DE2558314C2

DE2558314C2 - Vorrichtung zum Verbinden von zwei Thermodrähten eines Thermoelements mittels Lichtbogenschweißung unter Schutzgas

Info

Publication number: DE2558314C2
Application number: DE19752558314
Authority: DE
Inventors: jean-Luc 7306 Denkendorf Hudault
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1975-12-23
Filing date: 1975-12-23
Publication date: 1978-02-23
Also published as: DE2558314B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Verbinden von zwei Thermodrähten eines Thermoelements mittels Lichtbogenschweißung mit einer nichtabschmelzenden Schweißelektrode innerhalb eines Gehäuses, das öffnungen zur Zu- und Ableitung eines Schutzgases aufweist.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der DT-AS 29 842 bekannt. Eine solche Vorrichtung ist jedoch, ebenso wie die aus der US-PS 27 61 957 bekannte Lichtbogen-Punktschweißvorrichtung, bei welcher eine am Kern eines Elektromagneten befestigte Schweißelektrode zur Erzeugung des Lichtbogens vom Werkstück abhebt und wobei die Wicklung des Elektromagneten vom Schweißstrom durchflossen ist, zur Herstellung von Mantelthermoelementen nicht geeignet.

Mantelthermoelemente zur Temperaturmessung bestehen in bekannter Weise aus zwei Thermodrähten, die an einem Ende miteinander verschweißt sind und in einem Mantelrohr stecken, von diesem und untereinander isoliert. Die Verschweißung innerhalb des Mantelrohres durchzuführen, stößt bei Miniatur-Mantelthermoelementen auf große Schwierigkeiten, da der 0,5 mm und weniger beträgt. Elektronenstrahl- und Microplasma-Schweißverfahren brachten nicht den gewünschten Erfolg.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die Verschweißung der Thermodrähte innerhalb eines Mantelrohres, insbesondere eines Miniatur-Mantelrohres mit einem Außendurchmesser von weniger als

I mm, erfolgen kann und dabei übermäßiger Zeitaufwand und hoher Ausschuß vermieden wird.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß die Schweißelektrode an einem axial verschiebbaren Kern eines Elektromagneten befestigt ist, daß das Gehäuse in dieser Achse eine öffnung aufweist, durch welche ein Mantelrohr mit den zu schweißenden Thermodrähten führbar ist, daß im Gehäuse hinter dieser öffnung ein metallischer, mit der Schweißelektrode über einen Schutzwiderstand elektrisch verbundener Führungsring vorgesehen ist, mit welchem das Mantelrohr beim Schweißvorgang elektrischen Kontakt hat, und daß der Stromkreis vom Pluspol einer Stromquelle über die Wicklung des Elektromagneten und in Reihe damit über die Schweißelektrode und die Thermodrähte zum Minuspol führt.

Mit dieser Vorrichtung wird die gestellte Aufgabe einwandfrei gelöst. Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Beschreibung und Zeichnung eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 einen Querschnitt der erfindungsgemäßen Vorrichtung und

F i g. 2 ein elektrisches Schaltbild dazu.
F i g. 1 zeigt einen schematischen Querschnitt der erfindungsgemäßen Schweißvorrichtung. In einem durchsichtigen zylindrischen Gehäuse 1 aus Glas oder Kunststoff ist ein Kraftstoffeinspritzventil 2 zugeordnet, welches eine elektrische Wicklung 3 und einen Weicheisenkern 4 aufweist. An dem aus dem Ventilgehäuse 5 ragenden, mit dem Kern 4 verbundenen Stempel 6 ist eine Spannzange 7 befestigt, welche die positive Elektrode 8 aufnimmt. Mit dem Ventilgehäuse 5 ist ein Tragerrohr 9 aus elektrisch isolierendem Material verbunden, welches an dem dem Ventilgehäuse gegenüberliegenden Ende einen elektrisch leitenden Führungsring 10 aufweist und im Bereich der positiven Elektrode 8 über den Umfang verteilte Schauöffnungen

I1 besitzt. Der Führungsring 10 ist mit dem Ventilgehäuse 5 durch einen Schutzwiderstand 12 elektrisch verbunden. An seinem einen Ende weist das Gehäuse 1 im Bereich des Führungsringes 10 eine öffnung 16 auf, an seinem anderen Ende ist es mit einem Deckel 13 verschlossen, durch welchen ein elektrisches Anschlußkabel 14 vom Pluspol einer Stromquelle und ein Kanal 15 zur Einleitung des Schutzgases führen. Durch die Gehäuseöffnung 16 und den Führungsring 10 ist ein zu schweißendes Mantelrohrthermoelement 17 gegen die positive Elektrode 8 geschoben, dessen Thermodrähte am anderen Ende des Mantelrohres über eine Klemme 18 mit dem Minuspol der Stromquelle verbunden sind.

F i g. 2 zeigt ein elektrisches Schaltbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Der Lichtbogen-Stromkreis führt vom Pluspol + einer Stromquelle über einen Relaiskontakt 20, die elektrische Wicklung 3 zur positiven Elektrode 8 und von dieser über den entstehenden Lichtbogen 21 zu den beiden zu schweißenden Thermodrähten 22 und 23 des Mantelrohrthermoelementes 17, — welche im Mantelrohr 24

Aijßendurchmesser der Mantelrohre bis herab zu etwa gegen dieses und untereinander isoliert sind — und von

diesem zum Minuspol — der Stromquelle. Die positive Elektrode 8 ist mit dem Führungsring 10, mit welchem das Mantelrohr 24 beim Schweißen elektrisch verbunden ist durch einen Widerstand 12 verbunden. Der Relaiskontakt 20 wird von einem Zeitglied 26 betätigt, welches in Reihe mit einem Schälter 27 an einer Stromquelle liegt.

Die Funktionsweise der Vorrichtung ist folgende:
In das Gehäuse 1, welches von Schutzgas, beispielsweise Argon, erfüllt ist, wird ein zu schweißendes Mantelthermoelement 1 durch die öffnung 16 eingeführt und berührt dabei den Führungsring 10. Wenn es sich in der richtigen Stellung befindet, d. h„ wenn die Spitze der positiven Elektrode 8 der beiden Thermodrähte 22 und/oder 23 berührt, wird der vorzugsweise als Fußkontakt ausgebildete Schalter 27 geschlossen, wodurch für eine voreinstellbare Zeitdauer — etwa 0,1 bis 1 s — das Zeitglied 26 den Relaiskontakt 20 schließt. Durch den Lichtbogenstromkreis fließt Strom — etwa 0,05 bis 1 A bei etwa 400 V — wodurch der Weicheisenkern 4 mit der Elektrode 8 in Pfeilrichtung von den Thermodrähten etwa 0,1 bis 1 mm entfernt wird und ein Lichtbogen entsteht, der die beiden Thermodrähte 22 und 23 zusammenschweißt. Der genaue Abstand ist durch die Entfernung der Spannzange 7 vom Gehäuse 5 des Elektromagnet^ n in Ruhelage einstellbar.

Damit der Lichtbogen genau auf die zu versch weißenden Thermodrähte gerichtet wird und nicht etwa auf das Mantelrohr 24, was bei mangelnder Isolation geschehen könnte, liegt das Mantelrohr über den Schutzwiderstand 12 — beispielsweise 80 kß - und den Führungsring 10 auf gleichem elektrischen Potential wie die positive Elektrode 8. Dies wirkt wie eine »Fokussierung« des Lichtbogens, solange die Isolation zwischen Thermedrähten und Mantelrohr genügend groß ist Im anderen Fall sinkt das Potential am Mantelrohr 24 im Augenblick der Berührung zwischen positiver Elektrode und Thermodrähten auf einen Wert, bei dem sich ein Lichtbogen weder zwischen Elektrode und Mantelrohr noch zwischen Mantelrohr und Thermodrähten ausbilden kann.

Eine nicht dargestellte Variante der Vorrichtung sieht vo···, daß der Lichtbogenstromkreis durch Berühren der Thermodrähte durch die positive Elektrode geschlossen wird, wodurch das Ziehen des Lichtbogens automatisch erfolgt. Der Relaiskontakt 20 ist in diesem Fall als Ruhekontakt ausgebildet, der nach der gewählten Zeitdauer geöffnet und in geöffneter Stellung gehalten wird, bis die Anlage wieder in Anfangsstellung gebracht wird.

In beiden Fällen ist eine Berührung des Mantelrohres 24 durch die Elektrode unschädlich, da beide auf gleichem Potential liegen und somit kein Strom fließen kann. Je nach Anwendungsfall können die positive und negative Elektrode auch vertauscht sein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Verbinden von zwei Thermodrähten eines Thermoelements mittels Lichtbogenschweißung mit einer nichtabschmelzenden Schweißelektrode innerhalb eines Gehäuses, das öffnungen zur Zu- und Ableitung eines Schutzgases aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißelektrode (8) an einem axial verschiebbaren Kern (4) eines Elektromagneten (2) befestigt ist, daß das Gehäuse (1) in dieser Achse eine öffnung (16) aufweist, durch welche ein Mantelrohr (24) mit den zu schweißenden Thermodrähten (22, 23) führbar ist, daß im Gehäuse hinter dieser öffnung ein metallischer, mit der Schweißelektrode über einen Schutzwiderstand (12) elektrisch verbundener Führungsring (10) vorgesehen ist, mit welchem das Mantelrohr beim Schweißvorgang elektrischen Kontakt hat, und daß der Stromkreis vom Pluspol einer Stromquelle über die Wicklung des Elektromagneten (3) und in Reihe damit über die Schweißelektrode (8) und die Thermodrähte (22,23) zum Minuspol führt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (4) des Elektromagneten (2) mit einer Spannzange (7) versehen ist, welche als Anschlag für die axiale Verschiebung um eine definierte Strecke dient und in welcher die Schweißelektrode (8) gelagert ist.

3. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zeitglied (26) vorgesehen ist, welches die Dauer des Lichtbogens (21) bestimmt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeitglied (26) von einem Schalter (27) einschaltbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeitglied (26) automatisch bei Berührung der Thermodrähte (22 und/oder 23) durch die positive Elektrode (8) einschaltbar ist.