DE1565853C2 - Elektrische Widerstandsschweißmaschine - Google Patents

Description

Der in F i g. 2 im einzelnen dargestellte Schweißkopf 53 weist einen Elektromagneten 1 und eine druckluftbeauschlagte Membrananordnung 6 auf.

Der Elektromagnet 1 besteht aus den beiden relativ zueinander beweglichen Teilen 3. Der Teil 2 setzt sich aus einem feststehenden Eisenkern 5 und einer daraufsitzenden Spule 4 zusammen, während der andere Teil 3 als beweglicher Eisenanker ausgebildet ist. Beide Teile 2,3 sind zueinander gleichmittig angeordnet.

Die Membrananordnung besteht wiederum aus zwei zueinander beweglichen Teilen 7, 8 die zwei druckmittelbeaufschlagte Räume 17, 19 mit dazwischen angeordneter Membran 11 bildet. Das Mittelstück der Membran 11 ist zwischen Flanschplatten 9, 10 eingespannt. Zum Abschluß gegen die Atmosphäre sind Runddichtungen 12, 13 vorgesehen. Die Membran 11, die Flanschplatten 9, 10 die gleichzeitig als Widerlager für die Membran 11 ausgebildet sind, und Kopfabschlußstücke 20, 21 sind, als Ganzes beweglich, auf dem einer Stange 15 gegenüber im Durchmesser abgesetzten Stummel angeordnet, wobei eine Abschlußmutter 14 oder -schraube, die im Gewindeeingriff mit einem entsprechenden Gewindestückteil des erwähnten Stummels steht, die Lage der Teile 9,10,11,12,13 und 20, 21 sichert. Vorhanden ist außerdem ein in die Kammer 17 mündender Einlaß 16, so daß ein über diesen Einlaß 16 zugelassenes gasförmiges Druckmittel, wie Preßluft, zu einer Bewegung der Stange 15 in der Richtung von oben nach unten führt. Da die Stange 15, wie aus F i g. 1 hervorgeht, fest mit der Elektrode 23 verbunden ist, führt eine derartige, von oben nach unten gerichtete Bewegung dazu, daß sich die Elektrode 23 an das Werkstück 25 anlegt und dieses gegebenenfalls unter Preßdruck setzt. Ein weiterer Einlaß 18 steht in Verbindung mit der unteren Kammer 19, so daß durch Zulassung von Preßluft über den Einlaß 18 eine Bewegung von unten nach oben stattfindet, die zu einem Abheben der Elektrode 23 vom Werkstück 25 führt.

An einen oberen Gewindeansatz des Stummels der Stange 15 schließt sich deren Endstück an, das ein Hohlgewinde zur Aufnahme einer Bundmutter oder -schraube 45 mit einem Gewindeansatz 44 aufweist. Diese somit einstellbare Mutter oder Schraube legt sich mit ihrem Bund nach Zurücklegung einer aus F i g. 2 ersichtlichen Wegstrecke an den beweglichen Teil 3 des Elektromagneten 1 an und nimmt ihn mit. Dabei ist der Teil 3 durch die Stangen 46 mit den Gleitstückansätzen 47 geführt. Solange die Stange 15 keine Bewegungen ausführt, bleibt auch der bewegliche Teil 3 des Elektromagneten 1 in Ruhe, da er auf Federn 48 abgestützt ist, die ihrerseits durch die Stangen 46 geführt sind. Die Federn 48 halten den Teil 3 in der in F i g. 2 gezeigten Ruhelage in unmittelbarer Nähe des stationären Teiles 2 des Elektromagneten 1 und dämpfen den Stoß beim Aufsetzen der Elektrode 23 auf das Werkstück 25.

Die Maschine arbeitet auf folgende Weise: Bei einer Ausführung einer Elektrowiderstandsschweißmaschine beträgt der Elektrodenabstand z.B. 12, S mm, wenn die zu verschweißenden Bleche eine Dicke von 3,2 + 3,2 mm aufweisen. In diesem Falle wird der Abstand zwischen der unteren Begrenzungsfläche des Bundes der Bundmutter oder -schraube 46 und der oberen Begrenzungsfläche des beweglichen Ankers 3 auf einen Wert von etwa 4,8 mm eingestellt. Der bis zur Berührung der Elektrode 23 mit dem Werkstück 25 zurückgelegte Hub der Stange 15 beträgt dann etwa 6,4 mm. Hat sich also die Stange 15, von der Ausgangslage aus gesehen, um 4,8 mm nach unten bewegt, so kommt es zur Berührung zwischen Bundmutter 45 und dem beweglichen Teil 3 des Elektromagneten 1, so daß sich während des anschließenden Hubes von 1,6 mm Teil 3, Membran 11 und Stange 15 gemeinsam nach unten bewegen, und ein Luftspalt von 1,6 mm entsteht.

Sollen Bleche 25 geringerer Stärke miteinander verschweißt werden, z.B. von jeweils 1,6 mm, also einer Gesamtstärke von 3,2 mm, so beträgt bei Beibehaltung der vorigen Einstellung der Hub der Stange 15 bis zur Berührung der Elektrode 23 mit dem Werkstück 25 9,6 mm. Der Luftspalt zwischen dem stationären 2 und beweglichen Teil 3 des Elektromagneten stellt sich dann selbsttätig auf 4,8 mm ein. Die durch den Elektromagneten 1 entwickelte Kraft ist niedriger als beim vorigen Beispiel, da ein gleich großer Erregerstrom fließt, der Luftspalt aber größer ist, und zwar 4,8 mm beträgt. Das stimmt mit dem schweißtechnischen Erfordernis überein, daß bei kleineren Metallstärken beim Schweißen und Schmieden mit geringeren Kräften zu arbeiten ist.

Die beschriebene Widerstandsschweißmaschine ermöglicht die Verwendung von verhältnismäßig klein dimensionierten Elektromagneten. Solange ein Stromdurchgang durch die Spule 4 des Elektromagneten 1 auftritt, übt der bewegliche Teil 3 des Magneten, der mit der Stange 15 verbunden ist, eine nach oben gerichtete Kraftwirkung aus. Da der Teil 2 des Elektromagneten 1 und die Teile 7,8 der Membrananordnung 6 stationär sind, entspricht die in der Stange 15 auftretende Kraft der Summe der Kräfte, die den beweglichen Teil 3 des Elektromagneten 1 nach oben zu ziehen bestrebt ist, und der Differenz der Kräfte, die dadurch entsteht, daß im Raum 17 befindliche Preßluft von oben nach unten wirkt und die im Raum 19 befindliche Preßluft von unten nach oben wirkt. Bleiben in beiden Kammern 17, 19 die Preßluftdrücke konstant, so ist es demgemäß möglieh, die in der Stange 15 auftretenden Kräfte dadurch zu variieren, daß der Stromdurchgang durch die Spule 4 geändert wird. Je nachdem, ob dieser Erregerstrom plötzlich erhöht oder erniedrigt wird, ist es möglich, die in der Stange 15 auftretende Kraft entsprechend plötzlich zu ändern.

Bei einem Schweißprogramm entsprechend F i g. 3 mit einem Schweißstrom 36 mit einem Anpreßdruck 37, der zunächst (t_v t₂) stark ansteigt, dann abfällt und während der Zuführung des Schweißstromes 36 konstant gehalten wird (t₃) dann wieder ansteigt und konstant gehalten wird (i₄) und dann wieder abfällt, braucht zur Schweißung von Werkstücken unterschiedlicher Dicke nur der vom hydraulischen oder pneumatischen System aufzubringende Grundanpreßdruck eingestellt zu werden. Der vom Elektromagneten aufzubringende variable Anteil für das Programm ändert sich bei gleichem Erregerstromprogramm zwangläufig mit dem Grundanpreßdruck derart, daß bei kleinem Grundanpreßdruck die Druckschwankungen klein und bei großem Grundanpreßdruck die Druckschwankungen groß sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

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 ein-

gneten (1) einwirkende magnetische Kraft der auf 15 gangs genannten Art gelöst, bei der die auf den An-

die 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 Rich-

gegengerichtet 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) 20 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 Luft-

rung erfolgt. spaltvergrößerung erfolgt.

2. Elektrische Widerstandsschweißmaschine Der Grundgedanke der Erfindung besteht also nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß as 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 EIek- 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 wachst, 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 2948 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- F i g. 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 F i g. 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