Schweissvorrichtung. Vorliegende Erfindung bezieht .sich auf eine elektrische Schweissvorrichtung.
Die Vorrichtung kann zum Beispiel zur Durchführung von Schweissverfahren ver wendet werden, bei .denen die zur Schweissung notwendige Wärme mittels Stromdurchgang durch eine überhitzte Schweisspulvereschmelze erzeugt wird. Gemäss der Erfindung besitzt die Vorrichtung eine durch ein Druckmittel betätigte Vorrichtung für den Vorschub des Schweissstabes zur Schweissnaht.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Abbildungen für -ein Ausführungsbeispiel näher erläutert: Fig. 1 ist eine Seitenansicht eines Schweisskopfes, gemäss der Erfindung mit Schnitten; Fig. 2 eine Stirnansicht ,des linken Endes der Vorrichtungen von Fig. 1 in kleinerem Massstabe.
Die dargestellte Ausführungsform der Erfindung weist eine Vorrichtung F auf, um den Schweissstab R ,gegen das Werkstück oder die Schweissnaht W zu bewegen. An diesem Vorschubmechanismus ist ein isolierter Griff G befestigt und ein: paar Kontakt klauen J. Der Teil F ist an einem Stiel H be festigt, an dem, eine automatische Steuervor- richtung _1 und ein zweiter isolierter Griff G' angebracht ist.
Eine Klammer C mit einem Schalter<B>S</B> ist an dem Stiel H befestigt. Die Regelvorrichtung besteht aus einem Drossel ventil T, welches durch ein Solenoid ge- steuert wird, einem Widerstand B und einem Hauptschalter M, welcher durch den Schalter S magnetisch gesteuert wird.
Der Vorschubmechanismus F besteht aus einem zylindrischen Gehäuse 10 mit einem offenen, obern Ende 12 und einem ver stärkten Baden 14, der eine zentrale zylin- drisiche Bohrung 16 mit einem am untern Ende verengten Teil 18 aufweist.
Diese Bohrung läuft m eine Öffnung 20 aus, wel che etwas grösser als der Durchmesser des Schweissstabes R ist. In -dem Boden 14 des Gehäuses 10 ist in der Nähe des. ,obern Endes der Bohrung 16 ein Federsitz verhältnismässig grossen Durchmessers angeordnet.
In dein zylindrischen Teil der Bohrung 16 ist am obern Ende eine Hülse 24 mit einem Bund 26 befestigt, welcher in dem Federsitz 22 aufliegt. In der Hülse 24 ist durch eine Aus drehung 28 ein Federsitz gebildet. Das obere, offene Ende 12 des Gehäuses<B>10</B> ist durch einen Deckel 30 verschlossen, der durch eine Überwurfmutter 32 gehalten ist. Der Deckel 30 besitzt eine Öffnung 34, in der die Schweissstabführung 36 sitzt, welche an ihrem untern Ende in dem Führungsrohr 40 gleitet, das in der Hülse 24 angeordnet: ist.
Die Führung 36 besitzt in ihren mittle ren Teilen einen Bund 42 mit konischem Querschnitt, welcher den einen Teil einer Kupplung 44 bildet. Die Führung 36 besitzt eine Reihe radialer Öffnungen 46, vor denen Kugeln 48 liegen, die mit einem äussern Konus 50 den andern Teil der Kupplung 44 bilden.
Der äussere Konus 50 ist an seinem untern Ende offen, sein oberes Ende wird durch einen Flansch 52 mit einem becher förmigen Teil 54 gebildet, dessen äusserer Durchmesser nur wenig kleiner als der innere Durchmesser des offenen obern Endes des Gehäuses 10 isst und dessen innere Wand 56 eine ringförmige Hülse bildet, die -auf der Führung 36 gleitet. Eine Feder 58 liegt in der Aussparung 28 der Hülse 24 und wirkt auf Bund 42.
Eine zweite Feder 59 befindet sich zwischen dem becherförmigen Glied 54 und dem Federsitz 22 und umschliesst den äussern Konus 50 und den Flansch 52.
In dem becherförmigen Glied 54 ist ein ringfömiges, elastisches Rohr 60 angeordnet, dessen obere Fläche an dem Deckel 30 an liegt. Durch den Deckel ist ein Nippel 62 geschraubt, welcher durch den Deckel hin durch eine Verbindung mit dem Innern des elastischen Rohres 60 herstellt.
Das untere Ende des Gehäuses 10 hat eine seitliche Abflachung 64, welche zur Befesti gung der Klammer 66 dient, die einen Teil des isolierten Griffes G bildet. Die Klammer 66 ist an dem flachen Teil 64 durch Bolzen 68 (Fig. 2) befestigt, so dass der isolierte Handgriff G je nach .Bedarf nach rechts oder nach links befestigt werden kann. Am Bo den des Gehäuses 10 befinden sich in der Nähe der Öffnung 20 zwei parallele Rippen 70.
Jede Rippe 70 besitzt zwei Öffnungen 72, in denen ein Bolzen 74 steckt, an dem drehbar mittels des Schlitzes 76 eine Kon taktklaue J befestigt ist.
Die Stromzufüh rungen L sind mittels Bolzen 78 an jeder Kontaktklaue befestigt. Jede Kontaktklaue besitzt an ihrer innern Seite eine halbrunde Längsmet 80 zur Aufnahme des Schweiss- stabes R. Diese Nuten erweitern sich, wie Fig.
l zeigt, nach oben (82), um eine unbehin derte Einführung des Stabes F in 80 sicher- zustellen. Die Aussenseite beider Kontakt klauen J besitzen Aussparungen 84, um Ringfedern 86 aufzunehmen, welche die Kontaktklauen gegen den Schweissdraht R pressen. Die rechte Seite des untern Endes 14 des Gehäuses 1.0 besitzt eine Bohrung 88, in der das eine Ende des Stiels 11 befestigt wird. Der Stiel 11 ist der Länge nach durchbohrt, um als >Leitung 90 für das Druckmittel zu dienen.
Die Aussenseite des Stiels H ist zwi schen dem Griff G' und der Stelle, an der der Regelmechanismus A angebracht ist, um den Arbeiter gegen BeTüh.rung stromführen der Teile zu schützen, mit einer geeigneten Isolierschicht 92 versehen.
Die automatische Steuervorrichtung A besitzt einen Zapfen 94, der in einer Öffnung des Stiels F1 befestigt ist. Eine Ventilführung 96 mit einem obern Bund 100 ist an einen Nippel angeschraubt, der einen Teil des Zapfens 94 bildet.
Oberhalb des Bundes 100 ist eine dünnere rohrförmige Verlängerung 102 angeordnet, an der der Nippel 104 be festigt ist, der über Leitung 106 die Verbin dung mit dem Nippel 62 arn Deckel 30 her stellt. Unter dem Bund 100 hat die Ventil- führung 96 auf ein kurzes Stück 108 einen kleineren Aussendurchmesser als Bund 100; daran schliesst sich ein längeres Stück 110 mit noch kleinerem Durchmesser.
Eine Hülle 112 sitzt passend auf 108 und liegt auf der einen S S eite am Bund 100, auf der andern Seite an dem Zapfen 94 an.
Durch den geringeren Durchmesser des Stückes. 110 gegenüber 108 bleibt ein ringförmigem Durchgang 114 zwi schen 110 und 1'12.. Eine Bohrung 116 geht durch den Zapfen 94 und steht auf der einen Seite mit dem Durchgang 114, auf der andern Seite mit der Bohrung 90 in Verbindung. Von dem Innern, der Ventilführung 96 geht eine Winkelbohrung 118 durch den Zapfen 94 zur Atmosphäre.
In der Nähe des Absatzes zwischen 108 und 110 geht radial durch die Ventilführung 96 eine Reihe von Öffnungen 120 für das: Druckmittel, und in dem Absatz zwischen Bund 100 und Verlängerung 102 eine Reihe von Auspufföffnungen 122, eben falls radial -durch die Ventilführung 96.
Ein Ventilkolben 124 gleitet in der Ven tilführung 96 und besitzt oben und unten achsial verlaufende, nicht durchgehende Boh rungen 126 und 128. Inder Nähe des vollen mittleren Teils 180 ,des Kolbens 124 ist eine Eindrehung 132 vorgesehen. Öffnungen 134 gehen von dieser Aussparung zu der obern Bohrung 126. Eine Druckfeder 136 sitzt in der obern Bohrung 126 und drückt gegen den Nippel 104. Eine weitere Druckfeder 138 sitzt in der untern Bohrung 128 und drückt gegen den Zapfen 94.
Die Stärke der Feder ist so gewählt, dass der Kalben 124 in Ruhe in seiner obern Lage gehalten wird, in der die Einlassöffnungen 120 mit der Ein drehung 132 in. Verbindung stehen, während die Auspufföffnungen 122 durch das obere Ende des Kolbens 124 geschlossen sind.
Die an dem Stiel H befestigte Klammer C trägt ,den Fernateuerschalter S, von dem aus der Hauptschalter M über die Leitungen 140 und 142 betätigt wird. Die Schweiss- stromzuführungen L sind indem untern Teil 144 der Klammer C gelagert.
Diese Zufüh rungen sind mit der Leitung 146 verbunden, welche zudem -Schalter M führt. Eine andere Leitung 148 führt von,dem Schalter M zum Werkstück bezw. zur Schweissnaht W. Der Schweissstrom wird dem Schalter M durch,die Leitung 150 und 152 von einer geeigneten Quelle aus zugeführt.
Von ,dem Schalter M führen die Leitungen 154 und 156 zum Regelkasten 158, wo sie an, die Primärwicklung 160 des Transforma tors 162 angeschlossen sind. In dem Regel kasten 158 befinden sieh der Widerstand B und der Ausschalter 164, welche mit der Lei tung 156 verbunden sind.
Ferner ist in dem Regelkasten ein Voltmeter Y angebracht, welches. zwischen den Leitungen 154 und 156 liegt. Die Sekundärwicklung 166 des. Trans: formators 162 ist mit den Klemmen des von einem Solenoid betätigten Druckmittel- Drosselventils T verbunden. Das Drosselven til kann zum Beispiel ein Kolbenventil sein, wobei die Stärke der Magnetisierung die Öffnung des Ventils steuert.
Mit dem Dros selventil T ist eine Zuleitung 168 und eine Ableitung 170 für .das Druckmittel verbun den, wobei letztere mit einem Nippel 172 am Ende des Stiels- H und weiterhin mit der Bohrung 90 in. Verbindung steht.
Die Arbeitsweise der beschriebenen Vor richtung ist die folgende: Spannungsschwankungen, zwischen Schweiss stab B und Werkstück bezw. Schweissnaht W werden auf das Solenoid des Drosselventils T entweder mittels des Transformators 162, wie in der Zeichnung dargestellt,
oder auch unmittelbar übertragen. Diese Spannungs- schwankungen bedingen eine entsprechende Änderung der Öffnung -des Ventils., wodurch der Druck mit dem das Druckmittel, z. B. Druckluft, der Leitung 170 und damit der Bohrung 90 des Stiels H zugeführt wird, geändert wird.
In der automatischen Steuer- voxrichtung A stellt sich daher ein Druck ein, welcher der Öffnung des Drosselventils T entspricht. Das Druckmittel tritt in die Steuervorrichtung A durch,die Öffnung 116 ein, strömt durch den Ringraum 114, Druck- mitteJeinlassöffnungen 120 in ,die Eindrehung 132, von der aus es durch ,die Öffnungen 134 in die obere Bohrung 126 und dann durch Nippel 104,
Leitung 106 und Nippel 62 in das Innere des. Dehnungsrohres 60 eintritt. Wenn in dem Dehnungsrohr 60 der Druck steigt, drückt es die Kupplung 44 nach unten.
Bierbei bewegt rder äussere Konus 50 zu- nächst die Kugeln 48 nach innen, wobei sie am S,chweiss,draht B angreifen, worguf leer äussere Konus 50 die Führung 36 und der Schweissdraht R sich zusammen nach unten bis zu der in Fig. 1 dargestellten- Stellung bewegen. Nenn der Druck in dem Dehnungs rohr 60 und en 'Verbindungen zwischen diesem.
Rohr und der obern Bohrung 126 so weit gestiegen ist, als nötig ist, um die Span nung der Felder 138 zu überwinden, dann. bewegt sich der Kolben 124 nach unten, wo durch die Druckmitteleinlassöffnungen 120 geschlossen werden und eine weitere Druck steigerung im Rohr 60 beendet wird. Diese Bewegung wird von den Federn 58 und 59 an der Kupplung 44 und der Feder 1.36 am Kolben 124 unterstützt. Wenn der Kolben 1.24 sich etwas weiter nach unten bewegt hat, wird eine Verbindung zwischen den Aus flussöffnungen 122 und der obern Bohrung 126 hergestellt.
Der Druck aus dem Rohr<B>60</B> strömt dann in die Atmosphäre ab und die Federn 58 und 59 bewegen weiter die Kupp lung 44 nach oben, bis das becherförmige Glied 54 am Deckel 30 anliegt. Bei dieser Aufwärtsbewegung gibt der äussere Konus 50 zunächst den Kugeln 48 die Möglichkeit, radial nach aussen auszuweichen und den Schweissdraht R frei zu geben, worauf die Kupplung 44 sich als Ganzes weiter nach oben bewegt. Während dieser Aufwärts bewegung wird der Schweissdraht R durch die Klemmwirkung der Klauen J in seiner Lage gehalten.
Wenn der Druck bis zu einem vorher bestimmten Wert abgesunken ist, drückt die Feder 138 den Kolben 124 in die obere gezeichnete und das Spiel be ginnt von neuem.
Die Geschwindigkeit mit der sich der beschriebene Vorgang abspielt, hängt ganz v an dem Druck ab, mit dem das Druckmittel der Steuervorrichtung A zugeführt wird. Dieser Druck wird durch das Drosselventil T bestimmt, welches den Spannungsschwankun gen zwischen Schweissdraht R und Werkstück TV folgt und so den Druck verändert, mit dem das. Druckmittel dem Rohr 60 zugeführt wird, wodurch dann die Amplitude der Auf- und Abbewegung der Kupplung 44 verändert wird.
Durch diese Arbeitsweisse wird der Schweissstab dem Werkstück gerade in dem Masse zugeführt, wie er verbraucht wird. Eine gerändelte Mutter 174 ist an dem obern Ende der Schweissstabführung 36 befestigt, um den Schweissstab auch von Hand bewegen zu können.
Der Fernsteuerschalter S ermöglicht dem Arbeiter, den Schweissstrom an- und abzu schalten, obgleich der Hauptschalter 3,1 nicht am Schweisskopf befestigt ist. Wenn ohne automatische Regelung geschweisst werden soll, braucht nur der Schalter 164 geöffnet zu werden, wodurch die Regelvorrichtung abge schaltet wird.
Die Spannung, mit der gearbeitet werden soll (z. B. 30 Volt), lässt sich mittels des Widerstandes ss einstellen; sie wird durch das Voltmeter T' angezeigt. Das Drosselventil T hält dann einen Druck des Druckmittels aufrecht, der die Kupplung 44 und den Stab R in einem 'Hasse bewegt, dass die Spannung von 30 Volt;
zwischen Schweissstab und Werk stück aufrecht erhalten bleibt. Wenn durch eine Bewegung des Arbeiters der Schweiss kopf vom Werkstück entfernt wird, so dass der Spannungsabfall 30 ,Volt übersteigt, dann wird automatisch der Druck des Druck mittels erhöht, bis der Spannungsabfall wieder auf 30 Volt abgesunken ist.
Die Griffe G und G' sind so angeordnet, dass das Gewicht des Schweisskopfes auf beide gleichmässig verteilt ist. Der Zufüh- rungsmecbanismus F, die Steuervorrichtung .1 und die Klammer C mit dem Schalter S und den Stromzuführungen L sind zwischen den Griffen G und G' angeordnet. Durch die gute Gewichtsverteilung wird die Ermü- dung des Arbeiters beim Schweissen vermin dert und damit die Leistung erhöht.
Der um legbare Griff G erlaubt, dass der Apparat so- @vohl von reelithändigen, wie von linkshändi gen Arbeitern bedient werden kann. Durch die Griffe G und G' und die Isolierschicht 92 ist der Arbeiter ausserdem gegen Berüh rung mit stromführenden Teilen geschützt.
Die beschriebene Vorrichtung lässt sich nicht nur für Bedienen von Hand, sondern auch für Schweissmaschinen ausbilden.,