Elektrodenhalter für Impuls-Schweissmaschinen Gegenstand der Erfindung ist ein Elektroden halter für Impuls-Schweissmaschinen mit sehr kur zen Schweisszeiten.
Viele Schweissaufgaben sind nur mit sehr kurzen Schweisszeiten ausführbar. Die hierzu .geeigneten Ma schinen sind die bekannten Impuls-Schwessmaschi- nen. Bei diesen Maschinen ist das Schweisshaut zwi schen mindestens zwei Elektroden; angeordnet.
Die Elektroden liegen an ;der Sekundärwicklung einfies Stosstransformators, durch dessen Primärwicklung mittels eines geeigneten Schalters ein vorher auf geladener Speicherkondensator kurzzeitig entladen wird. Zur .Erzeugung einwandfreier und homogener Schweissstellen ist während der Schweissung, solange .also das Material noch eine breiige Konsistenz auf weist, ein stetiger Andruck :der beiden Schweiss- teile erforderlich.
Die Stärke dieses Andruckes ist von der .Art des .Schweissmaterials .abhängig, und ,demzufolge von Fall zu Fall verschieden. Bei ;den üblichen Schweissmaschinen ist :meistens !die eine Elektrode mechanisch fixiert, während die Gegen elektrode in einem besonders ausgeführten Halter geführt ist und mittels eines eingebauten Andruck- elementes gegen ;die Schweissstücke gedrückt wird.
Zur Elektrodenführung dienen üblicherweise Bronze buchsen, und als Andruckelemente gewöhnliche Stahlfedern, Tellerfedern oder Spiralfedern mit ver stellbarer Vorspannung.
Nun ist .es gerade im Falle von Impuls-Schweissmaschinen wichtig, dass !der Schweissdruck durch ein Element sehr geringer me chanischer Trägheit auf die .Schweisselektrode über tragen wird, so dass in der kurzen Zeit, die unter Umständen nur einen Bruchteil einer Millisekunde beträgt, :
die Elektrode dem .sich infolge Erweichens und Schmelzens der Schweisszone verringernden Ab stand folgen kann und im Elektrodenkreis niemals eine drucklose Zeit entsteht. So wurde zwar darauf hingearbeitet, dass ,das aus der Feder und der Masse der Elektrode bestehende mechanische System aus reichend schnell isst, d. h. dass seine Schwingungszeit kurz ist gegenüber der .Anstiegszeit des elektrischen Innpulses, jedoch haben seich auch diese Massnahmen, insbesondere beim Schweissen an schwer schweiss baren Metallen, wie z. B.
Kupfer und Kupfer-Silber, als unzureichend erwiesen. Besonders nachteilig wird dieser Umstand, wenn zu extrem kurzen Schweiss zeiten übergegangen werden soll, wie sie mittels Transformatoren fester Kopplung und :dicht neben- ,einander bifilar geführten Stromzuführungen auf die Elektroden ;gegeben werden können.
Versuche dieser Art erbrachten stets unbefriedigende Schweissstellen, da so kurze Schweisszeiten einfach von ,der Druck- ,einrichtatng nicht mehr verarbeitet werden. Auch Anordnungen, bei denen auf eine Elektrodenlage rung verzichtet ist, und der Nachdruck -der Elektrode mittels Gummifederplatten bewirkt wird, haben, ;da ,sie nicht .sehr präzise sind, kein vollbefriedigendes Ergebnis gebracht.
Diese Nachbeile werden bei :dem vorliegenden Elektrodenhalter für Impuls-Schweissmaschinen mit sehr kurzer .Schweisszeit, bei welchem die Schweiss- elektrade mittels eines federnden A.nd'ruckongans ge gen :dies. Schweissgut gedrückt wind, erfindungsgemäss ,dadurch beseitigt, :
dass sämtliche zusammen mit der Elektrode beweglichen Teile in Buchsen geführt sind, welche aus einem Materialbestehen, @dessen Reibung Ader Ruhe kleiner oder gleich der Reibung ider Be wegung ist.
Zweckmässig sind ausserdem diebewegten Massen extrem klein gehalten, indem z. B. :der Halter für die Elektroden nicht aus Bronze, sondern aus Alu minium besteht, so !dass idie mechanische Eigen- frequent weiter heraufgesetzt wird, und sind die Stromzuführungen dicht nebeneinander bifilar ge führt.
Dadurch, dass die genannten Buchsen aus einem Material bestehen, dessen Reibung oder Ruhe kleiner oder gleich der Reibung der Bewegung ist, wird die mechanische Nachführung der Elektrode beim Im pulsschweissen sehr stark beschleunigt. Bekanntlich ist im allgemeinen die Reibung der Ruhe grösser als die Reibung der Bewegung. Daraus geht hervor, dass die unvermeidliche Halterungseinrichtung eines Federorgans zum Einleiten einer Bewegung wegen der Ruhereibung eine grössere Kraft benötigt, als dann, wenn bereits das System in Bewegung ge kommen ist.
Diese höhere Kraft hat eine bremsende Wirkung, .so dass im .Falle des Entstehens eines kurz zeitigen kraftlosen Zustandes zwischen den Elektro den die Feder nicht ausreichend schnell nachfuhrt, sondern erst in ihrem Halterungsorgan die Reibung ,der Ruhe überwinden muss.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel für einen Elektrodenhalter für Impuls-Schweissma schinen nach der Erfindung dargestellt.
Fig. 1 zeigt schematisch den Stromkreis üblicher Impulsschweissmaschinen mit angeschlossenen Elek troden.
Fig. 2 .stellt den Elektrodenhalter nach der Er findung im Schnitt dar.
Aus einem .geeigneten Ladeaggregat 1 wird oder Speicherkondensator 2 auf einen vorbestimmten Spannungswert aufgeladen. Der Speicherkondensator 2 ist mit der Primärwicklung 3 eines Stosstrans formators verbunden, wobei die eine Leitung durch einen Schalter 7 unterbrochen ist. Der Schal ter 7 kann ein mechanischer Schalter oder als ein elektrischer Kontakt ein Ignitron sein und ist üb licherweise durch eine weitere Schalteranordnung 8 vom Elektrodenandruck gesteuert. Nach ;dem .Schlie ssendes Entladungskreises entlädt sich die im Kon densator 2 gespeicherte elektrische Energie durch die Primärwicklung 3 und erzeugt in der Sekundär wicklung 4 des Stosstransformators einen Impuls ho her Stromstärke.
Dieser Impuls wird ;durch die nie derinduktiven Leitungen 5 und 6 zu den Elektroden 9 und 10 geleitet und schweisst bei Kontaktgabe die Schweissstücke 13 und 14 zusammen. Die eine Elektrode 9 ist meist mechanisch fixiert 11, die an dere Elektrode 10 ist in einem Halter 12 eingesetzt, in dem sich eine Andruckvorrichtung befindet. Eine Ausführungsform ;dieses Elektrodenhalters ist in Fig. 2 dargestellt und besteht im wesentlichen aus einem zylindrischen Gehäuse 18, in dessen Längs bohrung die Elektrodenführung 15 gleitend ange ordnet ist. Auf die Elektrodenführung 15 drückt von oben über .die Federhalterung 17 die Spiralfeder 19, deren Vorspannung durch die Hohlschraube 20 wahlweise eingestellt werden kann.
Auf der Elektro- denführung 15 ist ausserhalb .des Gehäuses 18 die Spannvorrichtung 22 für die Elektrode 10 ange- bracht und ist mit zwei seitlichen Kupferbändern 21 mit der Elektrodenhalterung 18 verbunden. Die bei den gleitenden Teile, die Federhalterung 17 und die Elektrodenführung 15 sind in einer gemeinsamen Buchse 16 aus Polytetrafluoräthylen geführt.
Die Elektrodenführung 15 kann aus Kupfer oder Alu minium hergestellt sein, die Federhalterung 17 aus einem geeigneten Hartgewebe, so dass sich bei Füh rung in ,einer Polytetrafluoräthylenbuchse 16 keine zusätzliche Reibung :der ,Ruhe ergibt.
Durch diese überraschende Kombination der Federhalterung, die in einer Polytetrafluoräthylen- Buchse gehalten ist, und einer Elektrode 15, die, falls sie mechanisch ,geführt werden muss, ebenfalls in einer Buchse ,aus gleichem Material gleitet, gelingt es, zusammen mit einer Impulsentladungseinrichtung sehr kurzer Schweisszeit, vorzugsweise in dem Bereich um eine Millisekunde .herum, vielleicht 0,1 bis .10 Millisekunden,
überraschend gute Schweissungen mit viel kleinerer Energie als bisher durchzuführen. Ins besondere werden durch die Benutzung,dieser Poly tetrafluoräthylen-Buchsen ,dicht nebeneinander bifi- lar geführte Verbindungsorgane 5 und 6 mit Erfolg eingesetzt. Versuche ergaben, dass mit ein und der selben Schweissmaschine unter Anwendung dieser Polytetrafluoräthylen-Buchsen auch solche Substan zen geschweisst werden können, die sonst infolge ihrer breiigen Schweisskonsistenz sehr schlecht funk tionieren, -wie z. B. Kupferlitze auf Aluminium oder schwierige Messinglegierungen.