DE2257537A1 - Steuervorrichtung, insbesondere fuer ein widerstandsschweissgeraet - Google Patents

Steuervorrichtung, insbesondere fuer ein widerstandsschweissgeraet

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Description

Steuervorrichtung, insbesondere für ein Widerstandssebweißgerät
Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung, insbesondere für eine mittels Druckluft gesteuerte1Widerstandsschweißmaschine , deren die Andruckelektrode betreibender Druckzylinder über eine Druckzuleitung mit einem Druckerzeuger verbunden ist und bei der die Auslösung des Scbweißstromes erst bei Erreichen einer bestimmten Anpreßkraft der. Andruckelektrode gegen das Werkstück durch ein in der Druckzuleitung gelegenes, den Scbweißstrora auslösendes druckabhängiges Schaltventil erfolgt.
Bekanntlich sind beim Widerstandsschweißen die tJbergangSrwiderstände druckabhängig, so daß sich die AndruGkkraft beim Schweißen auf den Erwärmungsvorgang stark auswirkt= Das Schweißergebnis ist daher von der Größe der Andruckkraft der Andruckelektrode sowie vom zeitlichen Verlauf dieser Kraft abhängig. Für die Güte bzw. Festigkeit der Schweißverbindung ist es wesentlich, daß der Schweißstrom zum richtigen Zeitpunkt ausgelöst wird, nämlich dann, wenn der AndruGk der Elektrode die gewünschte Andruckkraft erreicht hat» Es wurden daher bereits Schweißmaschinen entwickelt, welche die Einschaltung des Schweißstromes erst bei Erreichen einer bestimmten Anpreßkraft zulassen. .Bei derartigen Widerstandsschweißmaschinen wird der Schweißstrom erst dann eingeschaltet, wenn in dem die Andruckelektrode steuernden Druckzylinder die Druckluft die gewünschte voreingestellte Größe erreicht hat. Die zum Betrieb solcher Widerstandsschweißmaschinen dienenden Steuerungen für den Vor- und Rückhub des Druckzylinders sowie zur Einstellung der Andruckkraft und zur Auslösung des Scbv/eiß-r stromes sind jedoch recht aufwendig. Oi't wird es gewünscht, eine Widerstandsscbv, eismaschine mit "wegabhängiger Steuerung"
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ohne Eingriff in ihrem konstruktiven Aufbau durch einfache Mittel in eine Widerstandsscbweißmascbine mit "druckabhängiger Steuerung" umzurüsten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine druckabhängige Steuervorrichtung für mit Druckluft" zu betreibende Widerstandsschweißmaschinen zu schaffen, welche in ihrem Aufbau einfach gehalten ist. Diese Steuervorrichtung soll auch als Zusatzaggregat zur Umrüstung einer Widerstandsschweißmaschine mit "wegabhängiger Steuerung" in eine solche mit "druckabhängiger Steuerung" dienen. Ausgehend von einer Steuervorrichtung der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß in einem ersten Leitungszweig dee druckabhängigen Schaltventils ein Umschaltventil gelegen ist, welches in einer Stellung diesen Leitungszweig entlüftet und in seiner anderen Stellung diesen Leitungszweig an den Druckerzeuger legt und daß ferner ein ein Rückschlagventil aufweisender zweiter Leitungszweig des druckabbängigen Schaltventils am kolbenseitigen Anschluß des Druckzylinders gelegen sowie das druckabhängige Schaltventil durch eine mit dem ersten und zweiten Leitungszweig verbundene, ein Rückschlagventil aufweisende Leitungsbrücke überbrückt ist.
Durch diese erfinderische Ausbildung der Steuervorrichtung wird es ermöglicht, mit nur einem manuell betätigten Steuerventil auszukommen, wobei der Aufwand für die Steuervorrichtung aus nur wenigen Bauelementen besteht. Diese Steuervorrichtung ist außerhalb des mechanischen Aufbaus der Widerstand sschweißmascbine gelegen und somit leicht zugängig, aber auch an einer durch Druckluft betriebenen Widerstandsschweißmaschine mit "wegabhängier Steuerung" ohne Änderung der Konstruktion anbringbar.
Das druckabhängige Schaltventil ist nach einem zusätzlichen Merkmal der Erfindung als Membranventil gebildet und besitzt zwei·durch eine Membran getrennte Kammern, wobei die erste Kammer über ein mit einer Einstellhandhafce versehenes Drosselventil mit dem Druckerzeuger und die zweite Kammer mit dem
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ersten und zweiten leitungszweig über ein Ventil verbunden » ist, dessen Steuerung mittelbar von einem durcb ein© Feder belasteten, mit der Membran verbundenen, den Scbweißstrorascbalter betätigenden Schalt- und Ventilstößel erfolgt. Dieses so gescbaffene druckabhängige Schaltventil wirkt als Mf f erenzdruckventil, wobei sieb die Druckdifferenz aus dem sich im Druckzylinder der Sehweißmaschine beim Vorbub der Andruckelektrode aufbauenden Luftdruck einerseits und dem am Drosselventil eingestellten, d,ie Andruckkraft der Elektrode bewirkenden Arbeitsdruck andererseits ergibt. Wie an sieb bekannt, steht der Schweißstromscbalter in elektrischer Verbindung mit einem Schweißstromtakter, der letztlich den Schweißstromimpuls nach Größe und Zeitdauer liefert. Nach Auslösung des Schweißstromimpulses wird das Umschaltventil wiederum betätigt, worauf sodann der Rückhub des Druckzylinders bzw. der Andruckelektrode vom Werkstück erfolgt.
In den Zeichnungen sind eine gemäß der Erfindung gebildete Steuervorrichtung sowie ein mit Vorzug zur Anwendung kommen- ' des druckabhängiges Schaltventil dargestellt.
Figur 1 zeigt anhand eines Schaltbildes den schematischen Aufbau der Steuervorrichtung. Ein Druckzylinder 1 einer Widerstandsschweißmaschine ist in einer - nur schematisch angedeuteten - Führung 2 an einer Aufnahmeplatte 3 in Richtung des Pfeiles 4 führbar. Mit der Aufnahmeplatte ist eine Kolbenstange 5 verbunden, an der ein im Raum 6 des Druckzylinders gelagerter Kolben 7 gehalten ist. Der Kolbenraum 6 ist durch eine Zylinderkopfplatte 8 abgedeckt. Eine stirnseitige Zylinderkopfplatte 9 trägt - wie gestrichelt dargestellt - die Andruckelektrode 10, die beim Auslösen des Schweißstromes mittelbar - unter Einfügung eines hier nicht dargestellten Werkstückes gegen die Amboßelektrode 11 lastet. Die Amboßelektrode sowie die Andruckelektrode stehen über eine Schweißstromleitung mit dem hier nicht dargestellten Schweißstromtransformator " bzw. SchweiSstromtaktgeber in Verbindung. In den Zylinderraum 6 bzw. 61 münden zwei Luftdruckleitungen 13 und. 14.
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Wird durch die Leitung 13 Luft in den Zylinderrauu» 6* eingespeist, so senkt sich die Andruckelektrode gegen die Amboßelektrode 11; erfolgt indessen ein Einspeisen von Druckluft in den Zylinderraum 6, so wird die Andruckelektrode vom Werkstück bzw. der Amboßelektrode 11 abgehoben. Die Steuerung der Druckluftströme in den Leitungen 13 und 14 erfolgt mittels eines manuell betätigten ümschaltventiles 15· Ein Druckerzeuger oder ein Druckluftbehälter 16 ist mittels eines, mit einer Handhabe versehene Betriebsdruckventiles 17 mit dem Umschaltventil 15 sowie mit einem ebenfalls mit einer Einstellhandhabe versehenen Drosselventil 18, mit einem druckabhängigen Schaltventil 19 verbunden. Das Drosselventil 18 dient zur Einstellung der gewünschten Andruckkraft der Andruckelektrode gegen das Werkstück. Das druckabhängige Schaltventil besitzt einen ersten Leitungszweig 20, der in Verbindung mit dem Umschaltventil 15 steht. In diesem Leitungszweig ist noch eine Betriebedrossel 21 gelegen. In einem ersten Leitungszweig 22 des druckabhängigen Schaltventils ist ein Kugelrückschlagventil 23 eingeordnet, welches bei einer Druckbeaufschlagung in Richtung des Pfeiles 24 öffnet. Wie ersichtlich, ist das druckabhängige Ventil durch eine Leitungsbrücke 25, in der ein Rückschlagventil eingebaut ist, überbrückt. Diese Leitungsbrücke 25 verbindet den Zylinderraum 6' über das geöffnete Umschaltventil 26 in der hier dargestellten Lage des Ümschaltventiles 15 mit dem Außenraum. Der Zylinderraum 6* ist somit entlüftet. Wird das Umschaltventil durch eine Betätigung des Ventilschiebers 27 in Richtung des Pfeiles 28 umgeschaltet, so strömt die Betriebsdruckluft über die Leitung 29 in den Leitungszweig 20 und über die Drossel 21 durch das druckabhängige Ventil sowie das geöffnete Rückschlagventil 23 in den Zylinderraum 6' Der Zylinderraun 6 ist über die Leitung 14 entlüftet. Das Einströmen der Druckluft in den Zylinderraum 6* hat zur Folge, daß sich der Zylinder 1 auf das Werkstück absenkt. Dabei wird das Rückschlagventil 26 im Überbrückungszweig 25 durch den vor dem Drosselventil 21 anliegenden Staudruck geschlossen gehalten. Steht die Andruckelektrode in Kontaktverbindung mit
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dem Werkstück, so taut sich innerhalb des druckabhängigen Schaltventils 19 ein Druck auf, der "bei Erreichen des am Drosselventil 18 eingestellten Druckes einen hier nicht dargestellten Scbweißstromauslöseschalter "betätigt. Nach erfolgter Auslösung des Schweißströmes wird das Umschaltventil wiederum in die dargestellte lage gestellt. Dies hat zur Folge, daß einerseits der Zylinderraum 6' durch plötzlichen Druckabfall in der Leitung 20 sowie durch bedingtes Öffnen des Rückschlagventile s 26 entlüftet wird und andererseits der Zylinderraum 6 über die Betriebsdruckleitung 29, dem Umschaltventil 15 und der Betriebsdruckleitung Η mit Druckluft beaufschlagt wird. Der Druckzylinder 1 hebt somit die Andruckelektrode vom Werk* stück ab.
Figur 2 zeigt ein mit Vorzug zur Anwendung kommendes druckabhängiges Ventil 19. Das druckabhängige Schaltventil besteht aus einem Anschlußblock 30 mit leitungsanschlüssen 20, 22 sowie einer den Schweißstromauslöseschalter 33 tragenden Kopfplatte 34 und einer, einen Anschluß 18' aufweisenden Kammerplatte 35. Zwischen dem Ventilblock 30 und der Kammerplatte 35 ist eine Membran 31 gelegen, die gegen eine Membranplatte 32 lastet. Die Membran 31 teilt die Ventilkammer in zwei Räume 36 und 37. Der Membranteller 32 steht in Verbindung mit einem Ventilschaltstößel 38, der in der gezeigten Stellung gegen die Schaltklinke 33' des Schweißstromauslösesehalters 33 lastet. Eine Wendelfeder 39 ist bestrebt,, den Ventilteller 40 des Stößels 3S gegen einen Ventilsitzring 41 zu drücken. Der Ventilstößel 38 ist in einer, an der Kopfplatte 34 angeformten Buchse 34' gleitbeweglich geführt.
Während des Betriebes ist der Kammerraum 37' über den Anschluß 18' mit der am Drosselventil 18 eingestellten Druckluft beaufschlagt. Dies hat zur Folge, daß der im Kammerraum 37 herrschende Druck das Ventil 40, 4I in der dargestellten Lage offenhält. Auch der Schweißstromauslöseschalter 33 ist geöffnet. Wird das Umschaltventil 15 gemäß" der Figur 1 in Richtung des Pfeiles 28 umgestellt, so strömt über die
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Leitung 20 Druckluft in die Kammer 36 und gelangt bei geöffnetem Ventil 40, 41 durch den Auslaß 22 in den Druckzylinderraum 61. Befindet sich die Andruckelektrode in Anschlagverbindung mit dem Werkstück, so baut sich innerhalb des Raumes 36 des druckabhängigen Ventils ein Druck auf, der bei einem vorgegebenen Druckniveau den Membranteller in Richtung des Pfeiles 42 in den Kammerraum 37 drückt. Dies hat zur Folge, daß das Ventil 40, 41 schließt, wobei die Schaltklinke 33 der Bewegung folgt und den Schalter schließt. Es erfolgt nunmehr der Schweißstromimpuls.
Durch Rückstellung des Umschaltventiles 15 in die dargestellte lage gemäß Figur 1 wird über die Leitungsbrücke 25 der Druckzylinderraum 6' entlüftet, so daß nunmehr der Druck in der Kammer 37 wiederum überwiegt und dae Ventil 40, 41 nebst dem Schweißstromauslöseschalter 33 öffnet.
5 Patentansprüche
2 Figuren
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Claims (5)

Patentansprüche
1) Steuervorrichtung, insbesondere für eine mittels Druckluft gesteuerte Widerstandsschweißmaschine, deren die Andruckelektrode hetreibender Druckzylinder über eine Druckzuleitung mit einem Druckerzeuger verbunden ist und bei der die Auslösung des Schweißstromes erst bei Erreichen einer bestimmten Andruckkraft der Andruckelektrode gegen das Werkstück durch ein in der Druckzuleitung gelegenes, den Schweißstrom auslösendes druckabhängiges Schaltventil erfolgt, dadurch gekennzeichnet , daß in einem ersten Leitungszweig (20) des druckabhängigen Schaltventils (19) ein Umschaltventil (19) gelegen ist, welches in einer Stellung diesen leitungszweig entlüftet und in seiner anderen Stellung diesen Leitungszweig an den Druckerzeuger (16) legt und daß ferner ein, ein Rückschlagventil (23) aufweisender zweiter Leitungszweig (13» 22) des druckabhängigen Schaltventils am kolbenseitigen Anschluß (61) des Druckzylinders (1) gelegen sowie das druckabhängige Schaltventil tfurch eine mit dem ersten und zweiten Leitungszweig (13, 21) verbundene, ein Rückschlagventil (26) aufweisende Leitungsbrücke (25) überbrückt ist.
2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das druckabhängige Schaltventil (19) als Membranventil gebildet ist und zwei durch eine Membran (31) getrennte Kammern (36, 37) aufweist, wobei die erste Kammer (37) über ein mit einerEinstellhandhabe versehenes Drosselventil (18) mit dem Druckerzeuger (16) und die zweite Kammer (36) mit dem ersten und zweiten Leitungszweig (20, 22) über ein "Ventil (4.0, 4.1) verbunden ist, dessen Steuerung von einem, durch eine Feder (39) belasteten, mit der Membran (31) verbundenen, den Schweißstroinschalter (33) betätigenden Schalt- und Ventilstößel erfolgt.
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3. Steuervorricbtung nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , daß im Leitungszweig (20) zwischen der Leitungsbrücke (25) und dem druckabhängigen Schaltventil (19) eine Drossel (21) gelegen ist.
4. Steuervorricbtung nach Ansprüchen 1 bis 3» dadurch g e kennzeichnet , daß die am Umschaltventil (15) anliegende Betriebsdruckleitung (29) über ein mit einer Einstellhandhabe versehenes Reduzierventil (17) mit dem Druckerzeuger (16) in Verbindung steht, und daß ferner das Reduzierventil (17) über ein mit einer Handhabe einstellbares Drosselventil ( 8) mit dem druckabhängigen Schaltventil (19) verbunden ist.
5. Steuervorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 41 dadurch gekennzeichnet, daß in einer Stellung des Umschaltventiles (15) der Zylinderraum (6) mit der Betriebsdruckleitung (29) und der Zylinderraum (6·) über den'Brückenzweig (25) mit dem Außenraum verbunden ist, hingegen in der anderen Stellung des Umschaltventiles (15) der Zylinderraum (6·) mit dem Außenraum und der Zylinderraum (6) über das druckabhängige Ventil (19) in Verbindung steht.
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