klinke von einem Elektromagneten weggezogen wird, der über einen mit vorzugsweise einstellbarer Verzögerungszeit arbeitenden Kontakt eines Relais erregt wird, das auf Strom- oder Spannungsänderungen im Schweisskreis anspricht.
Die elektromagnetische Verriegelung nach dem Stammpatent ist hiebei somit durch eine mechanische ersetzt. Zwar wird bei der Entriegelung auch hier ein Elektromagnet benutzt, jedoch die Zeiträume, während der dieser arbeiten muss, sind nur äusserst kurz, so dass der Energieverbrauch gering ist. Ausserdem kann die Spule des Magneten sehr klein gewählt werden, weil sie angesichts der kurzen Erregungszeiten stark überlastet werden kann, so dass dennoch eine ausreichende Magnetkraft entwickelt wird. Die Erfindung schafft somit eine Kostenersparung sowohl in bezug auf die Vorrichtung als auch in bezug auf den Stromverbrauch, während das Arbeiten mit der Schweisspistole infolge des kleineren Gewichtes erleichtert wird.
Weitere Merkmale der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor, in der an Hand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel näher erläutert wird.
Fig. 1 zeigt das Schaltbild der elektrischen Verbindungen. Fig. 2 ist ein Schnitt durch den wesentlichen Teil der Schweisspistole, die zur Vorrichtung nach der Erfindung gehört.
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Die Klinke 41 trägt an der vom Stift 35 abgewendeten Seite den Weicheisenanker 44 eines Elektromagne- ten 45, dessen Erregerwicklung in Fig. 1 schematisch durch die Spule 11 dargestellt ist. Wenn diese Spule nicht erregt ist, wird der Anker 44 durch eine Feder 46 nach links an die Buchse 39 angedrückt gehalten.
Schliesslich ist ein Umschalter 47 vorgesehen, dessen Schaltarm 18 (s. auch Fig. 1) unter der Steue- rung einer Blattfeder 48 steht, deren freies Ende am linken Arm des Hebels 33 anliegt.
Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende :
Nachdem die Pistole in der richtigen Lage auf dem Werkstück angeordnet ist, wird der Druckknopf 17 eingedrückt. Die Klinke 41 hebt die Buchse 39 und somit das gabelförmige Ende des Hebels 33 an, so dass die Feder 38 vom herabbewegenden rechten Ende des Hebels 33 eingedrückt wird und der Arm 31 unter der Einwirkung der Zugfeder 30 im Uhrzeigersinne schwenken kann. Der Nocken 29 wird dabei an den erwähnten freien Streifen der Buchse 28 angedrückt, wodurch das Gleitrohr 23 und somit der Stift 4 fest-
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18,8 erregt. Zweitens wird die Erregung des Relais R1 in der vorstehend bereits erwähnten Weise abge- schwächt.
Beim Ansprechen des Relais R2 schliesst dieses sofort seine Kontakte 15 und 16. Über 15 wird der Schweisskreis geschlossen, während 16 nunmehr parallel zum Kontakt 12 des Relais Rl liegt, was vor- läufig keine Folgen hat.
Der Strom im Schweisskreis erhitzt den schlackenbildenden Körper 21, bis in einem bestimmten
Augenblick der Bogen zwischen 4 und 5 zündet. In diesem Augenblick fällt die Klemmenspannung des
Speisegerätes 3 auf die Bogenspannung (etwa 30 Volt) ab. Die Spannung zwischen den Punkten 7 und 8 reicht dann nicht länger aus, um das Relais R1 erregt zu halten, und dieses Relais fällt ab. Dabei öffnet es sofort seine Kontakte 12 und 14, aber der Kontakt 13 geht erst aus der Lage a in die Lage b nach Ab- lauf einer gewissen Verzögerungszeit, die so gewählt wird, dass ihr Ende der günstige Augenblick ist, um den Stift 4 in das geschmolzene Metall der Schweissstelle einzutauchen. Weil die hiezu erforderliche
Zeit von Fall zu Fall verschieden sein kann, empfiehlt es sich, die Verzögerungszeit des Kontaktes 13 einstellbar zu machen.
Das Öffnen des Kontaktes 12 wirkt sich vorläufig nicht weiter aus, weil dieser Kontakt noch vom Kontakt 16 des Relais R2 überbrückt ist. Das Öffnen des Kontaktes 14 hat nur zufolge, dass der die Spule 9 und den Widerstand 19 durchfliessende Strom, der sowieso bereits zu schwach war, um das Relais R1 erregt zu halten, unterbrochen wird.
Nach Ablauf der erwähnten Verzögerungszeit fällt der Kontakt 13 aus der Lage a in die Lage b. Das Öffnen des Kontaktes 13a hat zur Folge, dass die Erregung des Relais R2 unterbrochen wird, so dass sich die Kontakte 15 und 16 öffnen und der Schweissstrom unterbrochen wird. Das Schliessen des Kontaktes 13b hat zur Folge, dass die Spule 11 erregt wird. Der Magnet 45 zieht seinen Anker 44 und mithin die Klinke 41 nach rechts, so dass die Buchse 39 am Stift 35 entlang herabgleiten kann, bis sie wieder auf der Stütze 40 aufruht. Die starke Feder 38 drückt dann den rechten Arm des Hebels 33 und das Ende des Armes 31 nach oben, so dass der Nocken 29 entgegen dem Uhrzeigersinne gedreht und die Verriegelung des Rohres 23 beseitigt wird.
Unter dem Druck der Feder 24 bewegt sich dieses Rohr herab, so dass die Spitze des Stiftes 4 in das geschmolzene Metall der Schweissstelle eingetaucht wird und die Schweissung erfolgt. Beim Zurückschwenken des Hebels 33 wird durch Vermittlung der Blattfeder 48 auch der Schaltarm 18 in die untere Lage zurückversetzt, wobei der Stromkreis der Spule 11 unterbrochen wird. Weil dies praktisch unmittelbar geschieht, nachdem durch Erregung dieser Spule die Klinke 41 unter der emporgedrückten Buchse 39 weggezogen ist, dauert die Erregung jeweils nur sehr kurz.
Lässt man schliesslich den Druckknopf 17 los, so schnellt er unter der Wirkung der Feder 37 wieder heraus, wobei er die Klinke 41 und den Anker 44 mitnimmt. Die Klinke schnappt dabei unter der Wirkung der Feder 46 wieder unter die Buchse 39, und der Anfangszustand ist wieder hergestellt.
Erforderlichenfalls kann das Verfahren in jedem Augenblick dadurch unterbrochen werden, dass der Druckknopf 17 losgelassen wird. Der Schaltarm 18 nimmt dann nämlich wiederum seine untere Lage ein, wobei das Relais R2 abfällt und der Schweisskreis beim Kontakt 15 unterbrochen wird.
Durch das Vorhandensein der Kontakte 12 und 13 wird verhütet, dass bei Kurzschlüssen während des Brennens des Bogens, wobei somit die Spannung im Schweisskreis auf einen sehr niedrigen Wert absinkt, das Relais R2 den Kontakt 15 abwechselnd unterbrechen und schliessen würde, nach dem die offene Spannung zwischen den Klemmen 7 und 8 jeweils zurückkehren würde. Der Kontakt 14 verhütet bei solchen Kurzschlüssen, dass das Zeitrelais Rl bei der Rückkehr der offenen Spannung über den Widerstand 19 wieder eingeschaltet wird, was zur Folge haben würde, dass das Relais R2 über den Kontakt 12 wiederum erregt und die erwähnte Wirkung der Kontakte 12 und 16 wieder zunichtegemacht werden würde.