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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Befestigung eines
metallischen Werkstücks auf der mit einer Isolier- oder nichtleitenden Schutz-oder
Zierschicht bedeckten Fläche eines zweiten metallischen Werkstücks mittels elektrischer
Widerstandsschweißung, wobei das erste Werkstück an der mit dem zweiten Werkstück
in Berührung kommenden Fläche mit Erhöhungen zur Durchbrechung der Schicht versehen
ist, mit die beiden Werkstücke aufnehmenden Werkstückhaltern, welche gleichzeitig
die Stromzuführung bilden, zur Positionierung der Werkstücke dienen und von denen
wenigstens ein Halter zur Erzeugung eines Anpreßdruckes zwischen beiden Werkstücken
senkrecht zu deren Berührungsfläche mit einer vorgebbaren elastischen Kraft beaufschlagt
ist.
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Zur Herstellung von Uhrzifferblättern mit vorfabrizierten Stundenzeichen,
sogenannten Appliquen, ist bereits eine Vorrichtung dieser Art bekanntgeworden (schweizerische
Patentschrift 332 881), mit der die Aufgabe gelöst werden sollte, die auf ihrer
Unterseite mit angespitzten Buckeln versehenen Stundenzeichen durch eine die fertig
bearbeitete Sichtseite des Zifferblattes bedeckende Schutzlackschicht hindurch auf
dem Zifferblatt aufzuschweißen. Qualitativ hochwertige, fertig bearbeitete Zifferblätter
durchlaufen bekanntlich eine Reihe von insbesondere ,galvanische Behandlungen einschließenden
Arbeitsgängen, die als Ergebnis eine gegenüber mechanischen und atmosphärischen
Einflüssen äußerst empfindliche dekorative Oberfläche liefern, im allgemeinen eine
mit einem besonderen Schliff versehene Silberfläche. Da diese empfindliche Sichtfläche
nicht nur durch Staub, sondern bereits durch Berührung mit den Fingern beschädigt
wird, ist es üblich, unmittelbar nach Beendigung der Oberflächenbehandlung die Zifferblattsichtseite
mit einem Schutzlack zu bedecken. Für die Befestigung der Zeichen auf dem Zifferblatt
spielt dieser Schutzlack dann keine Rolle, wenn die Zeichen auf dem Zifferblatt
aufgenietet werden, was jedoch einen außerordentlich zeitraubenden und diffizilen
Arbeitsprozeß darstellt. Dagegen ist das Aufschweißen der Zeichen ein wesentlich
wirtschaftlicheres und eleganteres Verfahren, das jedoch die Verwendung eines als
Isolierschicht wirkenden Schutzlackes vor der Befestigung der Zeichen ausgeschlossen
hat, so daß das Zifferblatt außerordentlich vorsichtig behandelt werden mußte. Man
hat bei der Anwendung der erwähnten bekannten Vorrichtung versucht, diese Schwierigkeit
dadurch zu umgehen, daß man das Zifferblatt mit einer wesentlich dünneren Schutzlackschicht
als üblich bedeckte, um dann einen so starken Anpreßdruck senkrecht zur Berührungsfläche
der beiden zu verschweißenden Teile auszuüben, daß die angespitzten Buckel der Zeichen
diese Schicht bis zur metallischen Berührung mit der Zifferblattplatte durchstoßen.
Diese Maßnahme hat sich jedoch in der Praxis nicht bewährt und wird daher auch nicht
angewendet. Es hat sich nämlich gezeigt, daß selbst bei einer nur sehr dünnen Schutzschicht
zur Erzielung einer reproduzierbaren, einwandfreien Schweißverbindung so hohe Anpreßdrücke
zur Durchstoßung der zähen, fest haftenden Schicht erforderlich wären, daß die Zeichenbuckel
dadurch bereits verformt würden und möglicherweise sogar die Zifferblattplatte an
den Druckstellen etwas eingedrückt würde. Die praktisch erzielbare Festigkeit der
Buckel ist jedoch einerseits durch die Qualität der üblichen, für die Zeichen verwendeten
Materialien und andererseits durch die nur außerordentlich kleinen Abmessungen der
Buckel begrenzt, da die Stundenzeichen von Kleinuhren häufig nur eine Breite von
etwa 0,1 mm haben. Auch besteht die Gefahr, daß die beim Eindringen des Buckels
weggequetschte und dann den Buckelumfang allseitig wie ein fester Kragen umgebende
Schutzlackschicht beim anschließenden Schweißvorgang verbrennt, damit die Umgebung
der Schweißstelle verunreinigt oder zumindest verfärbt und die Qualität der Schweißung
durch Verunreinigung der sich bildenden Schweißlinse beeinträchtigt.
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Ferner ist zu berücksichtigen, daß eine nur sehr dünne, vor der Schweißung
auf das Zifferblatt aufgebrachte Schutzschicht von z. B. nur einigen 10-3 mm, selbst
wenn eine hinreichende Durchstoßung dieser Schicht möglich wäre, darum unerwünscht
ist, weil die als Dauerschutzschicht auf den fertigen Zifferblättern übliche Transparentlackschicht
eine Dicke von einigen 10-2 mm hat, so daß nach der Aufschweißung auf alle Fälle
die provisorische dünne Schicht entfernt und durch eine neue, dickere Dauerschutzschicht
ersetzt werden müßte. Nun ist zwar das Ablösen einer nur zum Schutze während der
Bearbeitung des Zifferblattes dienenden, provisorischen Lackschicht und das anschließende
Aufbringen einer Dauerschutzschicht bisher allgemein üblich, da die Zeichen in der
Regel nach dem Aufbringen auf dem Zifferblatt facettiert werden und während dieses
Bearbeitungsganges das Zifferblatt durch eine Schutzschicht abgedeckt sein muß;
die dann nach Entfernung der provisorischen Schutzschicht aufgebrachte Dauerlackschicht
bedeckt jedoch ungünstigerweise auch die facettierten, dekorativen Sichtflächen
der Zeichen, was bei Qualitätsuhren als Mangel gilt.
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Daher besteht das starke Bedürfnis, einen Weg zu finden, die fertig
bearbeitete Sichtfläche von Zifferblättern bereits vor dem Aufschweißen der Stundenzeichen
mit einer transparenten Dauerschutzschicht hinreichender Stärke zu bedecken, die
nicht mehr entfernt zu werden braucht und die trotzdem einwandfreie Schweißverbindungen
zu erzielen erlaubt. Damit ergäbe sich die Möglichkeit, nicht nur Zifferblätter
mit schutzlackfreien Zeichensichtflächen zu schaffen, sondern die Anzahl der mit
der Anwendung von Schutzschichten zusammenhängenden Arbeitsgänge wäre auf die einmalige
Aufbringung einer die Dauerschutzschicht bildenden Transparentlackschicht vor dem
Aufschweißen bereits fertig bearbeiteter Stundenzeichen verringert. Diese bisher
noch nicht gelöste Aufgabe liegt insbesondere der vorliegenden Erfindung zugrunde,
wobei jedoch die Vorrichtung nach der Erfindung mit Erfolg nicht nur auf die beschriebene
Herstellung von Zifferblättern mit aufgeschweißten Zeichen, sondern allgemein überall
dort mit Erfolg anwendbar ist, wo ein mit Erhöhungen versehenes metallisches Werkstück
auf die mit einer isolierenden Schicht bedeckte Fläche eines zweiten Werkstückes
aufgeschweißt und daher vor der eigentlichen Schweißung für eine zuverlässige und
hinreichende Durchbrechung dieser isolierenden Schicht ohne Anwendung extremer Anpreßdrücke
gesorgt werden muß. Insbesondere soll durch die Vorrichtung nach der Erfindung eine
zuverlässige Durchbrechung der Schicht derart durchführbar sein,
daß
diese Schicht außerhalb der Durchbruchsstellen nicht beschädigt oder in ihrem Aussehen
verändert wird und die Abmessungen der Durchbruchsstellen nur gerade so groß gemacht
werden, wie es für eine einwandfreie Schweißverbindung, möglichst ohne Verbrennung
der Schicht in der Nähe der Schweißstelle, erforderlich ist, wobei das mit Vorsprüngen
versehene Werkstück nach dem Aufbringen die Schweißstelle vollständig abdecken soll.
Eine derartige Forderung gilt für alle dekorativen Werkstücke, insbesondere natürlich
Uhrzifferblätter, ist aber auch für nicht dekorative Werkstücke wünschenswert. Da
diese Forderung bisher von keiner bekannten Schweißmaschine erfüllt wird, .ist man
gezwungen, die Verbindung dekorativer Werkstücke, insbesondere wenn sie kleine Abmessungen
haben, auf anderem Wege als durch Schweißung zu bewerkstelligen, vorzugsweise nämlich
durch Nieten.
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Nun gehört zwar das Reinigen von miteinander zu verschweißenden Flächen
zu den selbstverständlichen Maßnahmen, welche bereits seit Jahrzehnten angewendet
werden und welche so alt sind wie die Schweißtechnik selber. Diese Maßnahmen schließen
jedoch lediglich altbekannte konventionelle Reinigungsmethoden ein, wie Bürsten,
Schmirgeln, Sandstrahlen oder Beizen der zu verschweißenden Oberflächen und sind
in keiner Weise dazu geeignet, das oben erläuterte Problem zu lösen.
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Andererseits sind bereits in .der Schweißtechnik Verfahren zur elektrischen
Punktschweißung bekannt (deutsche Patentschriften 741188 und 921819), nach denen
zur Erzielung besonders fester Schweißpunkte und zur gleichzeitigen Verbesserung
des Metallgefäßes an der Schweißstelle eine der beiden Elektroden während des Schweißens
einer geeigneten periodischen Bewegung unterworfen wird, sei es, daß man der einen
Elektrode eine tangential zur Berührungsfläche der beiden Werkstücke gerichtete
lineare Hin- und Herbewegung oder aber eine kreisförmige Bewegung derart erteilt,
daß die Achse der Elektrode einen Kegelmantel beschreibt, wobei sich das halbkugelförmig
abgerundete Elektrodenende entsprechend im Bereich der Schweißstelle abwälzt; auf
diese Weise wird er lokale, von der Elektrode ausgeübte maximale Druck örtlich im
Bereich der zu bildenden Schweißlinse verändert.
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Abgesehen davon, daß durch Anwendung einer derartigen periodischen
Elektrodenbewegung eine eventuell zwischen den Werkstücken vorhandene isolierende
Schicht kaum oder nur in ungenügendem Maße zerstört werden kann, da die Relativbewegung
zwischen beiden Werkstücken, durch die ein Abrieb dieser Schicht erzeugt werden
könnte, höchstens indirekt durch die keineswegs definierte Mitnahme eines der Werkstücke
durch die Elektrode infolge Reibung erfolgt, haben diese bekannten Verfahren den
allgemeinen Nachteil, daß die Gefahr einer Lichtbogenbildung und damit der Entstehung
von Brandflecken besteht. Tatsächlich wird ja infolge der Elektrodenbewegung während
des Schweißens der sich bildende Schweißstrompfad an der übergangsstelle ständig
lokal verändert, so daß sich das Ziehen von Lichtbögen kaum vermeiden läßt. Insbesondere
ist bei Gegenwart einer Deckschicht die Gefahr eines Verschmorens dieser Schicht
an der Grenze der Schweißstelle gegeben.
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Bei einer bekannten Ultraschallschweißung trägt zwar die die Schweißung
bewirkende starke relative Vibration der beiden zu verschweißenden Werkstücke zur
Durchbrechung einer etwa vorhandenen isolierenden Zwischenschicht bei, jedoch wird
auf diese Weise nicht für die vorherige Beseitigung der störenden Deckschicht gesorgt,
welche lediglich bereits während des Vorganges der Kaltschweißung mehr oder weniger
zerrieben wird und deren Material unter Beeinträchtigung der Qualität der Schweißstelle
in der Schweißzone verbleibt. Es müssen daher auch durch Ultraschall zu verschweißende
Werkstücke, wenn sie stärkere Verunreinigungen oder gar Lackschichten auf den Berührungsflächen
aufweisen, zuvor nach konventioneller Methode gesäubert werden. Außerdem ist für
die Mehrzahl der Anwendungen eine Ultraschallschweißausrüstung zu kostspielig.
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Auch der zuletzt erwähnte Stand der Technik zeigt daher keinen Weg,
unter Vermeidung der üblichen Säuberungsmethoden und unter Einsparung der mit einer
Säuberung der zu verschweißenden Oberflächen zusammenhängenden, in der Regel zeitraubenden
Operationen der Vorbehandlung der Werkstücke vor der eigentlichen Schweißung, zuverlässige
und definierte Durchbrechungen mit Abmessungen, die nur gerade so groß wie unbedingt
erforderlich sind, und nur gerade dort anzubringen, wo anschließend die Verschweißung
der Erhöhungen des einen Werkstücks mit der Fläche des anderen Werkstücks erfolgen
soll.
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Ausgehend von einer Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art ist
die Erfindung zur Lösung der genannten Aufgabe dadurch gekennzeichnet, daß der eine
Werkstückhalter parallel zur Berührungsfläche beider Werkstücke bewegbar und mit
einer Vibrationseinrichtung verbunden ist, welche während einer bestimmten Zeitspanne
vor dem Schließen des Schweißstromkreises die aus diesem Halter und dem darauf befindlichen
Werkstück bestehende Einheit antreibt und damit zwischen den einem geeigneten, unabhängig
vom späteren Schweißdruck einstellbaren Anpreßdruck unterliegenden Werkstücken eine
Vibrationsbewegung in deren Berührungsfläche mit Vibrationsfrequenzen unterhalb
des Bereichs des Ultraschalls erzeugt, wobei die Erhöhungen die Schicht innerhalb
eines der einstellbaren Vibrationsamplitude entsprechenden Bereichs infolge der
Reibung durchbrechen.
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Auf diese Weise werden also der eine der bei bekannten Schweißmaschinen
vorhandenen Werkstückhalter, welche bei diesen Maschinentypen gleichzeitig die Funktion
der Schweißelektroden und die Funktion der Positionierungsorgane für die Werkstücke
haben und die bisher zur Erzeugung der Schweißdrücke nur senkrecht zur Berührungsfläche
der Werkstücke bewegbar montiert sind, sowie die für eine Buckelschweißung erforderlichen
Erhöhungen am einen Werkstück sozusagen als Reinigungswerkzeuge dazu ausgenutzt,
um durch eine kratzende bzw. reibende Bewegung der Erhöhungen definierte Durchbrechungsstellen
in der isolierenden Schicht auf dem anderen Werkstück zu erzeugen, wobei unmittelbar
anschließend ohne irgendeine weitere Bewegung oder Justierung der Werkstücke die
Schweißung erfolgen kann. Der während der Vibrationsbewegung erforderliche Anpreßdruck
zwischen beiden Werkstücken braucht höchstens so groß zu sein wie der anschließend
zur Schweißung erforderliche Anpreßdruck, kann jedoch praktisch in der Regel noch
geringer gewählt werden,
da es in erster Linie nicht der Anpreßdruck,
sondern die reibende Vibrationsbewegung ist, welche die zu durchbrechende Stelle
auf der Oberfläche des Werkstücks freiarbeitet.
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Weitere Erfindungsmerkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen
F i g. 1 bis 3 verschiedene Stadien während des Betriebs der Vorrichtung nach der
Erfindung beim Aufschweißen von Buchstaben auf eine dekorative Sichtfläche, wobei
auf der rechten Seite der Figuren eine Draufsicht auf die Werkstücke und auf der
linken Seite die Werkstücke im Schnitt dargestellt sind, F i g. 4 einen Schnitt
durch eine Ausführungsform einer teilweise dargestellten Vorrichtung und F i g.
5 eine Ansicht der Vorrichtung in Richtung der Pfeile V-V nach F i g: 4.
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Nach F i g. 1 bestehen die zu verschweißenden Werkstücke
1 und 4 aus einem aus Metall geformten Buchstaben A sowie einer mit
einer isolierenden Oberflächenschicht 3 versehenen Platte. Auf der mit dem Werkstück
4 durch Schweißung zu befestigenden Unterseite des- Werkstücks 1 sind kegelförmige
Erhöhungen 2 nach Art von Buckeln angebracht. F i g. 2 zeigt die Werkstücke nach
Beendigung des Vibrationsvorganges, wobei die Pfeile 5 die Richtung des Anpreßdruckes,
die Pfeile 6 verschiedene Richtungen der Vibrationsbewegung andeuten. Durch die
Vibrationsbewegungen mit der Amplitude 7 haben die Erhöhungen 2 die Oberflächenschicht
3 durchbrochen und berühren das Grundmaterial des Werkstücks 4. Die Erhöhungen
stehen in der Mitte der freigearbeiteten Fläche. F i g. 3 erläutert die Situation
nach dem eigentlichen Schweißprozeß. Die Anpreßkraft 5 entspricht jetzt dem Schweißdruck.
Durch die als Werkstückhalter dienende Elektrode 8 wird ein elektrischer Strom 9
den Werkstücken zugeführt und fließt entsprechend der als Beispiel punktiert gezeichneten
Bahn 10 über die Erhöhungen 2. Die Stromimpulse bewirken an den Berührungsstellen
ein Schmelzen des Materials, wodurch sich die Schweißstellen 11 bilden. Das Werkstück
1 nähert sich durch den Schweißprozeß dem Werkstück 4, ohne jedoch an der Oberflächenschicht
3 aufzustoßen, da die , Schweißstellen unter Druck erstarren sollen. Anschließend
an die Schweißstromimpulse kann ein erhöhter Nachpreßdruck aufgebracht werden.
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Die Härte der Erhöhungen 2 wird mindestens so groß gewählt wie diejenige
der zu durchbrechenden Schicht 3, und die Höhe der Erhöhungen ist um mindestens
0,1 mm größer als die Dicke dieser Schicht, damit das Werkstück 1 trotz eines gewissen
Einsinkens der Vorsprünge in das Grundmaterial des Werkstücks 4 während des Schweißens
nicht mit der Schicht 3 in Berührung gelangt. Die Form der Erhöhungen 2 kann auch
Pyramidenform oder irgendeine andere Form derart haben, daß der Querschnitt gegen
den Berührungspunkt hin abnimmt. Der während der Vibration zu wählende Anpreßdruck
richtet sich nach der Größe und Härte der Erhöhungen und den Eigenschaften der zu
durchbrechenden Schicht; er ist derart zu wählen, daß die Erhöhungen während der
Vibration und der Reibung auf dem Metall des Werkstücks 4 nicht bereits zerstört
werden.
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Die Größe der Durchbruchsstelle wird durch Wahl einer geeigneten Vibrationsamplitude
derart gewählt, daß eine Beeinträchtigung des Schweißprozesses infolge Berührung
zwischen den Erhöhungen 2 und der Oberflächenschicht 3 vermieden wird. Bei einer
derartigen Berührung bestünde die Gefahr, daß Teile oder Teilchen der Oberflächenschicht
3 oder auch die durch Erhitzung bzw. Verbrennung der Oberflächenschicht entstehenden
Gase, die nicht einwandfrei entweichen können, in die sich bildende Schweißlinse
gelangen. Andererseits wird jedoch die Abmessung der Durchbrechungen, insbesondere,
wenn es sich wie im betrachteten Beispiel um eine dekorative Sichtfläche handelt,
auf welcher die Werkstücke 1 aufgeschweißt werden, nicht größer als unbedingt erforderlich
gemacht, so daß die Durchbrechungsstellen von den aufgeschweißten Werkstücken selber
vollständig abgedeckt werden. In der Regel werden die obengenannten Bedingungen
durch eine Vibrationsamplitude von 0,01 bis 1 mm erfüllt. Die erforderliche tangentiale
Vibrationskraft je Erhöhung liegt in der Regel in der Größenordnung der vertikalen
Anpreßkraft. In den meisten Fällen kommt man mit einer verhältnismäßig kleinen Anzahl
von Vibrationen aus; so genügen beispielsweise ungefähr 100 Schwingungsperioden
zum Durchbrechen von üblichen Lackschichten. Man kann in diesen Fällen also beispielsweise
mit einer sehr niedrigen Vibrationsfrequenz von 1.00 Hz, die sich sehr einfach realisieren
läßt, und mit einer Vibrationsdauer von 1 Sekunde arbeiten.
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Häufig müssen die aufzuschweißenden Werkstücke mit großer Genauigkeit
positioniert werden. Zu diesem Zwecke wird die Anordnung derart getroffen, daß die
Elemente nach dem Abschalten der Vibrationsbewegung eine genau definierte relative
Lage zueinander einnehmen, in welcher sich die Spitzen der Erhöhungen in der Mitte
der durchbrochenen Bereiche befinden, wodurch auch gleichzeitig eine zuverlässige
Abdeckung der Durchbrechungen durch die aufgeschweißten Elemente erreicht wird.
Wenn man beispielsweise eine kreisförmige Vibrationsbewegung wählt, dann geht man
zweckmäßigerweise von einer dem Mittelpunkt dieser Kreisbahn entsprechenden Ruhelage
aus, führt die Erhöhungen längs der Spirale auf die Kreisbahn und bei Beendigung
der Vibrationsbewegung wieder in die Ruhelage zurück. Eine Vorrichtung zur Realisierung
einer derartigen Vibrationsbewegung wird an Hand der F i g. 4 beschrieben.
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Bei der unmittelbar nach der Vibrationsbewegung stattfindenden Schweißung
wird in der Regel ein höherer Anpreßdruck als während des Vibrationsvorganges ausgeübt.
Dieser Schweißdruck hängt in bekannter Weise von der Größe und dem Material der
Vorsprünge sowie elektrischen Bedingungen ab.
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Die Anzahl der Erhöhungen richtet sich nach der gewünschten Festigkeit,
wobei beispielsweise bei einem verschweißten Querschnitt von 0,1 mm'- in Messing
Zug- und Schubfestigkeiten von mehr als 2 kg je Erhöhung erzielbar sind.
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Die in den F i g. 4 und 5 gezeigte Vorrichtung nach der Erfindung
weist einen oberen, die Vibrationseinrichtung enthaltenden Teil zur Aufnahme des
Werkstücks 4 und einen unteren, die Mittel zur Einstellung der Anpreßdrücke enthaltenden
Teil zur Aufnahme der Werkstücke 1 auf. Diese Werkstücke 1 mit den Erhöhungen 2
sind auf flexiblen Lamellen 13 befestigt, die ihrerseits auf schwenkbaren Armen
14 angeordnet sind. Die Drehpunkte der Arme 14 liegen
in der Ebene
der Schweißpunkte und sind durch beidseitig eingespannte Bleche 15 gebildet. über
diese Bleche werden auch die elektrischen Stromimpulse den Armen 14 zugeführt. Die
Werkstücke 1 sind durch die elektrisch gut leitende Lehre 16 positioniert, welche
ihrerseits durch Führungsstifte 17 in bestimmter Lage gehalten wird. Die Lamellen
13
sind mittels der Schlitten 20 drehbar um eine Achse angeordnet, die durch
die Schweißstellen verläuft. Dies gestattet auf einfache Weise die parallele bzw.
tangentiale Einstellung der Werkstücke 1 in bezug auf das andere Werkstück.
Die Lamellen 13 dienen zum Aufrechterhalten des Schweißdruckes im Moment der kurzzeitigen
Schweißstromimpulse, in welchem sich die Werkstücke 1 dem anderen Werkstück nähern.
Anden Federn 18 wird der Vibrationsdruck, an den Federn 19 der Schweißdruck eingestellt.
Die Federn 19 wirken erst auf die Arme 14, wenn diese um einen kleinen Winkel nach
unten geschwenkt werden.
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Der obere in F i.g. 4 dargestellte Maschinenteil gleitet in den Kugelführungen
21. Er enthält den Halter 22 für das Werkstück 4, welches mit einer die Schweißung
normalerweise hindernden Oberflächenschicht bedeckt ,ist. Wird der bewegliche Teil
der Maschine vorgeschoben, bis die Werkstücke sich berühren und die Arme
14 etwas ausgelenkt sind, so erzeugen .die einstellbaren Federn 18 den Vibrationsdruck.
Bei noch weiterem Vorschieben des beweglichen Maschinenteils werden auch die Federn
19
und damit der Schweißdruck wirksam, welcher häufig größer ist als der während
der Vibration ausgeübte Druck.
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Der bewegliche Teil der Maschine enthält einen Vibrator, der auf besonders
einfache und elegante Weise die beschriebenen Forderungen erfüllt. Er liefert eine
kreisförmige Vibrationsbewegung. Auf den Kugellagern 24 dreht der Rotor 25 eines
Asynchronmotors, im dargestellten Fall bestehend aus einem Aluminiumrohr. Der Stator
26 trägt die Wicklung 27 zur Erzeugung eines schnellen Drehfeldes. Der magnetische
Fluß schließt sich über den Ring 28. Der Rotor treibt den äußeren Ring
29 eines Kegelrollenlagers an. Dieses Lager besteht aus einem nur knapp zur
Hälfte und einseitig mit Rollen 30 gefüllten Rollenkäfig. Der innere Ring 31 des
Rollenlagers sitzt auf der Hülse 32, die durch den Stab 33 mittels Querstift axial
verschoben werden kann. Die Verschiebung des Stabes 33 erfolgt im dargestellten
Fall elektromagnetisch mit Hilfe einer zweiten Hülse 34 und des Topfmagneten 35.
Die Hülse 32 überträgt die entstehenden Radialkräfte auf den durchgehenden Stab
41, der den Halter 22 mit dem Werkstück 4 trägt. Die Amplitude der Vibrationsbewegung
kann an der Stellschraube 36, welche den Weg des Stabes 33 begrenzt, eingestellt
werden. Die Feder 37 drückt die Hülsen 32 und 34 mit Stab 33 nach Abschalten des
Magneten 35 wieder nach unten, wodurch die Vibration gestoppt und gleichzeitig mit
dem Konus an der Hülse 32 eine Zentrierung bzw. Rückführung der vibrierten Teile
in eine bestimmte Ruhelage durchgeführt wird.
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Der in F i g. 4 dargestellte Motorvibrator gestattet eine sehr große
übersetzung der Rotorkräfte bzw. Untersetzung der entsprechenden Geschwindigkeiten.
Man kommt deshalb mit sehr kleinen Abmessungen und minimalem Materialaufwand für
den Vibratormotor aus. Selbstverständlich können auch andere Vibrationseinrichtungen
verwendet werden, z. B. Zentrifugalkraftvibrationen, elektrodynamische oder elektromagnetische
Vibratoren, magneto- oder piezostriktive Schwinger usw.
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Die in F i g. 4 dargestellte Ausführung hat jedoch hinsichtlich Einfachheit,
Preis, Regulierbarkeit der Amplitude usw. sehr große Vorteile.
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Der Bewegungsablauf der in F i g. 4 schematisch dargestellten Maschine
ist der folgende: 1. Senken des beweglichen oberen Maschinenteils bis in Vibrationsstellung
(Federn 18 werden wirksam).
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2. Einschalten des Topfmagneten während bestimmter Zeit (Vibrationsdauer).
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3. Weiteres Vorschieben des beweglichen Teils in Schweißstellung (Federn
19 werden nunmehr wirksam).
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4. Einschalten der Schweißimpulse, wobei der Strom über Anschlüsse
40, Scharnierbleche 15, Arme 14, Lamellen 13, Lehre 16, Werkstück 1, Erhöhungen
2 auf das Werkstück 4 und über den Halter 22 seinen Trägerstab 41 sowie die flexible
Verbindung 38 zum Anschluß 39 fließt.
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5. Rückführung des oberen, beweglichen Maschinenteils.
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In F i g. 4 könnte natürlich auch der innere Ring 28 des Motors als
Zugmagnet für die Hülse 32 verwendet werden. Die Vibrationsbewegung würde dann durch
Ein- und Ausschalten des Motors ausgelöst.