DE363496C

DE363496C - Switch for electrical resistance welding machines

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Publication number: DE363496C
Application number: DESCH56862D
Authority: DE
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Priority date: 1919-12-04
Filing date: 1919-12-04
Publication date: 1922-11-09

Description

DEUTSCHES REICHGERMAN EMPIRE

AUSGEGEBEN AM 9. NOVEMBER 1922ISSUED ON NOVEMBER 9, 1922

REICHSPATENTAMTREICH PATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

- JKi 363496 -KLASSE 21 h GRUPPE 12 - JKi 363496 - CLASS 21 h GROUP 12

(Sch 56862(Sch 56862

Edmund Schröder in Berlin.Edmund Schröder in Berlin.

Schalter für elektrische Widerstandsschweißmaschinen. Patentiert im Deutschen Reiche vom 4. Dezember 1919 ab.Switches for electric resistance welding machines. Patented in the German Empire on December 4, 1919.

Die Ausführung einwandfreier und gleichmäßiger Punktschweißungen ist insbesondere bei etwas größeren Materialstärken schwierig. Schon sobald z. B. Blechstärken von etwa über I¹Z₂ mm und größere Blechstärken verschweißt werden sollen, ist man in der Erzielung guter Schweißungen nur vom Gefühl und der Übung des die Maschine bedienenden Arbeiters abhängig. Aber auch trotzdem ist eine Gewähr für Gleichartigkeit aller erzielten Schweißungen hierbei schwer zu erreichen. Bekanntlich arbeitet die elektrische Widerstandsschweißung mitIt is difficult to carry out flawless and uniform spot welds, especially with somewhat larger material thicknesses. As soon as z. B. sheet thicknesses of about I ¹ Z ₂ mm and larger sheet thicknesses are to be welded, one is only dependent on the feeling and the practice of the worker operating the machine to achieve good welds. But even in spite of this, it is difficult to guarantee the similarity of all welds achieved. As is well known, electrical resistance welding also works

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Schweißstromspannungen von o,5 bis 4 Volt. Bei diesen geringen Spannungen können schon kleine Unterschiede im Oberflächenzustand der zu verschweißenden Bleche oder anderer Teile erhebliche Änderungen entweder in derSchweißdauer oder der Energiezufuhr nötig machen. Bei dünnen Blechen ist eine geringe Überschreitung der Stromdauer unschädlich. Die Schweiß dauer ist hier im allgemeinen so kurz, daß auch selbst bei Anwendung doppelter Schweißzer keine nennenswerte Schädigung der Schweißstellen eintritt. Bei größeren Materialstärken ist im allgemeinen die Zeitdauer schon ea heblich größer, aber erfahrungsgemäß ist auch der Einnuß einer Veränderung in der als günstigst erkannten Energiemenge oder Schweißzeit von viel größerem Einfluß als bei dünneren Blechen Bisher hat man es in derartigen Fällen versucht, gleichartige Schweißungen dadurch zu erzielen, daß man mit einer bestimmten festgelegten Zeitdauer pro Schweißstelle arbeitete, während ebenso natürlich der Stromwert auch hierbei festgelegt wurde.Welding current voltages from 0.5 to 4 volts. With these low voltages, you can small differences in the surface condition of the sheets or other parts to be welded make significant changes in either the welding time or the energy input necessary. In the case of thin sheet metal, a slight excess of the current duration is harmless. The sweat duration is generally so short here that even when using double welders no significant damage to the welds occurs. For larger material thicknesses In general, the period of time is considerably longer, but experience has shown that the inutilization is also significant a change in the amount of energy or welding time recognized as being the most favorable much greater influence than with thinner sheets. So far, attempts have been made in such cases to achieve similar welds by using a certain fixed Time worked per welding point, while the current value also worked here, of course was established.

Dieses Verfahren ist jedoch nur dann anwendbar, wenn insbesondere der Oberflächenzustand der zu verschweißenden Teile immer gleich bleibt. Dünne Oxydschichten schon bringen eine erhebliche Veränderung der Zeitdauer hervor; es kann z. B. bei auch verhältnismäßig wenig oxydierten Blechen die Zeitdauer pro Punkt doppelt so hoch werden als bei vollkommen reinen Blechen. Es ist deshalb in den meisten Fällen nicht möglich, durch Festlegung der Zeitdauer gleichartige Schweißungen zu erzielen, weil nur in Ausnahmefällen ein vollkommen konstantbleibender Oberflächenzustand der zu verschweißenden Teile innegehalten werden kann. Nun ist eigentlich die notwendige Schweißtemperatur eine Funktion der der Schweißstelle zugeführten Energiemenge. Die jeweils zu erhitzende Mateiialmenge bleibt im wesentlichen konstant, da man für längere Zeiten bei Punktschweißungen mit einer bestimmten Größe des Punktdurchmessers oder bei Nahtschweißungen mit einer bestimmten Nahtbreite arbeiten wird. Gleichartige Schweißungen sind also auch bei veränderlichem Oberflächenzustand der zu verschweißendenTeile erzielbar, wenn jeder Schweißstelle eine bestimmte, als ausreichend erkannte Energiemenge zugeführt wird. Wohl ändert sich die zuzuführende Energiemenge, auch wenn sich die Zeitdauer bei sonst gleichen zu erhitzenden Materialquerschnitten ändert, weil bei längerer Zeitdauer insbesondere die Ableitungs-Verluste größer werden, jedoch liegt diese Änderungsgröße innerhalb der für gute Schweißungen meist noch zulässigen Toleranzen. Es würde also möglich sein, gleichartig gute Schweißun-. gen zu erhalten, wenn die Energiemenge, die jeder Schweißstelle zugeführt wird, konstant gehalten wird. Für elektrische Schweißmaschinen sind aber derartige Arbeitsweisen bisher noch nicht angewandt worden, insbesondere, weil für die immerhin recht robuste Beanspruchung aller für den Schweißmaschinenbetrieb in Frage kommenden Teile geeignete Vorrichtungen zur Bemessung der Energiemenge nicht zur Verfügung standen.However, this method is only applicable if, in particular, the surface condition the parts to be welded always remains the same. Thin layers of oxide produce a considerable amount Change in length of time; it can e.g. B. with relatively little oxidized Sheet metal the time per point will be twice as high as with completely pure Sheet metal. It is therefore not possible in most cases by specifying the duration to achieve similar welds, because only in exceptional cases a completely constant one Surface condition of the parts to be welded can be maintained. Now is actually the necessary welding temperature a function of the amount of energy supplied to the weld. The amount of material to be heated in each case remains essentially constant since spot welds are used for longer times will work with a certain size of the spot diameter or with seam welds with a certain seam width. Welds of the same type are therefore also possible when the surface condition of the parts to be welded changes achievable if a certain amount of energy recognized as sufficient is supplied to each welding point. Probably changes the amount of energy to be supplied, even if the duration is otherwise the same to be heated Material cross-sections changes, because with a longer period of time, in particular, the dissipation losses become larger, but this amount of change is within that for good welds mostly still permissible tolerances. So it would be possible to weld equally well. genes when the amount of energy supplied to each weld is constant is held. For electric welding machines, however, such working methods have been used so far has not yet been used, in particular because of the rather robust use all parts suitable for welding machine operation were not available to measure the amount of energy.

Gemäß der Erfindung ist nun ein Schalter vorgesehen, welcher ein Arbeiten mit bestimmt festgelegten Energiemengen nicht nur gestattet, sondern sich auch so ausführen läßt, daß er bei infolge verschiedenen Oberflächenzustandes der zu verschweißenden· Teile sich ändernder Zeitdauer den Strombedarf der Schweißstelle so weit anpaßt, daß auch der bei längerer Zeitdauer durch Wärmeableitung eintretende größere Energiebedarf wenigstens zum größten Teil vom Schalter automatisch reguliert wird.According to the invention, a switch is now provided which determines work with specified amounts of energy are not only permitted, but can also be carried out in such a way that it is at as a result of the different surface condition of the parts to be welded and the duration of the change adjusts the current requirement of the welding point so that it can also be used for a longer period of time due to heat dissipation occurring greater energy demand at least for the most part from Switch is regulated automatically.

Die Abb. 1 und 2 stellen nun Ausführungsbeispiele des neuen Schalters dar.Figs. 1 and 2 now represent exemplary embodiments of the new switch.

In Abb. ι zeigt 1 ein Gefäß, welches einen flüssigen Leiter, beispielsweise Quecksilber, enthält. In dieses Gefäß taucht ein zweites" aus nichtleitendem Material bestehendes Gefäß 2, welches im Boden eine sich verengende Öffnung enthält. Diese Öffnung läßt sich durch mehr oder weniger tiefes Hineinschrauben eines Kegels 3 mehr oder weniger verengen. Der eine Pol ist mit dem Quecksilber des größeren Gefäßes, der andere Pol mit dem Quecksilber des inneren Gefäßes verbunden. Werden nun diese beiden Pole an ein Stromnetz gelegt, so kann man durch entsprechende Einstellung der Regeldüse leicht erreichen, daß der die innere und die äußere Quecksilbermenge verbindende, die Düse durchsetzende Quecksilberquerschnitt so bemessen ist, daß nach Durchgang einer gewissen Strommenge das Quecksilber in dem Düsenteil verdampft und so den Strom unterbricht. Durch entsprechende Regelung des Düsendurchganges läßt sich also die Strommenge, nach welcher die Unterbrechung eintritt, einstellen.In Fig. Ι shows 1 a vessel, which a liquid conductor, such as mercury. A second "emerges" into this vessel non-conductive material existing vessel 2, which has a narrowing opening in the bottom contains. This opening can be opened by screwing in a cone to a greater or lesser extent 3 more or less narrow. One pole is with the mercury of the larger vessel, the other pole connected to the mercury of the inner vessel. Will this now When both poles are connected to a power supply, you can adjust the control nozzle accordingly easily achieve that the connecting the internal and external quantities of mercury, the The mercury cross-section passing through the nozzle is dimensioned so that after a certain passage Amount of electricity the mercury evaporates in the nozzle part and thus interrupts the current. By regulating the nozzle passage accordingly, the amount of electricity, after which the interruption occurs.

Der durch den Schalter passierende Strom ist nun um einen Elektromagneten 4 geführt, welcher einen Anker 5, welcher durch die Feder 6 von ihm abgezogen werden kann, anzieht. Der Betätigungshebel 7, der durch die Feder 8 in seine Ruhelage zurückgeführt wird, kann den Anker andrücken. Wird nun der Betätigungshebel 7 in der Pfeilrichtung bewegt, so wird durch den Kontakt 9 und die beiden Kontakte 10, Ii der Strom geschlossen und bleibt geschlossen auch nach Rückführung des Hebels 7, weil ja der jetzt stromdurchflossene Elektromagnet 4 den Anker 5 anzieht.The current passing through the switch is now led to an electromagnet 4, which an armature 5, which can be pulled off by the spring 6, attracts. Of the Operating lever 7, which is returned to its rest position by the spring 8, can the Press anchor. If the operating lever 7 is now moved in the direction of the arrow, then through the contact 9 and the two contacts 10, Ii the current is closed and remains closed even after the lever 7 has been returned, because the electromagnet through which current is now flowing 4 attracts the armature 5.

Nach Durchgang einer durch die Düseneinstellung bestimmten Strommenge wird indes der Strom im Schaltergefäß 1 unterbrochen, der Anker 5 wird durch die Feder 6 zurückgerissen, daß auch hier der Strom unterbrochen ist.However, after an amount of current determined by the nozzle setting has passed the current in the switch vessel 1 is interrupted, the armature 5 is torn back by the spring 6, that the current is also interrupted here.

Es kann also nach Wieder kondensation des Quecksilber dampf es, wodurch der Düsenquerschnitt wieder leitend wird, ein neuer Stromdurchgang erst wieder erfolgen, wenn durch den Betätigungshebel 7 der Anker von neuem in die Schlußstellung gebracht wird. Das Gefäß 1 ist zweckmäßig von einem Wasserbad umgeben, durch welches es auf einer bestimmten Temperatur gehalten werden kann. Wie nun leicht ersichtlich, paßt sich dieser Schalter weitgehend den Erfordernissen einer gleichartigen Schweißung an. Einmal ist die für eine bestimmte Schweißung erforderliche Energiemenge einstellbar unabhängig im wesentlichen von der Schweißzeit, so daß also z. B. bei Veränderung des Oberflächenzustandes der zu verschweißenden Teile sich die Schweißzeit automatisch dem Oberflächenzustand anpaßt, aber der neue Schalter leistet noch mehr.So it can after re-condensation of the Mercury vaporizes it, which makes the nozzle cross-section conductive again, creating a new passage of electricity only take place again when the armature is activated again by the actuating lever 7 is brought into the final position. The vessel 1 is expediently surrounded by a water bath, by which it can be kept at a certain temperature. How easy now As can be seen, this switch largely adapts to the requirements of a similar weld at. On the one hand, the amount of energy required for a specific weld can be set essentially independent of the welding time, so that z. B. in case of change the surface condition of the parts to be welded, the welding time automatically changes The surface condition adapts, but the new switch does even more.

Wenn z. B. durch Vorhandensein einer Oxydschicht auf den Oberflächen der zu verschweißenden Teile die Schweißdauer sich verlängert und dadurch die Ableitungsverluste in der Schweißstelle größer werden, so wLrd auch die Wärmeableitung im Schalter selbst einen größeren Betrag erreichen, wenn die Anordnung der Kühlung so getroffen ist, daß ihr Einfluß möglichst weitgehend auf die Schaltdüse zur Geltung kommt. Der Schalter paßt sich also dem Oberflächenzustande des zu verschweißenden Materials an der Schweißstelle selbsttätig an, indem er bei längerer Schweißdauer die durch Fortleitung an der Schweißstelle entstehenden Verluste dadurch ausgleicht, daß er durch. Verlängerung der Schlußzeit die durchgehende Energiemenge vergrößert. Es ist leicht, durch passendes Nahelegen der Kühleinrichtung an die Düse diese selbsttätige Anpassung so weit zu treiben, daß auch bei stark verschiedenem Oberflächenzustande der zu verschweißenden Teile immer die richtige, für eine gute Schweißung erforderliche Energiemenge zur Wirkung kommt. Abb. 2 stellt nun eine weitere Ausbildung des Schalters dar, und zwar für den Fall, daß die Elektroden mechanisch betätigt werden. Wie die Abbildung schematisch zeigt, wird die Betätigungswelle 12 durch eine Friktionskupplung mit der Triebscheibe gekuppelt. Der Hohlkegel der Friktionskupplung dient als Riemenscheibe oder bei direktem Antreiben durch Elektromotor als Zahnrad o. dgl. Die Feder 15 sucht den Innenkegel, welcher achsial auf der Betätigungswelle 12 beweglich, gegen Drehung aber mit ihr verkuppelt ist, zum Kupplungseingriff zu bringen. Der Elektromagnet 16 sucht entgegen der Federwirkung zu entkuppeln.If z. B. by the presence of an oxide layer on the surfaces of the to be welded Parts of the welding time are extended and thereby the dissipation losses in the If the welding point becomes larger, the heat dissipation in the switch itself will also be one Achieve greater amount if the arrangement of the cooling is made so that its influence as much as possible on the Switching nozzle comes into its own. The switch adapts to the surface conditions of the material to be welded at the welding point automatically by having a longer Welding duration the losses resulting from the transmission at the welding point makes up for that he's through. Extension of the closing time increases the amount of energy passed through. It is easy, by appropriately placing the cooling device close to the nozzle, to drive this automatic adaptation so far that even with very different surface conditions of the parts to be welded, always the the correct amount of energy required for a good weld is effective. Fig. 2 shows a further embodiment of the switch, in the event that the Electrodes are operated mechanically. As the figure shows schematically, the actuating shaft 12 coupled to the drive pulley by a friction clutch. The hollow cone the friction clutch is used as a belt pulley or when driven directly by an electric motor as a gear or the like. The spring 15 seeks the inner cone, which is axially on the actuating shaft 12 is movable, but is coupled to it against rotation, for coupling engagement bring to. The electromagnet 16 seeks to decouple against the spring action.

Die Wirkungsweise ist nun folgende:The mode of action is now as follows:

Von der dauernd laufenden Triebwelle wird durch einen auf der Triebscheibe angeordneten ι Nocken 17 der Betätigungshebel 7 der Abb. 2 ' bewegt, so daß der Strom eingeschaltet wird. Im gleichen Augenblick erhält der Elektro^r magnet 16 Strom und entkuppelt die Betäti-The actuating lever 7 of Fig. 2 'is moved from the continuously running drive shaft by a cam 17 arranged on the drive pulley, so that the current is switched on. At the same moment, the electric magnet 16 receives ^r stream and disengages the actuating

■ gungswelle. Der den Hebel 7 bewegende Nok-' ken ist nun so angeordnet, daß in diesem Ent-■ motion wave. The Nok- 'moving the lever 7 ken is now arranged in such a way that in this development

kupplungsaugenblick die Elektroden in der Arbeitsstellung stehen bzw. bei schrittweisem j Arbeiten mit Rollenelektroden eben der Ruhezustand der Rollen eintritt, so daß die Schweij ßung unter ruhender Elektrode erfolgt. Nach. ! vollendeter Schweißung wird durch den automatischen Hauptschalter der Strom unterbro- ! chen, der Elektromagnet 16 gibt die Kupplung frei, so daß entweder bei Rollenelektroden, ι welche schrittweise arbeiten, ein neuer Schritt erfolgt oder bei Punktelektroden ein Abheben j der Elektroden und ein Wiederaufsetzen nachcoupling instant the electrodes are in the working position or with step-by-step j Working with roller electrodes the idle state of the rollers occurs so that the sweat Measurement takes place with the electrode at rest. To. ! completed welding is achieved by the automatic Main switch the power is interrupted! Chen, the electromagnet 16 is the clutch free, so that either with roller electrodes, which work step by step, a new step takes place or, in the case of point electrodes, the electrodes are lifted off and then replaced

■ einer bestimmten, durch die Entfernung der■ a certain, by removing the

] Betätigungsnocken auf der Triebwelle festgelegten Zeit erfolgt. Der neue Schalter gestattet also auch besonders bei Nahtschweißungen mit sogenannten Rollenschrittmaschinen eine selbsttätige Anpassung an die Änderung der Oberflächenzustande der zu verschweißenden Teile. ] Actuating cam takes place on the drive shaft specified time. The new switch allows automatic adaptation to changes in the surface condition of the parts to be welded, especially when welding seams with so-called roller stepping machines.

Claims

P ATENT claims:

1. Switches for electrical, resistance welding machines, characterized in that a part of the current path through a control devices in its cross-section variable liquid thread is formed, which after passage of a through evaporates the thread cross-section certain amount of energy and thus interrupts the current, which then at the same time the Winding of a holding magnet in series with this switch is de-energized and a magnet-operated auxiliary switch in series with the main switch is switched off will.

2. Switch according to claim 1, characterized in that through the cooling device the welding machine the duration of the current through the liquid thread is influenced in such a way that if the welding time is extended by the cooling the heat dissipation of the liquid thread increases and an additional amount of energy is let through by the switch.

3. Switch according to claim 1 and 2, characterized in that it is at mechanical Electrode actuation influences this actuation according to the speed.

1 sheet of drawings.