DE2313792A1

DE2313792A1 - Dental welding tool - for mechanical pressure followed by two welding pulses of increasing energy content

Info

Publication number: DE2313792A1
Application number: DE19732313792
Authority: DE
Inventors: Gaetano Emanuele Spinnato
Original assignee: ORALTECHNIC ANSTALT
Current assignee: ORALTECHNIC ANSTALT
Priority date: 1972-03-22
Filing date: 1973-03-20
Publication date: 1973-09-27
Also published as: IT957321B; BR7302059D0

Abstract

Thin Ta and Ti wires which are anchored in the jaw-bone of a holder can be joined directly in the mouth by resistance welding. The tool first presses the wires together and passes a first current pulse. After an interval (1-3 sec.), longer than the pulse duration (15 millisec.) a second current pulse of higher energy content follows.

Description

Elektrisches Widerstandsschweißverfahren zum Verschweißen dünner Metallteile,insbesondere in der Zahnmedizin sowie Apparate zur Durchführung des Verfahrens.Electrical resistance welding process for welding thin metal parts, in particular in dentistry and apparatus for carrying out the method.

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Widerstandsschweißverfahren zum Verschweißen dünner Metallteile, insbesondere in einem Kieferknocken verankerter Metallstifte mit hoher Schmelztemperatur zu einer Zahnprothesenstütze od.dgl. sowie einen Apparat zur Durchführung eines solchen Verfahrens.The invention relates to an electrical resistance welding process for welding thin metal parts, especially those anchored in a knuckle of the jaw Metal pins with a high melting temperature for a denture support or the like. as an apparatus for performing such a process.

Bekanntlicherweise sind in den letzten Jahren Zahnregulierungsprothesen vorgeschlagen worden, in Verbindung mit welchen metallische, unter die Knochenhaut gehende Zapfen oder Stifte unmittelbar in die Kinnbackeziknochen eingeschraubt werden, um daran die Prothese zu befestigen.As is known, orthodontic prostheses have been used in recent years has been suggested in connection with what metallic, under the periosteum going pegs or pins are screwed directly into the jawbone, to attach the prosthesis to it.

Bei dieser Technik, die als Zahnverpflanzung bekannt ist, werden eine Anzahl metallischer Stifte in die Kinnbackenknochen eingesetzt, um die Pfeiler zur Befestigung der Prothese zu bilden. Für gewöhnlich besteht ein Pfeiler jeweils aus der Verbindung von drei Stiften miteinander.In this technique, known as a tooth transplant, a Number of metallic pins inserted into the jawbones to support the pillars Form attachment of the prosthesis. Usually each pillar consists of the connection of three pins with each other.

Gegenwärtig wird diese Verbindung durch Zusammenkitten der Stiftenden mittels eines geeigneten Kunatharzes hergestellt. Die Verwendung von Harzen schafft jedoch eine Verbindung, die nicht so fest ist, wie eine unmittelbar an den Stiftenden ausgeführte Schweißverbindung.Currently this connection is made by cementing the ends of the pins together produced by means of a suitable Kunat resin. The usage of resins, however, creates a bond that is not as strong as one immediately Welded connection made at the pin ends.

Bisher haben jedoch viele Hindernisse der Verwendung der Schweißtechnik zur Verbindung der Stiftenden entgegengestanden. Die Schweißung muß nämlich unmittelbar innerhalb des Mundes des Patienten an Teilen ausgeführt werden, die in den Körper des Patienten eingesetzt sind und aus Metallen wie beispielsweise Tantal bestehen, die eine hohe Schmelztemperatur in der Größenordnung von 29960 c besitzen. Es ist deshalb erforderlich, mit hohen Schweißtemperaturen zu arbeiten, und es ist ferner erforderlich, daß die Schweißwärme, welche durch die Stifte in unmittelbarer Verbindung mit dem Körper des Patienten gelangt, innerhalb extrem genauer und niedriger Grenzen verbleibt, um Verbrennungen und Brand vorzubeugen. Es ist auch wichtig, die Möglichkeit der Bildung elektrischer Lichtbögen während des Schweißvorganges aus zur schließen.However, so far, many obstacles have faced the use of welding technology opposed to the connection of the pin ends. The weld must be immediate run inside the patient's mouth on parts that are in the body of the patient are used and are made of metals such as tantalum, which have a high melting temperature of the order of 29960 c. It is therefore required to work with high welding temperatures, and it is furthermore required that the heat of welding coming through the pins in direct contact gets with the patient's body, within extremely precise and low limits remains to prevent burns and fire. It is also important to be able to do so to close the formation of electric arcs during the welding process.

Aus den vorgenannten Gründen war es bisher unmöglich, eine Schweißtechnik zur Verbindung der Stifte an Ort und Stelle anzuwenden.For the aforementioned reasons, it was previously impossible to use a welding technique to use to connect the pins in place.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein elektrisches Widerstandsschweißverfahren für den eingangs genannten Zweck zu schaffen, welches die vorgenannten Schwierigkeiten überwindet und ohne jede Gefahr für den Patienten ein Verschweißen der Metallteile an Ort und Stelle im Munde ermöglicht. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die zu verschweißenden Teile zunächst an der Schweißstelle mechanisch zusammengepreßt werden, woraufhin durch die Teile ein elektrischer Schweißstrom in Form mindestens eines ersten Stromimpulses hindurchgeschickt wird, dem mindestens ein weiterer Stromimpuls von höherem Energieinhalt als der zweite Stromimpuls folgt.The object of the invention is therefore to provide an electrical resistance welding process to create for the purpose mentioned, which the aforementioned difficulties overcomes welding of the metal parts without any danger to the patient made possible on the spot in the mouth. This object is achieved according to the invention solved that the parts to be welded first mechanically at the welding point are pressed together, whereupon an electric welding current through the parts is sent through in the form of at least one first current pulse, the at least another current pulse with a higher energy content than the second current pulse follows.

Die hierbei auftretende sehr kurze Erwärmung ohne unzulässige Wärmeübertragung von der Schweißstelle auf die umgebenden Teile macht das erfindungsgemäße Verfahren besonders geeignet für die Anwendung in der Zahnmedizin an Ort und Stelle im Munde des Patienten, wenn anorganische Gewebeersatzatücke, Zahnprothesen sowie Zahnregulierungsprothesen eingesetzt werden sollen.The very brief heating that occurs here without impermissible heat transfer from the welding point to the surrounding parts makes the method according to the invention particularly suitable for use in dentistry on the spot in the mouth of the patient if inorganic tissue replacement pieces, dentures and orthodontic prostheses should be used.

Es wurde erstaunlicherweise festgestellt, daß es durch Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens möglich ist, fehlerfreie Schweißverbindungen an Metallen mit hoher Schmelztenperatur ohne Lichtbogen- oder Funkenbildung an der Schweißstelle und ohne merkliche Wärmeausbreitung nach außerhalb von der Schweißzone zu erzielen.It was surprisingly found that by applying the Method according to the invention is possible, defect-free welded joints on metals with a high melting temperature without arcing or sparking at the welding point and without noticeable heat propagation to the outside of the welding zone.

Die mit dem elektrischen Widerstandsschweißverfahren gemäß der Erfindung erzielten Ergebnisse lassen sich wie folgt erklären.Those with the electrical resistance welding method according to the invention The results obtained can be explained as follows.

Um eine Verschweißung von Metallen mit hoher Schmelztemperatur unter minimaler Wärmeentwicklung zu erhalten, ist es notwendig, das Verschweißen innerhalb kleinstmöglicher Zeit unter Verwendung hoher Stromenergie auszuführen. Die Verwendung eines Stromes hoher Energie verursacht jedoch die Bildung beträchtlicher Lichtbögen und Funken an der Schweißstelle, was natürlich in solchen Anwendungsfällen nicht akzeptabel ist, in denen die Schweißung innerhalb des Mundes eines Patienten auszuführen ist.To allow welding of metals with a high melting temperature under To get minimal heat it is necessary to weld the inside to be carried out in the shortest possible time using high current energy. The usage however, a high energy current causes considerable arcing to occur and sparks at the welding point, which of course not in such applications is acceptable in which the weld can be carried out inside a patient's mouth is.

Die Funkenbildung wird vermutlich durch die Tatsache verursacht, daß die anfänglichen Berührungsflächen der zu verschweißenden Zapfen oder Stifte sehr klein ist. Diese kleine euerschnittsfläche ist nicht in der Lage, den hohen Schweißstrom zu führen, und die Elektroden können dem zerfallenden Metall nicht schnell genug folgen, um eine gute Berührung aufrechtzuerhalten. Demzufolge schmilzt das Metall und wird aus der Schmelzstelle herausgespritzt.The sparking is believed to be caused by the fact that the initial contact surfaces of the studs or pins to be welded is small. This small cross-sectional area is not able to withstand the high welding current lead, and the electrodes cannot touch the decomposing metal fast enough follow to good Maintain touch. As a result, it melts the metal and is sprayed out of the melting point.

Um diese Funken- oder Spritzerbildung zu vermeiden, ist es notwendig, zuerst eine größere Berührungsfläche herzustellen.To avoid these sparks or spattering, it is necessary to first make a larger contact area.

Dieses Problem wird im Rahmen der Erfindung durch den ersten Stromimpuis geringerer Energieintensität gelöst, der die Berührungsfläche vergrößert, und dann die Ausführung einer kräftigen Schweißung mit einem starken Stromimpuls. Auf diese Weise ist es möglich, gute Schweißverbindungen ohne Funkenbildung zu erhalten, während die Wärmebildung auf die Schweißzone lokalisiert bleibt.This problem is caused by the first current pulse within the scope of the invention lower energy intensity, which increases the contact area, and then the execution of a strong weld with a strong current pulse. To this Way it is possible to get good welded joints without sparking while the heat generation remains localized on the welding zone.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung besteht ein Apparat zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zweckmäßig aus folgenden Teilen: a) zwei Regeltransformatoren mit voneinander unabhängig veränderbarer Ausgangsspannung, b) einem Gleichrichter, c) einem Kondensator, d) einem Impulstransformator, e) einer ersten Schalteinrichtung zur periodischen Verbindung jeweils eines der Regeltransformatoren mit dem Gleichrichter, f) einer zweiten Schalteinrichtung zur Verbindung des Gleichrichters mit dem Kondensator, g) einer dritten Schalteinrichtung zur Verbindung des Kondensators mit dem Impulstransformator, h) einer Programmsteuereinrichtung zur Steuerung der drei Schalteinrichtungen bei einen jeden Schweißzyklus derart, daß zunächst einer der Regeltransformatoren mit dem Gleichrichter und dieser mit dem Kondensator verbunden wird, während letzterer von dem Impulstranaformator für eine zu seiner Aufladung auf eine erste Schweißenergiemenge ausreichende Zeitspanne getrennt ist, daß daraufhin der Kondensator von dem Gleichrichter getrennt und stattdessen mit dem Impulstransformator für eine zu seiner Entladung ausreichende Zeitspanne verbunden wird, daß hiernach der zweite Regeltransformator mit dem Gleichrichter und dieser mit dem Kondensator verbunden wird, während letzterer vom Impulstransformator für eine zu seiner Aufladung auf eine zweite Schweißenergiemenge ausreichende Zeitspanne getrennt ist, und daß schließlich der Kondensator erneut vom Gleichrichter getrennt und stattdessen mit dem Impulstransformator für eine zu seiner Entladung ausreichende Zeitspanne verbunden wird, und i) einem an den Ausgang des Impulstransformators angeschlossenen Schweißwerkzeug.In an advantageous embodiment of the invention, there is an apparatus for Carrying out the process according to the invention expediently from the following parts: a) two regulating transformers with independently adjustable output voltage, b) a rectifier, c) a capacitor, d) a pulse transformer, e) a first switching device for periodically connecting one of the regulating transformers with the rectifier, f) a second switching device for connecting the rectifier with the capacitor, g) a third switching device for connecting the capacitor with the pulse transformer, h) a program control device to control the three switching devices for each welding cycle in such a way that that first one of the regulating transformers with the rectifier and this with connected to the capacitor, while the latter is connected to the pulse transformer for a period of time sufficient to charge it to a first amount of welding energy is separated that then the capacitor is separated from the rectifier and instead with the pulse transformer for a period of time sufficient to discharge it is connected that then the second regulating transformer with the rectifier and this is connected to the capacitor, while the latter is connected to the pulse transformer for a period of time sufficient to charge it to a second amount of welding energy is separated, and that finally the capacitor is again separated from the rectifier and instead with the pulse transformer for one sufficient to discharge it Period is connected, and i) one to the output of the pulse transformer connected welding tool.

Weiterhin hat bei einem solchen Apparat das Schweißwerkzeug zweckmäßig die Form einer Zange und weist zwei in ihrer Mitte gelenkig miteinander verbundene Scherenarme, je einen Elektrodenhalter an einem Ende eines jeden Scherenarms, die mit den sekundärseitigen Ausgangsklemmen des Impulstransformators elektrisch verbunden sind und Je eine Elektrode eines Elektrodenpaares aufnehmen, sowie ferner Mittel auf, um die Elektroden während des gesamten Schweißzyklus gegeneinander und gegen die zu verschweißenden Teile gepreßt zu halten.Furthermore, the welding tool is useful in such an apparatus the shape of a pair of pliers and has two hingedly connected in their middle Scissor arms, one electrode holder at one end of each scissor arm, the electrically connected to the secondary output terminals of the pulse transformer and each take up one electrode of a pair of electrodes, as well as means to keep the electrodes against each other and against each other throughout the welding cycle to keep the parts to be welded pressed.

Weitere Merkmale zur zweckmäßigen Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie zur vorteilhaften lusgestaltung des Apparates zu seiner Durchführung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung an Hand der beigefügten Zeichnung. Es zeigen: Fig. 1 ein Diagramm mit dem zeitlichen Ablauf der Stromimpulsfolge gemäß der Erfindung, Fig. 2 bis 4 die Auswirkung der Stromimpulsfolge auf zwei miteinander zu verschweißende Metalldrähte, Fig. 5 die elektrische Schaltung eines Apparates zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und Fig. 6 eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht eines in Verbindung mit dem Apparat nach Fig. 4 ausgebildeten Schweißwerkzeuges zur Ausführung von Schweißungen innerhalb des Mundes eines Patienten.Further features for the appropriate implementation of the invention Procedure as well as for the advantageous design of the apparatus for its implementation result from the following description on the basis of attached drawing. The figures show: FIG. 1 a diagram with the time sequence the current pulse train according to the invention, Fig. 2 to 4 the effect of the current pulse train on two metal wires to be welded together, Fig. 5 shows the electrical circuit an apparatus for carrying out the method according to the invention and FIG. 6 shows a partially sectioned side view of one in connection with the apparatus 4 trained welding tool for performing welds within of a patient's mouth.

Gemäß der Erfindung ist ein Schweißverfahren zur Ausführung elektrischer Widerstandsschweißungen an Metallteilen wie beispielsweise Metalldrähten od.dgl. geschaffen worden, gemäß welchem eine Folge von Stromimpulsen durch die zu verschweißenden Teile geleitet wird.According to the invention, a welding method for performing electrical Resistance welds on metal parts such as metal wires or the like. has been created, according to which a sequence of current pulses through the to be welded Parts is directed.

Die Stromimpulse sind gleichgerichtete Impulse von sehr kurzer Dauer und haben einen zeitlichen Abstand voneinander, der größer ist als die Dauer der Impulse.The current pulses are rectified pulses of very short duration and have a time interval that is greater than the duration of the Impulses.

Fig. 1 zeigt ein Diagramm einer bevorzugten Stromimpulsfolge gemäß der Erfindung, in welchem die Stromstärke über der Zeit aufgetragen ist.Fig. 1 shows a diagram of a preferred current pulse train according to of the invention, in which the current intensity is plotted against time.

Mit 1 ist der erste und mit zwei der zweite Impuls bezeichnet. Wie ersichtlich, ist der erste Impuls auf eine geringere Energie eingestellt als der zweite Impuls.The first pulse is denoted by 1 and the second pulse is denoted by two. As apparent, the first impulse is on a lesser one Energy discontinued as the second impulse.

Ein jeder Impuls hat beispielsweise eine Dauer in der Größenordnung von 15 Millisekunden, und die Zeitspanne zwischen den Impuls 1 und dem Impuls 2 kann angenähert in der Größenordnung von zwei und einer halben Sekunde liegen.Each pulse has a duration of the order of magnitude, for example of 15 milliseconds, and the time between pulse 1 and pulse 2 can be approximately on the order of two and a half seconds.

Ein jeder Stromimpuls wird durch Entladung eines großen Kondensators erzeugt, der beispielsweise eine Kapazität von 150 Wattsekunden aufweisen kann.Each current pulse is generated by discharging a large capacitor generated, which can for example have a capacity of 150 watt seconds.

Die Kondensatorladespannung, welche die Intensität der Stromimpulse bestimmen, hängt von Eigenschaften der zu verschweißenden Teile ab. Für sich kreuzende Drähte haben sich die folgenden Einstellwerte als geeignet erwiesen: Zu verschweißende Teile Impuls 1 (Volt) Impuls 2 (Volt) Tantaldraht Durchmesser 1,2nie 650 950 Titandraht Durchmesser 1 ,4mm 300 600 Titandraht Durchmesser 1, 5n 350 650 Die Kondensatorladung wird der Primärwicklung eines Impulstransformators zugeführt, die an ihrer Sekundärwicklung einen Bchweißstromimpuls von hoher Energie bei niedriger Spannung liefert.The capacitor charge voltage, which is the intensity of the current pulses depends on the properties of the parts to be welded. For those crossing each other The following setting values have proven to be suitable for wires: End to be welded Parts impulse 1 (volt) impulse 2 (volt) tantalum wire diameter 1.2 never 650 950 titanium wire Diameter 1, 4mm 300 600 Titanium wire Diameter 1, 5n 350 650 The capacitor charge is fed to the primary winding of a pulse transformer attached to its secondary winding provides a welding current pulse of high energy at low voltage.

In den Fig. 2 bis 4 ist ein Schweiß zyklus schematisch veranschaulicht.2 to 4, a welding cycle is illustrated schematically.

In diesen Figuren stellen 3 und 4 zwei typische Drähte dar, die miteinander verschweißt werden sollen. Die im Ausführungsbeispiel gezeigten Drähte überlappen sich an der Kreuzungsstelle 5, an welcher die Schweißung ausgeführt werden soll. Die beiden Teile werden mit einem geeigneten Druck zusammengepreßt, der in den Fällen der oben angeführten Schweißverbindungen beispielsweise 9kg für 1,2mm starken Tantaldraht und 5kg für 1,4 und 1,5mm starke Titandrähte betragen kann. Hieraufhin werden die beiden Schweißimpulse durch die beiden Drähte 3 und 4 geleitet. Als Folge des ersten Impulses werden die beiden Teile, wie in Fig. 3 gezeigt, vorgeheftet, wodurch eine Berührungsfläche 105 zwischen den Teilen entsteht, die größer ist als die Fläche 5 nach Fig. 2. Hieraufhin wird ein zweiter Schweißimpuls 2 von größerer Intensität als der Impuls 1 erzeugt, der die endgültige Schweißverbindung 205 zwischen den Teilen 3 und 4 herstellt.In these figures, 3 and 4 represent two typical wires daring which are to be welded together. The ones shown in the exemplary embodiment Wires overlap at the intersection 5 at which the weld is carried out shall be. The two parts are pressed together with a suitable pressure, in the cases of the welded joints listed above, for example 9kg for 1.2mm thick tantalum wire and 5kg for 1.4 and 1.5mm thick titanium wires can. Thereupon the two welding pulses through the two wires 3 and 4 headed. As a result of the first pulse, the two parts, as in Fig. 3 shown, pre-stapled, creating a contact surface 105 between the parts, which is larger than the area 5 according to FIG. 2. This is followed by a second welding pulse 2 of greater intensity than pulse 1, which creates the final weld 205 between parts 3 and 4 produces.

Dank des Umstandes, daß die Impulse innerhalb extrem kurzer Zeiten örtlich in der Schweißzone auftreten, findet praktisch keine Wärmeleitung längs der dem Schweißvorgang unterworfenen Drähte statt, so daß es möglich ist, die Schweißung unmittelbar im Munde des Patienten auszuführen.Thanks to the fact that the impulses within extremely short times occur locally in the welding zone, there is practically no longitudinal heat conduction of the wires subjected to the welding process, so that it is possible to make the weld to be carried out directly in the mouth of the patient.

Fig. 5 zeigt die Schaltung eines zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneten Apparates. Dieser Apparat ist zur Erzeugung zweier aufeinanderfolgender Impulse ausgebildet, was der bevorzugten Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens entspricht.Fig. 5 shows the circuit of a for implementing the invention Process suitable apparatus. This apparatus is used to generate two consecutive Pulses formed, which is the preferred embodiment of the method according to the invention is equivalent to.

In Fig. 5 stellt 6 die Zuleitung von einem Wechselstromnetz mit 220 V und 50-60Hz dar. In der Zuleitung ist ein zweipoliger Schalter 7 unter Zwischenschaltung einer Sicherung 107 enthalten. An den Schalter 7 sind die Enden der Primärwicklung 108 eines Transformators 8 angeschlossen, dessen Sekundärwicklung 208 mit der Erregerwicklung 9 eines elektrischen Zeitgebermotors 10 unter Zwischenschaltung eines Betätigungsschalters 14 verbunden ist. 11, 12 und 13 bezeichnen drei Folgesteuernocken, die von dem Motor 10 angetrieben werden. Die Nocken 11, 12 und 13 steuern Schaltkontakte 111 bzw. 112 bzw. 113. Eine Kontrollampe 15 zeigt das Vorhandensein der Netzspannung an, während eine weitere Kontrollampe 16 nur während eines jeden Schweißzyklus aufleuchtet.In FIG. 5, 6 represents the feed line from an alternating current network with 220 V and 50-60Hz. A two-pole switch 7 is interposed in the supply line a fuse 107 included. The ends of the primary winding are connected to the switch 7 108 of a transformer 8 is connected, the secondary winding 208 of which is connected to the excitation winding 9 one electric timer motor 10 with the interposition an operating switch 14 is connected. 11, 12 and 13 designate three sequence control cams, which are driven by the motor 10. The cams 11, 12 and 13 control switching contacts 111 or 112 or 113. A control lamp 15 shows the presence of the mains voltage on, while a further control lamp 16 lights up only during each welding cycle.

17 und 18 sind zwei Regeltransformatoren mit unabhängig voneinander veränderbarer Ausgangsspannung. Die Regeltransformatoren 17 und 18 sind zueinander parallel geschaltet, und ihre Eingangsklemmen sind an die Netzspannungsleitung 6 über dem Schalter 7 angeschlossen. Mit 117 bzw. 118 sind die verstellbaren Abgriffe an den Regeltransformatoren bezeichnet. Der Abgriff 117 des Regeltransformators 17 ist mit dem festen Kontakt 225 und der Abgriff 118 des Regeltransformators 18 mit dem festen Kontakt 125 eines elektromagnetischen Umschaltrelais 38 verbunden, dessen beweglicher Kontakt 25 von einem Elektromagneten 26 betätigbar ist, der über den Schaltkontakt 112 erregt wird. Der bewegliche Kontakt 25 führt zu einer Gleichrichtergruppe, die zwei Hochspannungstransformatoren 19 und 20 enthält, die so geschaltet sind, daß sie gleichgroße Ausgangsspannungen im Gegentakt an den Enden ihrer Sekundärwicklungen 119 bzw. 120 erzeugen. 21 und 22 sind Gleichrichterdioden, die mit Begrenzungswiderständen 23 bzw. 24 paarweise in Reihe geschaltet sind.17 and 18 are two regulating transformers with independent of each other changeable output voltage. The regulating transformers 17 and 18 are to each other connected in parallel, and their input terminals are connected to the mains voltage line 6 connected via switch 7. With 117 and 118 are the adjustable taps marked on the regulating transformers. The tap 117 of the regulating transformer 17 is to the fixed contact 225 and the tap 118 of the regulating transformer 18 connected to the fixed contact 125 of an electromagnetic changeover relay 38, whose movable contact 25 can be actuated by an electromagnet 26, which over the switch contact 112 is energized. The movable contact 25 leads to a rectifier group, which contains two high voltage transformers 19 and 20 connected in such a way that that they have the same output voltages in push-pull at the ends of their secondary windings 119 and 120 respectively. 21 and 22 are rectifier diodes with limiting resistors 23 and 24 are connected in series in pairs.

Die Ausgänge der Gleichrichtergruppe sind mit einem Kondensator 37 geeigneter Kapazität verbunden, beispielsweise einem Kondensator von 300 Nikrofarad. Der Kondensator 37 wird von der Gleichrichtergruppe über ein Quecksilbertauchrelais 27 gespeist, dessen Betätigungswicklung 28 von der Bekundärwicklung 208 des Regeltransformators 8 jedesmal dann erregt wird, wenn die Kontakte 29 und 129 eines elektromagnetischen Steuerrelais 36 einander berühren. Mit 30 ist die Erregerspule des elektromagnetischen Steuerrelais 36 bezeichnet, die von der Sekundärwicklung 208 des Transformators 8 jedesmal dann Strom erhält, wenn der Folgesteuerungskontakt 113 geschlossen wird. Parallel zum Kondensator 37 sind ein Anzapfwiderstand 31 und ein Voltmeter 32 geschaltet. 33 ist die Erregerspule eines weiteren Quecksilbertauchrelais 34, die mit dem Kontakt 229 des Relais 36 verbunden ist. Das Relais 34 liegt in einem Stromkreis zwischen einem Kondensator 26 und der Primärwicklung eines Impulstransformators 35, dessen Sekundärwicklung 135 mit den Klemmen eines geeigneten Schweißwerkzeuges verbunden ist.The outputs of the rectifier group are connected to a capacitor 37 suitable capacitance, for example a capacitor of 300 Nikrofarads. The capacitor 37 is connected to the rectifier group via a mercury immersion relay 27, the actuating winding 28 of which is fed by the secondary winding 208 of the regulating transformer 8 every time then is excited when the contacts 29 and 129 one electromagnetic control relay 36 touch each other. At 30, the excitation coil is of the electromagnetic control relay 36 designated by the secondary winding 208 of the transformer 8 receives power every time the sequence control contact 113 is closed. In parallel with the capacitor 37 are a tap resistor 31 and a voltmeter 32 switched. 33 is the excitation coil of another mercury immersion relay 34, which is connected to contact 229 of relay 36. The relay 34 is in a circuit between a capacitor 26 and the primary winding of a pulse transformer 35, its secondary winding 135 with the terminals of a suitable welding tool connected is.

Wirkungsweise des Apparates Durch Schließen der Kontakte des Hauptschalters 7 wird der Apparat mit dem Netz verbunden. Die Kontrollampe 15 leuchtet auf. Die Kontakte 111, 112 und 113 sind geöffnet. Der Kontakt 29 des Relais 36 liegt normalerweise gegen den Kontakt 129 an und erregt die Spule 28, welche die Kontakte des Relais 27 schließt. Der Kontakt 25 des Relais 38 liegt normalerweise am Kontakt 225 an. Der Ladestrom vom Transformator 17 wird über die Kontakte 225 und 25, die Hochspannungstransformatoren 19, 20, die Gleichrichter 21 und 22, die Widerstände 23,24 und das Relais 27 imdem Kondensator 37 zugeführt, der auf die erste Impulsspannung aufgeladen wird. Mode of operation of the device By closing the contacts of the main switch 7 the device is connected to the network. The control lamp 15 lights up. the Contacts 111, 112 and 113 are open. The contact 29 of the relay 36 is normally against the contact 129 and energizes the coil 28, which the contacts of the relay 27 closes. Contact 25 of relay 38 is normally at contact 225. The charging current from the transformer 17 is via the contacts 225 and 25, the high-voltage transformers 19, 20, the rectifiers 21 and 22, the resistors 23,24 and the relay 27 imdem Capacitor 37 is supplied, which is charged to the first pulse voltage.

Sobald das Voltmeter 32 anzeigt, daß die erforderliche Ladespannung am Kondensator 37 erreicht ist, ist der Apparat bereit für den Beginn eines Schweißzyklus.As soon as the voltmeter 32 indicates that the required charging voltage is reached at the capacitor 37, the apparatus is ready for the start of a welding cycle.

Zu diesem Zwecke schließt die Bedienungsperson den Betätigungsschalter 14. Das Schließen des Schalters 14 führt zur Erregung der Wicklung 9 des Motors 10, wodurch der Motor zu laufen beginnt. Der Lauf des Motors 10 versetzt auch die Steuernocken 11, 12 und 13 in Drehung. Die Drehung des Steuernockens 11 führt zum Schließen des Schaltkontaktes 111, wodurch der Motor 10 für den gesamten Schweißzyklus eingeschaltet bleibt, auch wenn der Betätigungsschalter wieder geöffnet wird. Die Kontrollampe 16 leuchtet auf und zeigt dadurch an, daß der Schweißzyklus eingeleitet worden ist. Der Schaltkontakt 112 bleibt für die erste Hälfte des Schweißzyklus noch offen. Der Steuernocken 13 schließt kurzzeitig den Schaltkontakt 113. Das Schließen des Schaltkontaktes 113 führt zur Erregung der Spule 30 des Relais 36., wodurch der bewegliche Kontakt 29 vom Festkontakt 129 zum Festkontakt 229 umgeschaltet wird. Als Ergebnis dieser U## schaltung wird die Spule 28 des Relais 27 abgeschaltet, wodurch die Kontakte des Relais 27 öffnen, während die Spule 33 des Relais 34 erregt wird und dadurch die Kontakte dieses Relais schließen. Die Schweißenergie im Kondensator 37 wird nun der Primärwicklung des Impulstransformators 35 zugeleitet, dessen Sekundärwicklung 135 das Schweißwerkzeug mit dem ersten einer bloßen Heftung dienenden Schweißimpuls hoher Energie bei niedriger Spannung versorgt.For this purpose, the operator closes the operating switch 14. Closing the switch 14 energizes the winding 9 of the motor 10, whereby the Engine starts to run. The engine run 10 also sets the control cams 11, 12 and 13 in rotation. The rotation of the control cam 11 leads to the closing of the switching contact 111, whereby the motor 10 for the entire Welding cycle remains switched on even if the control switch is opened again will. The control lamp 16 lights up, thereby indicating that the welding cycle is in progress has been initiated. The switch contact 112 remains for the first half of the welding cycle still open. The control cam 13 briefly closes the switching contact 113. Closing of the switching contact 113 leads to the excitation of the coil 30 of the relay 36., whereby the movable contact 29 is switched from the fixed contact 129 to the fixed contact 229. As a result of this U ## circuit, the coil 28 of the relay 27 is switched off, whereby the contacts of the relay 27 open while the coil 33 of the relay 34 is energized and thereby close the contacts of this relay. The welding energy in the capacitor 37 is now fed to the primary winding of the pulse transformer 35, its secondary winding 135 the welding tool with the first welding pulse used for a simple tack high energy at low voltage.

Die weitere Drehung des Motors 10 bringt die wirksame Oberfläche des Nockens 12 in Berührung mit dem Schaltkontakt 112 und schließt diesen. Das Schließen des Schaltkontaktes 112 führt zur Erregung der Spule 26 des Relais 38, wodurch der Kontakt 25 vom Kontakt 225 auf den Kontakt 125 umgeschaltet wird. Der Gleichrichtergruppe 19, 20, 21, 22, 23 und 24 wird dadurch vom Transformator 18 Ladestrom zugeführt. Der Kontakt 113 ist wiederum geöffnet, so daß die Kontakte des Relais 27 geschlossen sind und der Kontakt des Relais 34 geöffnet ist. Der Kondensator 37 wird erneut, und zwar diesmal mit der zweiten Impulsspannung aufgeladen.The further rotation of the motor 10 brings the effective surface of the Cam 12 in contact with the switching contact 112 and closes this. The closing of the switching contact 112 leads to the excitation of the coil 26 of the relay 38, whereby the Contact 25 is switched from contact 225 to contact 125. The rectifier group 19, 20, 21, 22, 23 and 24 is thereby supplied from the transformer 18 charging current. The contact 113 is again open so that the contacts of the relay 27 are closed and the contact of the relay 34 is open. The capacitor 37 is again, and this time charged with the second pulse voltage.

Diese Aufladung erfolgt während der Zeitspanne zwischen den Impulsen 1 und 2 des Schweißvorganges. Am Ende dieser Zeitspanne schließt der Steuernocken 13 wiederum den Schaltkontakt 113, wodurch die Kontakte des Relais 27 öffnen, während die Kontakte des Relais 34 schließen. Dadurch wird dem Schweißwerkzeug über den Impulstr#ansformator 35 der zweite Impuls hoher Energie bei niedriger Spannung zugeführt.This charging takes place during the period between the pulses 1 and 2 of the welding process. At the end of this period closes the control cam 13 in turn the switching contact 113, whereby the contacts of the relay 27 open while the contacts of relay 34 close. This will make the welding tool Via the pulse transformer 35, the second high energy pulse at low voltage fed.

Hiernach gibt der Nocken 11 den Schaltkontakt 111 wiederum frei, die Kontrollampe wird ausgeschaltet, und der Apparat kehrt in seinen Ausgangszustand zurück. Then the cam 11 releases the switching contact 111 again, the control lamp is switched off and the appliance returns to its initial state return.

Beschreibung des Schweißwerkzeuges In Fig. 6 ist ein Schweißwerkzeug gezeigt, das zur Benutzung in Verbindung mit dem vorbeschriebenen Apparat zwecks Ausführung von Schweißungen innerhalb des Mundes eines Patienten geeignet ist. Description of Welding Tool In Fig. 6 is a welding tool shown for use in conjunction with the apparatus described above for the purpose Execution of welds within the mouth of a patient is suitable.

Dieses Schweißwerkzeug ist wie eine Zange ausgebildet und besteht aus zwei Scherenarmen 39 und 139, die bei 40 gelenkig miteinander verbunden sind. An den Enden der Scherenarme 39, 139 sind Rohrhülsen 41, 42 bzw. 43, 44 angebracht. Durch die auf der einen Seite der Zange liegenden Rohrhülsen 42 und 44 ist ein isolierter elektrischer Leiter 45 und durch die auf der entgegengesetzten Zangenseite liegenden Rohrhülsen 41 und 43 ein elektrischer Leiter 46 hindurchgeführt. Die Leiter 45 und 46 sind an die Klemmen der Sekundärwicklung 135 des Impulstransformators 35 angeschlossen. This welding tool is designed and made like a pair of pliers of two scissor arms 39 and 139 which are articulated to one another at 40. At the ends of the scissor arms 39, 139 pipe sleeves 41, 42 and 43, 44 are attached. Due to the pipe sleeves 42 and 44 lying on one side of the pliers, an insulated electrical conductor 45 and by lying on the opposite side of the pliers Pipe sleeves 41 and 43 an electrical conductor 46 passed through. The ladder 45 and 46 are connected to the terminals of the secondary winding 135 of the pulse transformer 35.

An den vorderen Enden der Rohrhülsen 43 und 44 sind die Leiter 45 und 46 mit Elektrodenhaltern 47 und 48 elektrisch verbunden, von denen ein å jeder aus einem Metallkörper besteht, der in einer dem vorderen Ende der Rohrhülse 43 bzw. The conductors 45 are located at the front ends of the tubular sleeves 43 and 44 and 46 electrically connected to electrode holders 47 and 48, one of which å each consists of a metal body, which is in one of the front end of the tubular sleeve 43 respectively.

44 aufgenommenen Buchse 49 aus elektrisch isolierendem Material eingesetzt ist. Jeder Elektrodenhalter 47, 48 hat eine Sackbohrung 50, in welche das rückwärtige Ende je einer Elektrode 51 bzw. 52 eingesetzt ist. Mit 53 sind Klemmschrauben bezeichnet, die in mit Gewinde versehene und sich bis zur Sackbohrung 50 erstreckende Querbohrungen in den Elektrodenhalter eingeschraubt sind, um die Elektroden innerhalb der Halter festzuklemmen. 44 received socket 49 made of electrically insulating material used is. Each electrode holder 47, 48 has a blind hole 50, in which the rear end of an electrode 51 or 52 is used. At 53 are designated clamping screws that are threaded into and up to the blind hole 50 extending transverse bores are screwed into the electrode holder to the Clamp electrodes within the holder.

Die vorderen Enden der Elektroden 51, 52 sind bogenförmig gekrümmt, wodurch ihre Enden in vollständig geschlossener Stellung der in Fig. 6 gezeigten Zange in Berührung miteinander gelangen.The front ends of the electrodes 51, 52 are curved in an arc shape, whereby their ends are in the fully closed position of that shown in FIG Forceps come into contact with each other.

An den die Handgriffe der Schweißzange bildenden Rohrhülsen 41, 42 ist ein Klinkenmechanismus befestigt, der aus einem an dem einen Ende der Rohrhülse 41 schwenkbar angeordneten Zahnsegment 54 besteht, das mit einer an der Rohrhülse 42 befestigten Klinke 55 zusammenarbeitet. Eine an der Rohrhülse 42 befestigte gebogene Blattfeder 56 drückt das Segment 54 ständig gegen die Sperrklinke 55.On the pipe sleeves 41, 42 that form the handles of the welding tongs a ratchet mechanism is attached, which consists of a at one end of the tubular sleeve 41 pivotably arranged toothed segment 54, which is connected to the tubular sleeve 42 attached pawl 55 cooperates. One attached to the tubular sleeve 42 curved Leaf spring 56 constantly presses segment 54 against pawl 55.

Die Wirkungsweise der vorbeschriebenen Schweißzange ist offensichtlich. Durch Ziehen am Ende 57 des gahnsegmentes 54 entgegen der Wirkung der Blattfeder 56 wird der Klinkenmechanismus gelöst, wodurch die Scherenarme 39, 139 der Zange um den Gelenkzapfen 40 geöffnet werden können.The mode of operation of the welding gun described above is obvious. By pulling on the end 57 of the gear segment 54 against the action of the leaf spring 56 the ratchet mechanism is released, whereby the scissor arms 39, 139 of the pliers around the pivot pin 40 can be opened.

Durch Gegeneinanderdrücken der Rohrhülsen 41 und 42 wird die Schweißzange durch den Klinkenmechanismus in der gewünschten Schließstellung gehalten, wobei sie die zwischen die Enden der Elektroden 51 und 52 liegenden Werkstücke mit der erforderlichen Kraft zusammenpreßt.By pressing the pipe sleeves 41 and 42 against each other, the welding gun held in the desired closed position by the latch mechanism, wherein the workpieces lying between the ends of the electrodes 51 and 52 with the required force.

Patentansprüche; Claims;

Claims

Claims (½ electrical resistance welding process for welding thin metal parts, especially metal pins anchored in a jawbone with a high melting temperature to a denture support or the like., d a d u r c h it is noted that the parts (3, 4) to be welded are initially indicated the weld (5) are mechanically pressed together, whereupon by the parts an electrical welding current in the form of at least one first current pulse (1) is sent through, the at least one further current pulse (2) of higher Energy content as the first current pulse follows.

2. The method of claim 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the second current pulse (2) the first current pulse (1) at a time interval follows, which is much greater than the duration of the current pulses.

3. The method according to claim 1 or 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the duration of the current pulses (1, 2) is of the order of fifteen Milliseconds and that of the time interval between the current pulses in the order of magnitude from 1 to 3 seconds.

4. The method according to any one of the preceding claims, d a d u r c it is true that the current pulses (1, 2) have an energy content on the order of 1.5 to 150 watt seconds and their initial voltage is on the order of 5 to 10 volts.

5. Apparatus for performing the method according to any one of the claims 1 to 4, that is, that it consists of the following parts consists: a) two regulating transformers (17, 18) with each other independently variable output voltage, b) a rectifier (19-22) ,.

c) a capacitor (37), d) a pulse transformer (35), e) a first switching device (38) for periodically connecting one of the regulating transformers (17, 18) with the rectifier (19 - 22), f) a second switching device (27) for connecting the rectifier (19-22) to the capacitor (37), g) a third Switching device (34) for connecting the capacitor (37) to the pulse transformer (35), h) a program control device (10-14, 111-113) for controlling the three switching devices (38, 27, 34) in each welding cycle such that first one of the regulating transformers (17) with the rectifier (19-22) and this is connected to the capacitor (37), while the latter is connected to the pulse transformer (35) for an amount sufficient to charge it to a first amount of welding energy Period is separated that thereupon the capacitor (37) from the rectifier (19 - 22) separately and instead with the pulse transformer (35) for one to its discharge is connected sufficient period of time that thereafter the second Control transformer (18) with the rectifier (19-22) and this with the capacitor (37) is connected, while the latter is connected to the pulse transformer (35) for one sufficient time for it to be charged to a second amount of welding energy separated is, and that finally the capacitor (37) again from the rectifier (19-22) separated and instead using the pulse transformer (35) for one to discharge it sufficient time is connected, and i) one to the output (135) of the pulse transformer (35) connected welding tool (Fig. 6).

6. Apparatus according to claim 5, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the rectifier (19-22) contains two transformers, their primary windings are connected in parallel opposite to each other and their secondary windings in series with one set of rectifier diodes (21 or 22) each connected in parallel in the same direction are.

Apparatus according to claim 5 or 6, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the capacitor (37) at a voltage between 100 and 1000 volts an energy in the order of 1.5 to 150 watt-seconds can also be charged.

8. Apparatus according to claim 7, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the pulse transformer (35) is designed so that its maximum secondary voltage is on the order of 10 volts.

9. Apparatus according to any one of claims 5 to 8, d a -d u r c h g e k It is noted that the welding tool is in the form of pliers and two scissor arms (39, 139) articulated to one another in their middle, one each Electrode holder (47 or 48) at one end (43, 44) of each scissor arm, the to the secondary output terminals of the pulse transformer (35) electrically are connected and each take up one electrode (51, 52) of an electrode pair, and further comprises means (41, 42, 54-57) to keep the electrodes (51, 52) during of the entire Welding cycle against each other and against those to be welded Keep parts (3, 4) pressed.

10. Apparatus according to claim 9, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the press holding means from one to the one scissor arm (139) arranged toothed lever (54) and one on the other scissor arm (39) arranged pawl (55) exist. Blank page