DE417783C - Elektrische Schweissmaschine - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 1S.AUGUST1925

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

- M 417783 KLASSE 21 h GRUPPE

(W 66520

Westinghouse Electric & Manufacturing Company in East Pittsburgh, Penns., V. St. A.

Elektrische Schweißmaschine. Patentiert im Deutschen Reiche vom 5. Juli 1924 ab.

Für diese Anmeldung ist gemäß dem Unionsvertrage vom 2. Juni 1911 die Priorität auf Grund der Anmeldung in den Vereinigten Staaten von Amerika vom 6. Juli 1923 beansprucht.

Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Schweißmaschinen, und insbesondere auf solche mit einer Stoßvorrichtung, bei denen die zu verschweißenden Metallteile gegeneinander gestoßen werden, nachdem die zu verbindenden Flächen geschmolzen worden sind.

Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung der genannten Art, welche eine verhältnismäßig einfache und gedrungene Konstruktion und einen Mechanismus aus einer mögliehst geringen Anzahl von Teilen aufweist. Ferner erfordert ihre Bedienung keine besondere Übung.

Es sind bereits verschiedene Arten von Stoßschweißmaschinen vorgeschlagen worden, bei denen zwei zu verschweißende Metallteile

in geeigneten Haltern befestigt sind, von denen jeder oder nur einer gegen den anderen beweglich ist und bei denen die Metallteile mit einem geeigneten Schweißstromkreis verbunden sind. Ferner können die Metallteile hierbei miteinander in Berührung gebracht, darauf voneinander getrennt werden, um einen Schweißlichtbogen herzustellen und schließlich ' einer Stoßvereinigung unterworfen wer-ίο den, um die Verschweißung oder Verbindung ihrer geschmolzenen Flächen zu bewirken. Die meisten dieser Vorrichtungen sind für das Zusammenschweißen von verhältnismäßig großen Teilen bestimmt und meist groß und schwerfällig; für die Bewegung und die Einstellung der Metallteile und die Ein- und Ausschaltung des Schweißstromes kommen verschiedene Mechanismen zur Anwendung.

Die Erfindung bezieht sich auf eine automatische Schweißmaschine, welche als Ganzes und in ihren Einzelteilen verhältnismäßig klein ist und sich dazu eignet, zwei verhältnismäßig dünne Metallteile, welche aus gleichen oder ungleichen Metallen bestehen können, unter Stoß miteinander zu vereinigen, wobei die Geschwindigkeit des Arbeitsvorganges verhältnismäßig groß ist.

Der Ausdruck »Stoßvereinigung«, welcher in der Beschreibung gebraucht wird, soll den Vorgang bezeichnen, bei dem die Metallteile miteinander in Berührung kommen, um die Schweißung zu bewirken. Während in einigen Fällen die Vereinigung der Metallteile kräftig erfolgen muß, um sie nach dem Schmelzen zu verschweißen, ist in vielen Fällen nur ein kleiner oder gar kein Stoß erforderlich. In diesen Fällen ist die Geschwindigkeit des Arbeitsvorganges wesentlich, um eine Oxydation der geschmolzenen Flächen zu vermeiden, welche nur miteinander in Berührung gebracht zu werden brauchen, um die Schweißung herbeizuführen.

Es gibt einige Metalle, welche mit der Vorrichtung gemäß der Erfindung geschweißt werden können und keine hohe Geschwindigkeit des Arbeitsvorganges oder einen kräftigen Stoß erfordern, z. B. kann Schiffsmessing mit j einer Stahlplatte verschweißt werden oder j Messing mit Messing. j

In diesem Falle kann die Dauer des Licht- ! bogens auf zwei oder drei Sekunden oder noch ι länger ausgedehnt werden, und es ist nur eine | genügende Stoßkraft erforderlich, um die beiden Teile zusammenzubringen. In den Zeichnungen ist eine Ausführungsform der Erfindung beispielsweise dargestellt. Abb. ι ist eine Ansicht der Schweißmaschine gemäß der Erfindung von oben.

Abb. 2 ist eine Vorderansicht. Abb. 3 ist eine Seitenansicht, welche die verschiedenen Teile im einzelnen zeigt.

Abb. 4 ist eine schematische Darstellung, welche die Verbindungen der Schweißvorrichtung 'mit einem geeigneten elektrischen Stromkreis zeigt.

Wie Abb. 3 zeigt, besteht die Vorrichtung

aus einem Träggestell 1, welches mit einem geeigneten Unterteil 2 versehen ist. Dieser Unterteil besitzt einen Flansch 3, mit dessen

, Hilfe er auf einer Werkbank o. dgl. -verschraubt oder in anderer Weise befestigt wer-

^; den kann. Der obere Teil des Gestells 1 ist mit einem vorstehenden Teil 4 versehen, in

dem sich eine senkrechte Nut 5 befindet, die als Führung für einen senkrecht verschiebbaren Arm 6 dient. Dieser Arm besteht mit

^: dem Werkstückhalter 7 aus einem Stück. Ein ' anderer Werkstückhalter 8 steht dem Teil 7 gegenüber und ist mittels einer geeigneten ι Kopfschraube 9 an dem Gestell 1 befestigt.

Eine Steuerscheibe 12, welche eine erhöht : liegende Gleitfläche 13 und einen gegenüber '< dieser um einen gewissen Winkel versetzten ; Vorsprung 14 besitzt, ist an einem Ende einer Spindel 15 befestigt, die in dem Gestell 1 gelagert ist. Die Spindel ist mit einer Torsionsfeder 16 versehen, die mit ihrem einen Ende 17 an der Spindel und mit ihrem anderen Ende 18 an dem Unterteil 2 des Gestells 1 befestigt ist. Die Steuerscheibe 12 ist ferner mit Isolierstücken 20 und 21 versehen, die in gewissem Abstand voneinander angeordnet sind. Ferner ist an ihr ein isolierter Handgriff 22 und eine Klinkvorrichtung 23 befestigt, welch letztere aus einer Stütze 24 besteht, in der ein im wesentlichen L-förmiger Finger 25 drehbar gelagert ist, und zwar an der Stelle, wo sein kurzer und sein langer Schenkel zusammenstoßen.

Der Arm 6 des Werkstückhalters 7 ist mit ioo einer Trieb- oder Führungsrolle 28 versehen, welche an ihm mittels einer Stiftschraube 29 drehbar befestigt ist, und der Arm 6 trägt ferner einen wagerecht vorspringenden Arm 30, welcher einem ähnlichen vorspringenden Teil 31 gegenübersteht, der an dem Gestell 1 befestigt ist. Eine Stellschraube 32 mit einem gerändelten Kopf 33 ist in Öffnungen der Teile 30 und 31 angeordnet und mit ihrem freien Ende in dem vorspringenden Teil 4 des Maschinengestelles befestigt. Eine Schraubenfeder 34 ist zwischen dem Gestellteil 4 und dem vorspringenden Arm 30 angeordnet, um den Halter 7 unter Federdruck zu halten.

Ein biegsamer Leiter 35 ist mit seinem einen Ende an der Stiftschraube 29 und mit seinem anderen Ende mit einer Schraube 36 befestigt, welche als Kollektorbürste für den Arm.! 6 wirkt. Eine Klemmplatte 37 ist an dem Gestellteil 4 befestigt, um den Arm 6 in seiner Führungsnut 5 zu halten. Der untere Halter 8 ist von dem Unterteil 2 durch eine isolierende Zwi-

schenlage 39 isoliert und mit einer Klemmschraube 40 versehen, die zur elektrischen Verbindung mit dem Schweißstromkreis dient. Ein Kontaktstück 43, welches durch eine Feder 44 gegen die untere Fläche der Steuerscheibe 12 gepreßt wird, ist in dem Gestell ι senkrecht angeordnet und von diesem durch eine geeignete Isolierhülse 45 isoliert. Der untere Teil der Feder 44 stützt sich gegen eine Stiftschraube 46, die auf ihrem Gewindeteil 47 eine Mutter 48 zur Befestigung eines | Anschlußdrahtes des Schweißstromkreises trägt. ' Ein Gesperre 50, das von Hand oder elektrisch betätigt werden kann, ist in einem Ge- _:

häuse 51 untergebracht und mit diesem an einer Seite des Gestells 1 befestigt, wie Abb. 2 zeigt. Das Gesperre 50 ist ferner mit einer Klemmschraube 52 versehen. Die Halter 7 und 8 besitzen bewegliche Klemmbacken 55, welche durch Flügelmuttern 56 eingestellt werden können.

Die beschriebene Einrichtung ist mit einem elektrischen Schweißstromkreis vereinigt (Abb. 4), welcher eine Akkumulatorenbatterie 60 enthält, deren einer Pol über einen Leitungsdraht 61 mit dem Unterteil 2 verbunden ist und deren anderer Pol über einen geeigneten Stromkreis, in dem ein Messerschalter 62 und magnetisch betätigte Kontakte 63 liegen, mit der Klemmschraube 40 des Elektrodenhalters 8 verbunden ist. Mit den magnetisch betätigten Kontakten 63 ist ein bewegliches Kontaktstück 64 vereinigt, das mit einem Anker 65 verbunden ist, der innerhalb der Windungen einer Spule 66 angeord- ; net ist. Die Spule 66 ist durch den Stromkreis 67 mit der Klemmschraube 47 und Kontakten 68 verbunden, welche durch eine Spule 69 geschlossen werden, die mit ihrem einen Ende an einen Fußschalter 70 angeschlossen ist. Die Spule 69 schließt ferner den Kontakt 71, um einen Stromkreis über den veränderlichen Widerstand 72 nach der Klemme 52 des Gesperremechanismus herzustellen.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Anordnung ist kurz folgende:

Zwei Metallteile 75 und 76 sind je in den Haltern 7 und 8 so befestigt (Abb. 3), daß die zu vereinigenden Enden einander beruhren. Die Maschine befindet sich in ihrer gewöhnlichen Ruhestellung, bei der die Feder 16 nicht gespannt ist und die Rolle 28 frei auf der flachen Oberfläche der Steuerscheibe aufliegt.

In dieser Stellung befindet sich das Isolierstück 21 in Gegenüberstellung mit dem Kontaktstück 43. Diese Ruhestellung ist in den Abb. ι und 2 dargestellt.

Die Steuerscheibe 12 wird dann im Uhrzeigersinn mit Hilfe des Handgriffes 22 um einen Winkel von. etwa 240" gedreht, um die Klinke 23 in Gegenüberstellung mit dem Gesperre 50 zu bringen. Der Finger 25 wird dadurch veranlaßt, eine senkrechte Stellung mit einem seiner Schenkel einzunehmen, während der gegenüberliegende flache Teil an der Unterseite der Steuerscheibe anliegt. Durch diese Drehung wird die Feder 16 gespannt und die Rolle 28 auf die erhöht liegende Fiäche 13 der Steuerscheibe gebracht, wobei das Isolierstück 20 dem Kontaktstück 43 gegenüberliegt.

Die angehobene Stellung der Rolle 28 hat eine Trennung der Teile 75 und 76 zur Folge, wobei durch die Zusammenpressung der Feder 34 eine Federkraft auf den Halter 7 wirkt. Die Vorrichtung kann, da sie, wie Abb. 4 zeigt, geschaltet ist, in Bewegung gesetzt werden, indem der Messerschalter 62 und ebenso der Fußschalter 70 geschlossen werden, um mittels der Spule 69 die Kontakte 68 und Ji zu schließen, so daß ein Strom durch den Widerstand 72 nach dem Gesperremechanismus 50 fließen kann. Gleichzeitig erhält die Spule 66, durch die der mit dem Kontaktteil 64 verbundene Anker 65 bewegt wird, Strom und bringt das Kontaktstück 64 in Berührung mit dem Kontakt 63, wodurch ein Stromkreis von der Klemme 40 des unteren Halters nach dem positiven Pol der Akkumulatorenbatterie 60 zustande kommt. Der obere Halter ist, wie dargestellt, über das Gestell ι mit dem negativen Pol der Batterie verbunden.

Wenn der Gesperremechanismus 50 Strom erhält, wird die Sperrung ausgelöst und dadurch der Finger 25 freigegeben, so daß sich die Steuerscheibe 12 unter der Einwirkung der gespannten Feder 16 entgegen dem Uhrzeigersinn drehen kann. Da die Rolle 28 des too beweglichen Halters 7 mit den erhöht liegenden Flächen 13 und 14 der Steuerscheibe 12 in Berührung steht, wird der Halter 7 in senkrechter Richtung bewegt, wodurch eine Trennung der Teile 75 und 76 herbeigeführt wird, über die der Schweißstromkreis geschlossen worden ist. Hierdurch bildet sich ein Lichtbogen, welcher die gegenüberliegenden Teile der genannten Teile schmilzt. Wenn die Rolle 28 dann von dem Vorsprung 14 ab- no läuft, bewegt der Druck der Feder 34 den Halter 7 nach unten und bewirkt ein kräftiges Gegeneinanderschlagen der zu verschweißenden Metallteile. Hierdurch wird ihre Vereinigung oder Verbindung zu einem einheitlichen Stück erreicht.

Solange das Kontaktstück 43 mit dem metallischen Teil der Scheibe 12 in Berührung ist, wird der Stromkreis über die Halter durch die Spule 66 aufrechterhalten, welche die Kontakte 63 mittels des Kontaktstückes 64 geschlossen hält. Wenn der metallische Kontakt

zwischen dem Kontaktstück 43 und der Steuerscheibe 12 durch die Isolierstücke 20 und 21 unterbrochen wird, so wird der Schweißstromkreis in ähnlicher Weise unterbrochen; da ferner dieses Kontaktstück dem Isolierstück 21 in der Ruhestellung gegenübersteht, besteht keine Möglichkeit eines Kurzschlusses der Halter 7 und 8. In ähnlicher Weise ist der Schweißstromkreis unterbrochen, wenn das Isolierstück 20 dem Kontaktstück 43 gegenübersteht, d. h. in der Stellung, in der die Maschine durch die Feder 16 gespannt ist. Der Schweißstromkreis ist nur während des Arbeitsganges der umlaufenden Steuerscheibe über die Metallteile geschlossen, welche in den Haltern 7 und 8 befestigt sind.

Die Schweißmaschine gemäß der Erfindung ist, wie ersichtlich, von einer einfachen Konstruktion und für eine hohe Arbeitsgeschwindigkeit geeignet, da nur die Bedienung von zwei Vorrichtungen erforderlich ist. Sie ist besonders anwendbar beim Zusammenschweißen von kleinen Stromleitern oder anderen Metallteilen, welche vereinigt werden sollen, da sie bequem in Arbeitsstellung auf einer Werkbank aufgestellt werden kann und keine umfangreichen Zusatzeinrichtungen für ihren Betrieb erfordert. Die Vorrichtung kann ferner in einem tragbaren Gestell eingebaut werden, welches an das Werkstück herangebracht werden kann.

Die Einzelheiten der Vorrichtung können in verschiedener Weise abgeändert werden, z. B. kann die Ausbildung der Werkstück halter, des Gestells, der Steuerscheibe und des Trägers für die Steuerscheibe entsprechend den besonderen Arbeitsbedingungen gestaltet werden. Die Antriebselemente, z. B. die Federn für die beweglichen Werkstück halter und für die Spindel für die Steuerscheibe, können durch andere geeignete Teile ersetzt werden, und die Vorrichtung zur Einstellung des Druckes des beweglichen Halters kann in geeigneter Weise so ausgebildet sein, daß eine Veränderung der Federspannung möglich ist. Diese und andere Änderungen ' können ohne Abweichung von dem eigentlichen Erfindungsgedanken vorgenommen werden.

Claims (5)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Elektrische Schweißmaschine, bei der die zu verschweißenden Teile in Haltern gelagert sind, gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung, welche die Bewegung eines der Halter und die Wirkung des elektrischen Stromes derart beeinflußt, daß zunächst der Stromkreis über die zu verschweißenden Teile geschlossen wird, diese darauf unter Bildung eines Lichtbogens voneinander entfernt und schließlich wieder miteinander in Berührung gebracht werden.
2. 2. Schweißmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Steuereinrichtung eine am Maschinengestell drehbar gelagerte Steuerscheibe vorgesehen ist, durch deren Drehung einerseits einer der Halter absatzweise bewegt und anderseits ein elektrischer Kontakt betätigt wird.
3. 3. Schweißmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerscheibe unter der Einwirkung einer Feder steht, die durch Drehung der Steuerscheibe gespannt wird, und daß eine auslösbare Klinkvorrichtung vorgesehen ist, welche die Steuerscheibe in der Stellung festhält, welche dem gespannten Zustand der Feder entspricht.
4. 4. Schweißmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Klinkvorrichtung mit einer elektrischen Auslösevorrichtung versehen ist, die derart mit dem elektrischen Stromkreis verbunden ist, daß sie gleichzeitig mit den von der Steuerscheibe betätigten Kontakten Strom erhält.
5. 5. Schweißmaschine nach Anspruch 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der von der Steuerscheibe betätigte Kontakt im Stromkreis der Haltespule eines automatischen Schalters liegt, der den Schweißstromkreis schließt und unterbricht.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.