DE1565853B1

DE1565853B1 - Elektrische Widerstandsschweissmaschine

Info

Publication number: DE1565853B1
Application number: DE19661565853
Authority: DE
Inventors: David Sciaky
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1966-01-06
Filing date: 1966-12-29
Publication date: 1974-03-21
Also published as: DE1565853C2; US3313910A; GB1169218A

Description

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Der in Fig.2 im einzelnen dargestellte Schweiß- und der oberen Begrenzungsfläche des beweglichen kopf 53 weist einen Elektromagneten 1 und eine Ankers 3 auf einen Wert von etwa 4,8 mm eingestellt, druckluftbeauschlagte Membrananordnung 6 auf. Der bis zur Berührung der Elektrode 23 mit dem ; Der Elektromagnet 1 besteht aus den beiden rela- Werkstück 25 zurückgelegte Hub der Stange 15 be- [ tiv zueinander beweglichen Teilen 3. Der Teil 2 setzt 5 trägt dann etwa 6,4 mm. Hat sich also die Stange 15, sich aus einem feststehenden Eisenkern 5 und einer von der Ausgangslage aus gesehen, um 4,8 mm nach \ daraufsitzenden Spule 4 zusammen, während der an- unten bewegt, so kommt es zur Berührung zwischen dere Teil 3 als beweglicher Eisenanker ausgebildet Bundmutter 45 und dem beweglichen Teil 3 des ist. Beide Teile 2,3 sind zueinander gleichmittig an- Elektromagneten 1, so daß sich während des angeordnet, xo schließenden Hubes von 1,6 mm Teil 3, Membran 11 Die Membrananordnung besteht wiederum aus und Stange 15 gemeinsam nach unten bewegen, und zwei zueinander beweglichen Teilen 7, 8 die zwei ein Luftspalt von 1,6 mm entsteht,
druckmittelbeaufschlagte Räume 17, 19 mit dazwi- Sollen Bleche 25 geringerer Stärke miteinander sehen angeordneter Membran 11 bildet. Das Mittel- verschweißt werden, z.B. von jeweils 1,6 mm, also stück der Membran 11 ist zwischen Flanschplatten 9, 15 einer Gesamtstärke von 3,2 mm, so beträgt bei Bei-10 eingespannt. Zum Abschluß gegen die Atmo- behaltung der vorigen Einstellung der Hub der Sphäre sind Runddichtungen 12, 13 vorgesehen. Die Stange 15 bis zur Berührung der Elektrode 23 mit Membran 11, die Flanschplatten 9, 10 die gleichzei- dem Werkstück 25 9,6 mm. Der Luftspalt zwischen tig als Widerlager für die Membran 11 ausgebildet dem stationären 2 und beweglichen Teil 3 des Eleksind, und Kopfabschlußstücke 20, 21 sind, als Gan- 20 tromagneten stellt sich dann selbsttätig auf 4,8 mm zes beweglich, auf dem einer Stange 15 gegenüber im ein. Die durch den Elektromagneten 1 entwickelte , Durchmesser abgesetzten Stummel angeordnet, wo- Kraft ist niedriger als beim vorigen Beispiel, da ein bei eine Abschlußmutter 14 oder -schraube, die im gleich großer Erregerstrom fließt, der Luftspalt aber Gewindeeingriff mit einem entsprechenden Gewinde- größer ist, und zwar 4,8 mm beträgt. Das stimmt mit stückteil des erwähnten Stummels steht, die Lage der 25 dem schweißtechnischen Erfordernis überein, daß bei Teile 9,10,11,12,13 und 20, 21 sichert. Vorhanden kleineren Metallstärken beim Schweißen und ist außerdem ein in die Kammer 17 mündender Ein- Schmieden mit geringeren Kräften zu arbeiten ist.
laß 16, so daß ein über diesen Einlaß 16 zugelassenes Die beschriebene Widerstandsschweißmaschine ergasförmiges Druckmittel, wie Preßluft, zu einer Be- möglicht die Verwendung von verhältnismäßig klein wegung der Stange 15 in der Richtung von oben 30 dimensionierten Elektromagneten. Solange ein nach unten führt. Da die Stange 15, wie aus F i g. 1 Stromdurchgang durch die Spule 4 des Elektromahervorgeht, fest mit der Elektrode 23 verbunden ist, gneten 1 auftritt, übt der bewegliche Teil 3 des Maführt eine derartige, von oben nach unten gerichtete gneten, der mit der Stange 15 verbunden ist, eine Bewegung dazu, daß sich die Elektrode 23 an das nach oben gerichtete Kraftwirkung aus. Da der Teil 2 Werkstück 25 anlegt und dieses gegebenenfalls unter 35 des Elektromagneten 1 und die Teile 7,8 der Mem-Preßdruck setzt. Ein weiterer Einlaß 18 steht in Ver- brananordnung 6 stationär sind, entspricht die in der bindung mit der unteren Kammer 19, so daß durch Stange 15 auftretende Kraft der Summe der Kräfte, Zulassung von Preßluft über den Einlaß 18 eine Be- die den beweglichen Teil 3 des Elektromagneten 1 wegung von unten nach oben stattfindet, die zu nach oben zu ziehen bestrebt ist, und der Differenz einem Abheben der Elektrode 23 vom Werkstück 25 40 der Kräfte, die dadurch entsteht, daß im Raum 17 führt. befindliche Preßluft von oben nach unten wirkt und An einen oberen Gewindeansatz des Stummels der die im Raum 19 befindliche Preßluft von unten nach Stange 15 schließt sich deren Endstück an, das ein oben wirkt. Bleiben in beiden Kammern 17, 19 die Hohlgewinde zur Aufnahme einer Bundmutter oder Preßluftdrücke konstant, so ist es demgemäß mög- -schraube 45 mit einem Gewindeansatz 44 aufweist. 45 lieh, die in der Stange 15 auftretenden Kräfte da-Diese somit einstellbare Mutter oder Schraube legt durch zu variieren, daß der Stromdurchgang durch sich mit ihrem Bund nach Zurücklegung einer aus die Spule 4 geändert wird. Je nachdem, ob dieser Er-F i g. 2 ersichtlichen Wegstrecke an den beweglichen regerstrom plötzlich erhöht oder erniedrigt wird, ist es Teil 3 des Elektromagneten 1 an und nimmt ihn mit. möglich, die in der Stange 15 auftretende Kraft ent-Dabei ist der Teil 3 durch die Stangen 46 mit den 50 sprechend plötzlich zu ändern.
Gleitstückansätzen 47 geführt. Solange die Stange 15 Bei einem Schweißprogramm entsprechend F i g. 3 keine Bewegungen ausführt, bleibt auch der beweg- mit einem Schweißstrom 36 mit einem Anpreßdruck liehe Teil 3 des Elektromagneten 1 in Ruhe, da er auf 37, der zunächst (t_v t„) stark ansteigt, dann abfällt Federn 48 abgestützt ist, die ihrerseits durch die und während der Zuführung des Schweißstromes 36 Stangen 46 geführt sind. Die Federn 48 halten den 55 konstant gehalten wird (i₃) dann wieder ansteigt und Teil 3 in der in F i g. 2 gezeigten Ruhelage in unmit- konstant gehalten wird (i₄) und dann wieder abfällt, telbarer Nähe des stationären Teiles 2 des Elektro- braucht zur Schweißung von Werkstücken untermagnetenl und dämpfen den Stoß beim Aufsetzen schiedlicher Dicke nur der vom hydraulischen oder der Elektrode 23 auf das Werkstück 25. pneumatischen System aufzubringende Grundan-Die Maschine arbeitet auf folgende Weise: Bei 60 preßdruck eingestellt zu werden. Der vom Elektroeiner Ausführung einer Elektrowiderstandsschweiß- magneten aufzubringende variable Anteil für das maschine beträgt der Elektrodenabstand z.B. 12, Programm ändert sich bei gleichem Erregerstrom-8 mm, wenn die zu verschweißenden Bleche eine programm zwangläufig mit dem Grundanpreßdruck Dicke von 3,2 + 3,2 mm aufweisen. In diesem Falle derart, daß bei kleinem Grundanpreßdruck die wird der Abstand zwischen der unteren Begrenzungs- 65 Druckschwankungen klein und bei großem Grundfläche des Bundes der Bundmutter oder -schraube 46 anpreßdruck die Druckschwankungen groß sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2 ßung dicker Werkstücke fließen, dann würde die Patentansprüche: vom Magneten aufgebrachte Kraft wegen des sich verkleinernden Luftspaltes größer werden und damit

1. Elektrische Widerstandsschweißmaschine eine Wirkung eintreten, die dem Erfordernis der mit einer feststehenden Elektrode und einer be- 5 Schweißung nach kleineren Kräften bei dünneren weglichen Elektrode, die mit einer das Heranfüh- Werkstücken nicht gerecht wird.

ren der Elektrode an das Werkstück und den An- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die

preßdruck auf das Werkstück erzeugenden, elektrische Widerstandsschweißmaschine der eindruckbeaufschlagbaren Membran- oder Zylinder- gangs genannten Art so weiterzubilden, daß der von kolbenanordnung, wobei dieser Grundanpreß- ίο dem Elektromagneten aufgebrachte Anteil der Andruck mit der Werkstückdicke wächst, und einem preßkraft sich zwangläufig mit wachsender Werkden Anpreßdruck variierenden Elektromagneten stückdicke vergrößert.

gekuppelt ist, dadurch gekennzeich- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer

net, daß die auf den Anker (3) des Elektroma- elektrischen Widerstandsschweißmaschine der eingneten (1) einwirkende magnetische Kraft der auf 15 gangs genannten Art gelöst, bei der die auf den Andie Membran (11) oder den Kolben in Richtung ker des Elektromagneten einwirkende magnetische auf das Werkstück (25) einwirkenden Kraft ent- Kraft der auf die Membran oder den Kolben in Richgegengerichtet ist und der Anker (3) mit der tung auf das Werkstück einwirkenden Kraft entge-Membran (11) oder dem Kolben derart verbun- gengerichtet ist und der Anker mit der Membran den ist, daß bei Heranführen der Elektrode (23) ao oder dem Kolben derart verbunden ist, daß beim in Richtung auf das Werkstück (25) durch Mit- Heranführen der Elektrode in Richtung auf das nähme des Ankers (3) eine Luftspaltvergröße- Werkstück durch Mitnahme des Ankers eine Luftrung erfolgt. spaltvergrößerung erfolgt.

2. Elektrische Widerstandsschweißmaschine Der Grundgedanke der Erfindung besteht also nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß a§ darin, daß der von dem Elektromagneten aufgedie Membran oder der Kolben über ein Kupp- brachte Anteil der Anpreßkraft dadurch an die lungselement (15, 44, 45) mit dem Anker (3) ver- Dicke des Werkstückes angepaßt werden kann, daß bunden ist, das erst nach einer bestimmten Weg- bei gleichem Erregerstromprogramm der Luftspalt strecke der Membran (11) oder des Kolbens die zwangläufig verändert wird. Sollen zum Beispiel Mitnahme des Ankers (3) bewirkt. 30 nach einer Schweißung dicker Werkstücke dünne

Werkstücke geschweißt werden, die eine geringere Anpreßkraft erfordern, dann braucht lediglich der von dem hydraulischen oder pneumatischen System

aufzubringende Anpreßdruck verringert zu werden,

35 weil durch die Vergrößerung des Luftspaltes zwangläufig der Anteil der vom Elektromagneten aufgebrachten Anpreßkraft bei gleicher Erregung des

Die Erfindung betrifft eine elektrische Wider- Elektromagneten verringert wird. Verläuft der Erstandsschweißmaschine mit einer feststehenden Elek- regerstrom nach einem bestimmten Programm, dann trode und einer beweglichen Elektrode, die mit einer 40 bleibt das Programm auch für die Anpreßkraft erhaldas Heranführen der Elektrode an das Werkstück ten, allerdings mit einer entsprechenden prozentualen und den Anpreßdruck auf das Werkstück erzeugen- Verringerung. Die zwangläufige Anpassung der vom den druckbeaufschlagbaren Membran oder Zylinder- Elektromagneten aufgebrachten Anpreßkraft an die kolbenanordnung, wobei dieser Grundanpreßdruck Werkstückdicke schließt natürlich nicht aus, daß der mit der Werkstückdicke wächst, und einem den An- 45 Erregerstrom zusätzlich durch Steuerungsvorrichtunpreßdruck variierenden Elektromagneten gekuppelt gen veränderbar ist, um weitere Einflußgrößen zu beist. rücksichtigen.

Derartige Widerstandsschweißmaschinen mit korn- Nach einer Ausgestaltung der Erfindung kann die

binierter pneumatischer oder hydraulischer und elek- Membran oder der Kolben über ein Kupplungseletromagnetischer Druckbeaufschlagung sind bekannt 50 ment mit dem Anker verbunden sein, das erst nach (britische Patentschrift 820 695, USA.-Patentschrift einer bestimmten Wegstrecke der Membran oder des 2 948 804). Bei ihnen wird der von dem pneumati- Kolbens die Mitnahme des Ankers bewirkt,
sehen oder hydraulischen System auf die Werkstücke Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer

ausgeübte Anteil des Anpreßdruckes jeweils für eine ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näbestimmte Werkzeugdicke vorgegeben und konstant 55 her erläutert. Im einzelnen zeigt
gehalten. Diesem Anteil der Anpreßkraft wird ein in F i g. 1 einen Ständer und einen Schweißkopf einer

gleicher Richtung wirkender, von dem Elektroma- elektrischen Widerstandsschweißmaschine, in Seitengneten erzeugter Anteil des Anpreßdruckes überla- ansieht und teilweise im Schnitt,
gert. Da der von dem Elektromagneten aufgebrachte F i g. 2 den Schweißkopf, der die bewegliche Elek-

Anteil des Anpreßdruckes entsprechend einem Pro- 60 trode trägt, im Axialschnitt und
gramm variierbar ist, ist die resultierende Anpreß- Fig.3 ein Diagramm für den zeitlichen Verlauf

kraft variabel. Wegen der bekannten Abhängigkeit des Schweißstromes und des auf das Werkstück ausder vom Elektromagneten erzeugten Kraft vom Luft- geübten Druckes.

spalt ist es erforderlich, daß bei der Schweißung von Die in Fig. 1 dargestellte Widerstandsschweißma-

Werkstücken unterschiedlicher Dicke entweder der 65 schine weist einen Ständer 50 auf, der mit einem un-Erregerstrom oder der Luftspalt angepaßt wird. teren Arm 51 eine feststehende Elektrode 24 und mit Würde nämlich bei der Schweißung dünner Werk- einem oberen Arm 52 einen Schweißkopf 53 mit stücke der gleiche Erregerstrom wie bei der Schwei- einer beweglichen Elektrode 23 trägt.