DE390447C - Einrichtung zum elektrischen Anschweissen von Metallstiften u. dgl. an Metallkoerper - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine weitere Ausbildung der Einrichtung zum elektrischen Anschweißen von Metallstiften u. dgl. an Metallkörper nach Patent 364729. Bei dieser Einrichtung wird zwischen dem Metallstift o. dgl. und dem Körper, an dem der Stift angeschweißt werden soll, ein elektrischer Lichtbogen gebildet und während einer selbsttätig bestimmten Zeit aufrechterhalten und darauf das geschmolzene Ende des Stiftes an die geschmolzene Stelle des Körpers angedrückt.

Gemäß der Erfindung wird die Tätigkeit der durch Druckluft oder ein anderes Druckmittel betriebenen Vorrichtung zur Be\vegung des Stiftes und zur Bildung des Lichtbogens durch einen selbsttätigen mechanischen Apparat geregelt. Der Stifthalter wird hierbei von einem Kolben getragen, dessen Zyunder das Druckmittel so zugeführt werden kann, daß es die Bewegung des Ko bens in der einen oder der anderen Richtung bewirkt, wie es erforderlich ist, um den Stift zuerst zwecks Bildung des Lichtbogens von der Platte hinweg- und dann zwecks Anschweißens an die Platte

^a5 gegen dieselbe zurückzubewegen. Der Druckmittelein- und -austritt in und aus dem Zylinder wird durch Ventile geregelt, die durch mechanische Mittel selbsttätig bewegt werden. Diese Mittel bestehen vorteilhafterweise aus Daumen, die durch eine elektrisch wirkende oder elektrisch gesteuerte Antriebsvorrichtung in Drehung gesetzt werden. Diese Daumen ; sind so angeordnet, daß die Zeit, während : welcher der Stift von der Platte hinwegbewegt wird, und somit die Dauer der Aufrechterhaltung des Lichtbogens sowie auch die Schlußdauer des Haupt- oder Schweißstromkreises nach Bedarf geändert w-erden können. Auf den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt, und zwar zeigen Abb. 1, ra und 2 eine Bauart der Vorrichtung zur Bewegung des Stiftes und zur Bildung des Lichtbogens in zwei zueinander rechtwinkligen Aufrissen, teilweise geschnitten; Abb. 3 ist eine schematische Darstellung der gegenseitigen Lage der Daumen der. selbsttätigen Reguliervorrichtung; Abb. 4 zeigt eine andere Bauart der Ventile und der selbsttätigen Reguliervorrichtung; Abb. 5 ist eine schematische Darstellung der gegenseitigen Lage der Daumen bei dieser Ausführung der Reguliervorrichtung, und Abb. 6 und 6a bilden zusammen ein Schaltungsschema für die Bauart nach Abb. 1 bis 3.

Bei der Ausführung nach Abb. 1 bis 3 ist die Vorrichtung, welche zur Bewegung des Stiftes und zur Bildung des Lichtbogens dient, an einem Schlitten oder einer Spindel, z. B. wie bei einer Bohrmaschine, befestigt und mit den nötigen Ventilen, die durch eine selbsttätige Reguliervorrichtung bewegt werden, fest verbunden, während die Ventile durch ein biegsames Rohr mit der Druckmittelquelkverbunden werden können.

Die Vorrichtung zur Bewegung des Stiftes und zur Bildung des Lichtbogens besteht aus einem Zylinder α (Abb. 2), in dem sich ein Kolben b befindet. Die Kolbenstange &¹ greift durch Stopfbüchsen in der Mitte der Zylinderdeckel α¹ und «² hindurch. An ihrem unteren Ende ist ein Klemmfutter b² oder ein anderer Stifthalter angebracht. Der obere Zylinderdeckel α¹ trägt auf einem Bügel <r eine Vorrichtung zur Einstellung der Lichtbogenlänge; diese Vorrichtung besteht aus einem Schraubstöpsel c mit einer Längsbohrung, die oben durch eine Schraube verschlossen ist und'eine Feder c¹ enthält; diese drückt auf einen kleinen Kolben c², der um ein die Lichtbogenlänge bestimmendes Maß aus dem Stöpsel herausragt. Die beiden Regulierventile d und e (Abb. ia) sind als Kolben ausgebildet und in zylindrischen Gehäusen d¹ und e¹ beweglich. Das Gehäuse d¹ ist mit zwei Stutzen versehen, die durch Rohre d² und d^s (Abb. 1) mit Öffnungen in den Deckeln a¹ und a² des Zylinders α verbunden sind. Das Gehäuse e¹ ist durch einen Stutzen mit einem Lufteinlaßhahn, e" verbunden und mit einer Öffnung e^s zur Verbindung mit der Außenluft versehen. Das Ventil e verbindet bei seiner obersten Stellung das Gehäuse d¹ des Ventils d mit dem Lufteinlaßhahn e~ und bei seiner untersten Stellung das Ventilgehäuse d¹ mit der Außenluft. Das Ventil d verbindet bei seiner untersten Stellung den unter dem Kolben b befindlichen Raum des Zylinders α mit dem Ventilgehäuse e¹ und den über dem Kolben b befindlichen Zylinderraum mit der Außenluft, während es bei seiner obersten Stellung umgekehrt den Zylinderraum über dem Kolben b mit dem Ventilgehäuse e¹ und denjenigen unter dem Kolben mit der Außenluft verbindet. Die Ventile d und e sind oben mit Stangen dⁱ und eⁱ ausgestattet, die durch Verschlußstöpsel der Venti'gehäuse herausragen. Im unteren Teil der Ventilgehäuse sitzen unter den Ventilen Schraubenfedern f, die bestrebt sind, die Ventile in ihrer obersten Stellung zu halten. Die Gehäuse d¹ und e¹ sind an beiden Enden geschlossen und mit Öffnungen d⁵ oder e^s zum Luftauslaß bzw. zur Ermöglichung der freien Ventilbewegung versehen.

Die selbsttätige Reguliervorrichtung besteht aus einer Welle g (Abb. ia), auf der Daumen h und i befestigt sind, die bei der Drehung der Welle die Ventilstangen ei⁴ und eⁱ der Wirkung der Federn / entgegen niederdrücken und sie durch die Federn wieder hochdrücken lassen. Die Daumenwelle g wird mittels eines Schneckengetriebes g¹ oder eines .anderen geeigneten Getriebes durch einen Elektromotor g² (Abb. 6a) oder einen anderen elektrisch gesteuerten Motor mit gleichbleibender Geschwindigkeit gedreht. Um die zu einer Schweißung nötige Reihe von Arbeitsvorgängen zu bewirken, muß die. Welle g eine ganze Umdrehung machen. Zum Schließen und Öffnen des Motorstromkreises ist deshalb auf der Welle g ein weiterer Daumen / angebracht, der mit einem Kontaktfinger j¹ so zusammenwirkt, daß, wenn nach einer ganzen Umdrehung der Welle der Ausschnitt f (Abb. 3) dieses Daumens dem Kontaktfinger gegenübertritt, der Motorstromkreis unterbrochen wird und infolgedessen die Drehung der Motorwelle und der Welle g aufhört. Um diese Wellen zwecks Ausführung einer weiteren Schweißung wieder in Drehung zu setzen, wird der Motorstromkreis durch Betätigung eines Druckknopfschalters g³ (Abb. 6a) geschlossen, bis der Stromschluß durch die Berührung des Fingers j¹ mit dem Daumen / wieder hergestellt wird. Auf der Welle g sitzt ferner ein Daumen k, der einen unter der Einwirkung einer Feder stehenden Winkelhebel k¹ bewegt; dieser betätigt einen im Schweißstromkreis liegenden Schalter k" (Abb. 6a).

Die Daumen h, i und k sind so gestaltet, daß die Bewegungen der Ventilstangen und des Winkelhebels beim Heben der Ventile und Schließen des Stromkreises plötzlich erfolgen, und zwar sind die Daumen zu diesem Zwecke mit radialen Absätzen versehen (s, Abb. 3). Die Absätze der Daumen i und k haben eine solche gegenseitige Lage, daß der Hebel k¹ mittels des Schalters k² den Schweißstromkreis schließt, bevor das Ventil e sich hebt, um den Zylinder α durch das Rohr d³ und die Ventilgehäuse d¹ und e^x mit dem Druckmitteleinlaßhahn e" in Verbindung zu setzen.

Damit die Dauer des Lichtbogens beliebig geändert werden kann, müssen Mittel vorgesehen werden, durch welche die Bewegung des Ventils e an verschiedenen Punkten der Umdrehung der Welle g bewirkt werden kann. Zu diesem Zwecke ist der Daumen i mit einem dicht neben ihm lose auf der Welle g sitzenden Daumen i¹ (Abb. ia und 3) durch eine Flügelschraube, die im Daumen * sitzt und durch einen zur Welle gleichachsigen Bogenschlitz des Daumens i¹ greift, verstellbar verbunden. Ferner muß der Augenblick des Schlusses des Schweißstromkreises entsprechend geändert werden können. Zu diesem Zwecke ist ferner dicht neben dem Daumen k ebenfalls lose auf der Welle g ein Daumen k^s angeordnet, der mit dem Daumen i¹ durch eine auf der Welle sitzende Hülse in bestimmter gegenseitiger Lage verbunden ist. Irgendeine Verstellung des Daumens i¹ gegenüber dem Daumen i hat daher eine entsprechende Verstellung des Daumens k³ gegenüber dem Daumen k zur Folge, wodurch gewährleistet wird, daß der Schluß des Schweißstromkreises im richtigen Augen-

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blick mit Bezug auf die Bildung des Lichtbogens stattfindet.

Es ist nicht nötig, daß die selbsttätige Reguliervorriehtung und die \*orrichtung zur Stiftbewegung· und Lichttogenbildung miteinander fest verbunden sind; vielmehr können dieselben voneinander getrennt angeordnet und durch biegsame Rohre zur Fortleitung des Druckmittels miteinander verbunden werden. Ferner ίο können die Regulierventile und die sie bewegenden Daumen so angeordnet werden, daß die Bewegung der A^rentile ausschließlich durch lie Daumen oder das Anheben der Ventile durch die Daumen und die Rückbewegung derselben durch Federn bewirkt wird.

Bei der Ausführung nach Abb. 4 und 5 sind die beiden Ventile zu einem doppelten Ventil / vereinigt, das in einem entsprechenden Gehäuse Z¹ angeordnet ist, und die beiden Daumen // und 7' sind durch einen einzigen Daumen /- ersetzt, der zuerst dem Ventil gestattet, sich zu heben, um das Druckmittel unter dem Kolben b in den Zvlinder α einströmen zu lassen, und dann das Ventil über seine ursprüngliche Stellung hinaus niederdrückt, bis es die Verbindung der Druckmittelquelle mit dem Zylinderraum über dem Kolben herstellt. Der Daumen F ist zu diesem Zwecke mit einem A'orsprungf versehen, der über die der ursprünglichen Ventilstellung entsprechende Um- ^; fangslinie hinausragt. Zur Reglung der Lichtbogendauer sind die gleichen Mittel wie die mit Bezug auf Abb. 1 bis 3 beschriebenen vorgesehen, el. h. es ist neben dem Daumen F ein mit diesem verstellbar und mit dem Daumen k³ fest verbundener Daumen /' lose auf der Welle g angeordnet.

Wie Abb. 6 und 6a zeigen, sind eine elektromagnetisch bewegte Kontaktvorrichtung m, eine Reaktanzspule« und ein Regulierwiderstand ο in Reihe mit dem Stift ρ und der Platte q in den Schweißstromkreis eingeschaltet, während das die Kontaktvorrichtung m bewegende Solenoid tu¹ in Reihe mit dem Schalter k- und einer Sicherung o¹ in einem parallelen Stromkreis liegen. Parallel zu diesem ist ferner ein Motorstromkreis angeordnet, der durch den Motor g², den Kontaktfinger /', den Daumen j, die Welle g und die Sicherung o¹ geht, während die Alagnetwick- !ung des Motors im Nebenschluß über den Motoranker und die Welle g liegt.

Um den Motor anlassen zu können, wenn der Ausschnitt j² des Daumens j dem Kontaktfinger j¹ gegenüberliegt, ist der Druckknopfschalter g·³ in Verbindung mit einem Stecker und zugehörigen Kontakthülsen g* vorgesehen, welch letztere zwischen die Sicherung o¹ und den Kontaktfinger p in den Stromkreis eingeschaltet sind. Die Reaktanzspule« hat den Zweck, das Aufstoßen des Stiftes f auf die Platte q zu verhindern und das Ausziehen des Lichtbogens dadurch zu erleichtern, daß sie das sonst äußerst rasche Ansteigen des Werte.« des Schweißstromes verzögert, das beim «5 Schließen des Hauptschalters eintritt, wenn der Stift mit der Platte in Berührung stein und im Stromkreis ein solch geringer Widerstand vorhanden ist, daß der erforderliche Schweißstrom nach der Lichtbogenbildung hindurchzufließen vermag. Außerdem soll die Reaktanzspule rasche Schwankungen des Stromes und der Spannung des Lichtbogens vermeiden. Es können auch Mittel, wie z. B. ein Schalter n¹, vorgesehen werden, um die Reaktanzspule gewünschtenfalls kurzzuschließen. Die Arbeitsweise ist folgende: Nachdem der Stift p in den Halter h-(Abb. 1) eingesetzt ist, wird die Vorrichtung zur Stiftbewegung so eingestellt, daß der Stift sich in der richtigen Lage gegenüber der Platte q (Abb. 6a) befindet, und dann die Vorrichtung in dieser Stellung festgelegt. Nachdem ferner die nötigen Einstellungen zur Bestimmung der Lichtbogenlänge und zur Reglung des Stromes und der Lichtbogendauer vorgenommen sind, wird die selbsttätige Reguliervorrichtung in Gang gesetzt, indem man mittels des Druckknopfschalters g^s den Motorstromkreis schließt, so daß der Motor g" die go Welle g in Drehung setzt. Der Motorstromkreis wird dann durch den Daumen ; und den Finger;¹ geschlossen gehalten. Während der Drehung der Welle g finden nun folgende Arbeitsvorgänge statt:

1. Der Stromkreis des die Kontaktvorrichtung m bewegenden Solenoids in¹ wird durch den Daumen k mittels des Hebels k¹ und des Schalters Ir geschlossen, was zur Folge hat. daß die .Kontaktvorrichtung m den Haupt-Stromkreis durch den Stift ρ und die Platte q schließt.

2. Das Ventil e hebt sich, so daß es Druckluft unter dem Kolben b in den Zylinder α einströmen läßt; infolgedessen wird der Kolben b mit dem Stifthalter b¹ und dem Stift ρ gehoben, letzterer also von der Platte q hinwegbewegt und so der Lichtbogen gebildet.

3. Das Ventil d hebt sich, wobei es den Zylinderraum unter dem Kolben mit der no Außenluft und denjenigen über dem Kolben mit der Druckluftleitung verbindet, so daß der Kolben mit dem Stift nach unten bewegt, das geschmolzene Ende des Stiftes an die geschmolzene Stelle der Platte angedrückt und so der Stift an die Platte angeschweißt wird.

4. Der Daumenk öffnet mittels des Hebels k^l und des Schalters k" den Stromkreis des Solenoids in¹, so daß die Kontaktvorrichtung m auch den Hauptstromkreis durch den Stift und die Platte öffnet.

^. Das \^rentil c wird nun durch den Dan-

men / niedergedrückt, wobei es das Gehäuse d¹ des Ventils d und den Zylinder α der Stiftbewegungsvorrichtung mit der Außenluft verbindet.

6. Das Ventil d wird durch den Daumen h in seine ursprüngliche Stellung zurüdcbewegt.

7. Wenn der Ausschnitt f des Daumens j

dem Kontaktfinger j¹ gegenübertritt, wird der Stromkreis des Motors g² geöffnet, so daß die

ίο Vorrichtung nach einer vollständigen Umdrehung der Welle g, also in der Anfangsstellung zum Stillstand kommt.

Die Stiftbewegungsvorrichtung wird hierauf von der Platte und dem an dieser angeschweißten Stift gelöst und abgehoben.

Vorteilhafter weise wird zwischen der Druckluftleitung und der Schweißvorrichtung ein Luftbehälter angeordnet, der mit einem Druckmesser und Regulierhähnen oder Ventilen versehen ist, um den Luftdruck in der Stiftbewegungsvorrichtung dem Umfang und der Art der auszuführenden Schweißung unter Berücksichtigung der Kolbenflächengröße genannter Vorrichtung anpassen zu können. Der zur Ausführung guter Schweißungen nötige mechanische Druck nimmt im Verhältnis zur Querschnittsfläche des anzuschweißenden Stiftes zu und ist für Metalle wie Stahl und Eisen viel größer als für Metalle mit niedereren Schmelzpunkten, wie z. B. Messing oder Aluminium. Die zur Ausführung der Schweißung nötige Kraft ist viel größer als diejenige, welche erforderlich ist, um den Stift von der Platte hinwegzubewegen und den Lichtbogen zu bilden, und aus diesem Grunde kann diese Bewegung des Stiftes mittels eines kleinen Hilfskolbens und Zylinders an der Unterseite des Hauptkolbens und Zylinders 'bewirkt werden. Die selbsttätige Reguliervorrichtung kann lurch elektrische, mechanische, pneumatische oder hydraulische Mittel oder irgendeine Vereinigung solcher Mittel angelassen oder betätigt werden. Ebenso können auch die Bewegungen des Stiftes durch solche oder auch .'.lurch elektromagnetische Mittel bewirkt werden.

Die selbsttätige Reguliervorrichtung kann z. B. durch ein Uhrwerk oder einen anderen geeigneten Motor unmittelbar oder mittels eines geeigneten Getriebes in Bewegung gesetzt und durch eine elektromagnetische Bremse, eine mechanisch betätigte Vorrichtung oder andere geeignete Mittel angehalten werden. Ferner kann eine mechanisch betätigte Stiftbewegungs- und Lichtbogenbildungsvorrichtung benutzt werden, bei der die Bewegung des Stifthalters zur Lichtbogenbildung durch ein Hebelwerk oder ein Daumengetriebe bewirkt wird, während zur Rückbewegung des Stiftes zwecks Ausführung der Schweißung Federn dienen können. Genanntes Hebelwerk oder Getriebe kann durch einen Motor unter der Einwirkung der selbsttätigen Reguliervorrichtung in Bewegung gesetzt werden.

Claims (7)

65 Patent-Ansprüche:

1. Einrichtung zum elektrischen Anschweißen von Metallstiften u. dgl. an Metallkörper nach Patent 364729, gekennzeichnet durch einen selbsttätigen mechanischen Regulierapparat für die zum Bewegen des Stiftes und zur Bildung des Lichtbogens dienende Vorrichtung.

2. Einrichtung nach Anspruch i, bei welcher der Stifthalter von einem doppelt wirkenden Kolben getragen wird, dessen Zylinder mit Druckluft oder einem anderen Druckmittel gespeist wird, dadurch gekennzeichnet, daß das oder die Ventile, die den Ein- und Austritt des Druckmittels in und aus dem Zylinder regeln, durch mechanische Mittel selbsttätig bewegt werden.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, - daß das oder die Ventile durch Daumen bewegt werden, die durch eine elektrisch wirkende oder elektrisch gesteuerte Vorrichtung in.Drehung gesetzt werden.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter zum Schließen des Schweißstromkreises durch mechanische Mittel selbsttätig bewegt wird.

5. Einrichtung nach Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schweiß- S5 Stromschalter durch einen Daumen bewegt wird, der auf der Welle der die Ventile bewegenden Daumen sitzt.

6. Einrichtung nach Ansprüchen 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Daumen paarweise miteinander verstellbar verbunden sind, so daß die Dauer der Lichtbogenbildung und der Zeitpunkt des Schweißstromschlusses durch Verstellen der Daumen beliebig geändert werden können.

7. Einrichtung nach Anspruch 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß zum Schließen des Stromkreises des die Daumenwelle antreibenden Elektromotors ein von Hand beweglicher Schalter und zum Geschlossen- no halten dieses Stromkreises ein mit einem Kontaktfinger zusammenwirkender und mit einem Ausschnitt versehener Daumen vor gesehen sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.