Vorrichtung zum Auftragen von Metallschichten auf ein Werkstück
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auftragen von Metallschichten auf ein Werkstück durch Kondensatorentladungen unter Verwenden eines elektrischen Steuergerätes für eine mit Vibrator arbeitende Auftragpistole.
Derartige Vorrichtungen zum Aufbringen von Metallschichten verwenden mit der Auftragpistole verbundene Elektroden, welche dann vom Pistolen-Vibrator in entsprechenden Schwingungszustand versetzt werden. Die Erfindung hat sich hierfür die Aufgabe gestellt, eine solche an der Auftragpistole sitzende elektrische Elektrode im strom- und schwinglosen Zustand dem jeweiligen Werkstück zuführen zu können, auf welches metallische Schichten aufzubringen sind.
Es ist dies von besonderem Vorteil, wenn es sich darum handelt, die elektrische Elektrode in komplizierte Werkstücke einzufahren, oder an schwer zugängliche Stellen zu führen. Beim Zuführen von unter Strom stehenden Elektroden dagegen, können in bisher nachteiliger Weise leicht Brandstellen an der Werkstoffoberfläche entstehen, vor allem auch an vorstehenden Kanten. Des weiteren liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Auftragstärke bzw. Dicke jeweils auf ein Werkstück aufzubringender metallischer Schichten innerhalb des elektrischen Speisegerätes beliebig im voraus einstellen bzw. vorwählen zu können. Gleichzeitig soll die Auftraggeschwindigkeit für die Schichten auch zu beeinflussen sein.
Die Vorrichtung nach der Erfindung zum Auftragen von Metallschichten auf ein Werkstück durch Kondensatorentladungen unter Verwenden eines elektrischen Steuergerätes für eine mit Vibrator arbeitenden Auftragspistole zum Erzeugen von Schwingungen für einen mit dem Vibratoranker verbundenen Elektrodenhalter, kennzeichnet sich dadurch, dass eine der Strombegrenzung dienende Drossel hinter einem Gleichrichter im elektrischen Steuergerät angeordnet ist, zum Zwecke Spannungsspitzen für die Aufladung eines Kondensates zu erzeugen und durch Phasenverschiebung zur Speise Netzspannung den Kondensator jeweils im Rhythmus der Vibratorschwingung der Auftragpistole zu entladen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen hierbei:
Fig. 1 eine synchron mit der Netzspannung arbeitende Schaltungsvorrichtung,
Fig. 2 eine abgewandelte Vorrichtung für mit grö sseren Arbeitsgeschwindigkeit aufzubringender Schichten.
In der Abbildung list ein Einphasen-Transformator mit dem Bezugszeichen 1 gezeigt, wobei jetzt das Steuergerät wahlweise mittels eines Umschalters 2 direkt, und über einen weiteren Fussschalter 3 in indirekter Weise zu schalten ist, bei entsprechend dann umgelegtem Schalter 2 zuvor, wodurch jetzt eine Elektrode in strom- und schwingungsfreiem Zustand dem Werkstück zugeführt werden kann. Die für das Aufbringen der metallischen Schichten auf ein Werkstück erforderliche Energie wird weiter einer mit sechs Anzapfungen versehenen Sekundärwicklung 4 des Transformators 1 entnommen. Über den entsprechenden Stufenschalter 5 kann dann die Auftragstärke bzw. Dicke jeweils aufzutragender Schicht im voraus beliebig eingestellt bzw.
vorgewählt werden. Die jeweiliger Einstellung des Stufenschalters 5 der Sekundärwicklung 4 entnommene Spannung speist dann die aus vier Einzelgleichrichtern sich zusammensetzende Gleichrichterbrücke mit jeweils diagonalen Zapfpunkten, wie es mit 6 bezeichnet ist.
Der positive Oleichrichterpunkt ist dann weiter mit einer Drossel 7 und anschliessendem Elektrodenhalter in Serie zum Ladekondensator 8 geschaltet, während der diagonale Minuspol der Gleichrichter-Brückenschaltung direkt mit dem Werkstück verbunden ist. Der Pistolenvibrator 9 ist dagegen von einer weiteren Sekundärwicklung 11 des Transformators 1 über einen stufenlos einstellbaren Regler 10 gespeist. Durch die Verwendung einer Drossel 7 am positiven Punkt der Gleichrichterbrücke 6 liegend, in Serienschaltung zum Ladekondensator 8 ist eine Stromzuführung begrenzt, während anderseits sehr hohe Spannungsspitzen für die Aufladung des Kondensators 8 erzeugt werden können.
Die Drossel 7 hat die weitere Aufgabe hier zu erfüllen, eine vorbestimmte Phasenverschiebung zur Speise-Netzspannung derart zu erzeugen, damit die Kondensator Entladung im Einklang zur Pistolenvibration steht. Vom positiven Pol des Ladekondensators 8 erfolgt dann direkte Verbindung zur Elektrode, deren Halterung wiederum mit dem Anker des Vibrators 9 verbunden ist.
Eine abgewandelte Schaltung nach Abbildung 2 zeigt vorerst mit gleichen Bezugszeichen wiederum das elektrische Steuergerät mit Einphasen-Transformator 1, und Umschalter 2 mit zusätzlichem Fuss-Schalter 3 zum indirekten Einschalten des Steuergerätes, zwecks stromund schwingungsloser Einführmöglichkeit der Elektrode. Die der Sekundärwicklung 4 am Transformator 1 entnommene elektrische Energie wird jetzt über eine elektronische Steuerung (E5) zur Speisung der Gleichrichterbrücke 6 verwendet, wobei über einen der Elektronik (E5) zugeordneten Stufenschalter 15 wahlweise reguliert werden kann, womit wiederum Auftragstärke bzw. Schichtdicke vorwählbar sind. Diese 4-Stufenregelung 15 kann über eine weitere Elektronikeinheit (E7) mit Regler 16 zusätzlich noch stufenlos einstellbar sein, so dass weitestgehende Auswählbereiche für jeweils aufzutragende Schichtdicken vorhanden sind.
Am positiven Pol der Gleichrichterbrücke 6 ist ein Elektrolytkondensator 18 und eine Drossel 17 in Serie zum Kondensator 20 geschaltet, während der diagonal liegende Gleichrichter-Minuspol direkt mit dem Werkstück verbunden ist. Vom positiven Pol des Kondensators 20 ist wiederum direkte Verbindung zur Elektrode vorhanden. Ein Pistolen-Vibrator 19 wird über ein Regelglied 12 und Umschalter 13 von der separaten Sekundärwicklung 14 des Transformators 1 gespeist.
Mittels dieses Umschalters 13 kann der Vibrator 19 über eine Elektronik (E17) auf eine höhere, beispielsweise doppelte Schwingfrequenz wahlweise gebracht werden, womit das Gerät die jeweilige Metallschicht entsprechend schneller aufbringen kann, und Schichtdicken in Bereichen von etwa 1-50 it stufenlos vorwählbar sind. Vorteilhaft werden jeweils nur Spannungen geregelt, während in bisher nachteiliger Weise jeweils Kapazitäten bzw. Widerstände geschaltet wurden.
Device for applying metal layers to a workpiece
The invention relates to a device for applying metal layers to a workpiece by capacitor discharges using an electrical control device for an application gun operating with a vibrator.
Devices of this type for applying metal layers use electrodes connected to the application gun, which are then set in a corresponding oscillation state by the gun vibrator. For this purpose, the invention has set itself the task of being able to feed such an electrical electrode, which is seated on the application gun, in a currentless and vibrationless state, to the respective workpiece on which metallic layers are to be applied.
This is of particular advantage when it is a question of inserting the electrical electrode into complicated workpieces or guiding it to places that are difficult to access. On the other hand, when electrons are fed in, in a previously disadvantageous manner, burn marks can easily arise on the surface of the material, especially on protruding edges. Furthermore, the invention is based on the object of being able to set or preselect the application thickness or thickness of the metallic layers to be applied to a workpiece in advance as desired within the electrical supply device. At the same time, it should also be possible to influence the application speed for the layers.
The device according to the invention for applying metal layers to a workpiece by capacitor discharges using an electrical control device for an application gun working with a vibrator to generate vibrations for an electrode holder connected to the vibrator armature, is characterized in that a choke that serves to limit the current is located behind a rectifier is arranged in the electrical control unit to generate voltage peaks for the charging of a condensate and to discharge the capacitor in the rhythm of the vibrator oscillation of the applicator gun by phase shifting to supply mains voltage.
Embodiments of the invention are described with reference to the drawing. It shows:
1 shows a circuit device operating synchronously with the mains voltage,
2 shows a modified device for layers to be applied at a greater working speed.
In the figure, a single-phase transformer with the reference number 1 is shown, with the control device now optionally to be switched directly by means of a changeover switch 2 and indirectly via a further foot switch 3, with switch 2 then thrown accordingly, which now creates an electrode can be fed to the workpiece in a current- and vibration-free state. The energy required for applying the metallic layers to a workpiece is also taken from a secondary winding 4 of the transformer 1 which is provided with six taps. The application thickness or thickness of the respective layer to be applied can then be set or adjusted in advance using the corresponding step switch 5.
can be selected. The respective setting of the tap changer 5 of the secondary winding 4 then feeds the rectifier bridge, which is composed of four individual rectifiers, each with diagonal tapping points, as indicated by 6.
The positive rectifier point is then connected in series to the charging capacitor 8 with a choke 7 and subsequent electrode holder, while the diagonal negative pole of the rectifier bridge circuit is connected directly to the workpiece. The gun vibrator 9, on the other hand, is fed by a further secondary winding 11 of the transformer 1 via a continuously adjustable controller 10. By using a choke 7 located at the positive point of the rectifier bridge 6, in series connection with the charging capacitor 8, a power supply is limited, while on the other hand very high voltage peaks for charging the capacitor 8 can be generated.
The choke 7 has the further task of generating a predetermined phase shift in relation to the supply system voltage in such a way that the capacitor discharge is in harmony with the gun vibration. From the positive pole of the charging capacitor 8 there is then a direct connection to the electrode, the holder of which is in turn connected to the armature of the vibrator 9.
A modified circuit according to Figure 2 initially shows the electrical control device with the same reference numerals, in turn, with a single-phase transformer 1, and changeover switch 2 with an additional foot switch 3 for indirectly switching on the control device for the purpose of current and vibration-free insertion of the electrode. The electrical energy taken from the secondary winding 4 on the transformer 1 is now used via an electronic control (E5) to feed the rectifier bridge 6, whereby a step switch 15 assigned to the electronics (E5) can be used to selectively regulate, which in turn allows the application thickness or layer thickness to be preselected . This 4-step control 15 can also be continuously adjustable via a further electronic unit (E7) with controller 16, so that extensive selection areas are available for the respective layer thicknesses to be applied.
At the positive pole of the rectifier bridge 6, an electrolytic capacitor 18 and a choke 17 are connected in series with the capacitor 20, while the diagonal rectifier negative pole is connected directly to the workpiece. From the positive pole of the capacitor 20 there is in turn a direct connection to the electrode. A gun vibrator 19 is fed via a control element 12 and changeover switch 13 from the separate secondary winding 14 of the transformer 1.
By means of this switch 13, the vibrator 19 can optionally be brought to a higher, for example double, oscillation frequency via electronics (E17), with which the device can apply the respective metal layer correspondingly faster, and layer thicknesses in ranges from about 1-50 it can be steplessly preselected. Advantageously, only voltages are regulated in each case, while capacitances or resistances have been switched in each case in a previously disadvantageous manner.