-
Die Erfindung betrifft einen Apparat für Stoßschweißung, der aus einer
Stromversorgung mit zwei Stoßkondensatoren und aus einer Schweißvorrichtung besteht,
die eine Halterung für die zu verschweißenden Teile enthält. Während der eine Teil
feststeht, ist der andere an einem Magnetkern befestigt und elektromagnetisch auf
diesen zu bewegbar. Derartige Lichtbogen-Schweißapparate dienen bekanntlich bei
der Stoßschweißung dazu, die Enden der Schweißteile zu schmelzen, sie gegeneinanderzudrücken
und zu verbinden. Dabei wird im vorliegenden Fall ein transportables Gerät in Form
einer Schweißpistole verwendet, die von einer Stromversorgung gespeist wird.
-
Der Erfindung liegt die, Aufgabe zugrunde, einen Schweißapparat zu
schaffen, der bei hoher Stoßkraft zuverlässig einen Lichtbogen erzeugt. Ferner soll
die Bewegung des einen Schweißteiles gegen das andere durch ein Magnetsystem zunächst
relativ langsam erfolgen, bis der Lichtbogen überspringt, und dann plötzlich wesentlich
hochschnellen. Außerdem sollen die beiden Magnetkernbewegungen einzeln regulierbar
sowie Anode und Kathode vertauschbar sein.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwei Wicklungen
den Kern umgeben, daß die erste Wicklung mit dem ersten Stoßkondensator verbunden
ist, der den Schweißstrom liefert, und daß die zweite Wicklung mit dem zweiten Stoßkondensator
derart verbunden ist, daß dessen Strom einen Halter auf dem einen Schweißteil gegen
das andere Schweißteil bewegt, bis zwischen diesen der Lichtbogen zündet und dadurch
die erste Wicklung erregt wird und dem Halter einen gleichgerichteten Stoß versetzt.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die in den
Kondensatoren zu speichernde Ladung für den Schweißstrom bzw. den Bewegungsünpuls
des Kernes mittels Regelwiderständen einstellbar.
-
Die Erfindung kann auch dadurch vorteilhaft ausgestaltet werden, daß
die Richtung des Schweißstromes mittels einer Umkehrtaste umkehrbar ist, wobei beide
Spulenströme ihre Richtung beibehalten.
-
Die Ausbildung nach der Erfindung weist verschiedene Vorteile auf.
Schweißstrom und Stoßkraft lassen sich unabhängig voneinander regeln, so daß der
Schweißapparat für verschiedene, Materialdicken und Werkstoffe verwendbar ist, Durch
die Umkehrung des Schweißstromes wird erforderlichenfalls an den zu verschweißenden
Teilen, die zugleich die Elektroden darstellen, Anode und Kathode miteinander vertauscht,
wobei jedoch die Spulenwicklungen stets in gleicher Richtung stromdurchflossen werden.
-
Die Erfindung wird an Hand einer Zeichnung heschrieben, die das Schaltbild
der Schweißvorrichtung und ihrer Stromversorgung zeigt.
-
Der Schweißapparat besteht aus der Stromversorgung PS,
die z. B. an eine herkömmliche Spannungsquelle angeschlossen ist, und der Schweißvorrichtung
WF, die mit der Stromversorgang PS durch die Leitungen L 1 bis L
5 verbunden ist. Stromversorgung PS
und Schweißvorrichtung WF haben
gemeinsame Masse.
-
Die StromversorgungPS besitzt zwei SpeicherkondensatorenCI und
C2, die jeweils verschieden aufladbar sind. Der eine Kondensator ist mit
der einen Elektrode der Schweißvorrichtung WF und der andere mit der Wicklung der
Spule S verbunden, die die andere Elektrode trägt. Das Relais RL 4 der Stromversorgung,
das durch die Drucktaste oder den Schalter PB der Schweißvorrichtung WF geschaltet
wird, verbindet die beiden Kondensatoren C 1 und C 2
mit ihren
entsprechenden Schaltelementen in der Schweißvorrichtung WF, um einen Lichtbogen
zwischen den Elektroden und danach ihre Bewegung zueinander zu erzeugen.
-
Im einzelnen geschieht das folgendermaßen: Der Transformator T mit
dem übersetzungsverhältnis 1: 1
wird mit seiner Primärwicklung PPJ über den
Netzschalter SW an die Spannungsquelle 1-l' von z. B. 120 V/60 Hz gelegt
und speist mit seiner Sekundärseite SEC drei Einweggleichrichter
D 1, D 3 und D 5.
-
Die Schaltelemente sind so dimensioniert, daß an dem Widerstand R
1 eine Gleichspannung von etwa 170 V liegt. Der Ladestrom des Kondensators
C 1
fließt über den Schleifer des Regelwiderstandes R1, die Diode
D 2 und den Ruhekontakt des Umschalters rlyl des Relais RLY und kann mittels
des Schleifers am Regelwiderstand R 1 eingestellt werden.
-
In gleicher Weise geschieht die Ladung des Kondensators
C2 über den Regelwiderstand R2, die DiodeD4 und den Ruhekontakt des Umschalters
r1y2 des Relais RLY. Die Schweißvorrichtung ist über die Leitung L 1 mit
dem Arbeitskontakt des Umschalters rly 1 sowie über die Leitungen L 2 oder
L 5
und die UmkehrtasteK mit dem Arbeitskontakt des des Umschaltersr1y2
verbunden.
-
Das RelaisRLY wird von der Sekundärwicklung SEC über
die Einweggleichrichter D 5 und den Regelwiderstand R 3 mit
Strom versorgt und ist über die Leitung L 3 in der Schweißvorrichtung WF
an Masse gelegt.
-
Bei Anzug des Relais RLY wird zuerst der Umschalter rly 2 betätigt,
so daß die Leitungen L 2 und L 5 vor der Leitung L 1 Spannung
führen.
-
Die Schweißvorrichtung wird von einer bekannten Schweißpistole gebildet,
die hier nur schematisch dargestellt ist. Der Schweißguthalter (Elektrode) H2 ist
eine feste Halterung, während HI an dem axial beweglichen Magnetkern S befestigt
ist. Die Spulenwicklung Wl gibt bei Erregung dem Kein S eine Beschleunigung
nach rechts, die Wicklung W2 einen zusätzlichen Stoß in der gleichen Richtung. Die
Wicklung W2 liegt einerseits an Masse, andererseits ist sie über die Leitung L 4
entweder mit Leitung L 5 oder L 2 verbunden, je nach Stellung,
der Umkehrtaste K. Eine nicht gezeigte Rückholfeder- od. dgl. bringt den Kein
S in die dargestellte Lage zurück, wenn die Wicklungen Wl und W2 nicht stromdurchflossen
sind. Wicklung WI liegt zwischen Masse und Leitung L 1.
-
Die Haltef Hl und H2 nehmen die zu verschweißenden Teile
EI und E2 auf.
-
Wird nun die Drucktaste PB von der bedienenden Person betätigt, so
spricht das RelaisRLY an und schließt den Arbeitskontakt rly 2 kurz vor rly
1. Damit steht der Schweißstrom aus C2 bereit, kann aber noch nicht
fließen, da die Schweißteile EI und E2
zu weit auseinanderstehen. Dann schließt
der Arbeitskontakt rly 1, der Kondensator C 1 entlädt sich, und die
Wicklung Wl wird erregt. Dadurch wird der Kern S mit dem Schweißteil
E 1 gegen das SchweißteilE1 gegen das SchweißteilE2 bewegt mit einer Beschleunigung,
die hauptsächlich von der Ladung des Kondensators Cl abhängt.
Sind
sich die Teile EI und E2 nahe genug gekommen, so springt der Lichtboaen
über, der ihre Enden zum Schmelzen bringt. In diesem Moment wird auch die Wicklung
W2 vom Strom durchflossen, wodurch der Kein S einen zusätzlichen Stoß erhält.
Der Stromverlauf ist dabei folgender: Masse, Wicklung W2, Leitung L4, Ruhekontakt
k2 der Taste K, Leitung L 5, Halter H 2, Schweißteil
E 2 und EI, Kein S, Leitung L 2, Ruhekontakt
k 1 der Taste K zum Kondensator C2.
-
Sobald die Kondensatoren Cl und C2 entladen sind, hört der
Schweißstrom und die Magneterreg ung auf. Die Taste PB wird losgelassen, das Relais
RLY fällt ab, und die verschweißten Teile E 1 und E 2 werden aus ihren
Haltern genommen. Der Kein S kehrt in seine Ausgangslage zurück.
-
Nach dem Abfallen des Relais RLY laden sich die Kondensatoren für
den nächsten Schweißvorgang. Wird ein größerer Schweißstrom und Elektrodendruck
gewünscht, so wird der Widerstand R 2 entsprechend eingestellt. Eine größere Anfan
gsgeschwindigkeit des Kernes wird durch Regeln des Widerstandes R 1 erreicht.
-
Bei dieser Schaltun- ist der Kondensator C 2 über den Ruhekontakt
k 1 mit der Elektrode E 1 verbunden, sobald das Relais RLY angesprochen
hat. Gleichzeitig ist die Wicklung NU mit Masse und über den Ruhekontakt
k 2 mit E 2 verbunden. Der Strom durchfließt die Wickluna W2 in einer
gegebenen Richtun- Ist die Taste K in der dargestellten Stellung so ist
E2 die Kathode und EI die Anode. Ist das Schweißgut derart, daß es
vorteilhafter ist, wenn die Elektroden vertauscht sind, so wird die Umkehrtaste
K betäti-t. Danach ist C2 über den Arbeitskontakt kl mit E2 als Anode
und die Wicklung W2 über den Arbeitskontakt k2 mit EI als Kathode
verbunden. Dabei wird die Wicklung W2 vom Schweißstrom in der gleichen Richtung
durchflossen wie bei unbetätigter Taste K.