DE701203C - Von Hand zu bedienende elektrische Schweisszange fuer Stumpfschweissung von Draehten, Baendern und aehnlichen Gegenstaenden - Google Patents

Description

Es sind handbetätigte Punktschweißzangen bekanntgeworden, d. h. Vorrichtungen zum Punktschweißen, die vermöge der Einfachheit ihres Aufbaues, ihres geringen Gewichtes und S der einfachen Handhabung mit Hilfe zweier Handschenkel von Hand aus bewegt und gesteuert werden können und die hinsichtlich der Einstellung eines bestimmten Schweißdruckes und hinsichtlich, der Ausschaltung vollkommen selbsttätig arbeiten.

Die Einstellung eines bestimmten Schweißdruckes beim Einschalten der Zange wird dadurch erreicht, daß die Elektrodenträger unter , Zwischenschaltung einer Druckfeder zusammengepreßt werden, die zwischen einen Handschenkel und den durch ihn kraftschlüssig gesteuerten Elektrodenträger geschaltet ist. Ausgeschaltet werden diese Zangen in Abhängigkeit vom Anwachsen des Schweißstromes, das beim Zustandekommen der Schweißverbindung eintritt.

Diese bekannte Anordnung läßt sich nicht ohne weiteres auf Stumpfschweißzangen zum Schweißen von Drähten ändern und ähnlichen Gegenständen von verhältnismäßig geringem Querschnitt übertragen, die beim Verschweißen mit den zu verschweißenden Flächen gegeneinandergepreßt werden. Denn bei diesen Geräten tritt beim Zusammenpressen des Schweißgutes nach Einschalten des Schweißstromes ein Stauchen der zu verschweißenden Drähte oder Bänder ein, und außerdem ist bei dieser Art der Schweißung auch die Vorbedingung zum Ausscheiden des Schweißstromes in Abhängigkeit von einem Anwachsen des Stromes nicht gegeben.

Es ist zwar schon vorgeschlagen worden, auch den Geräten für Stumpfschweißung

Zangenform zu geben, aber diese bekannten Schweißzangen werden von Hand ein- und ausgeschaltet, und sie haben sich als praktisch nicht brauchbar erwiesen, denn die außer-5 ordentlich geringen Schweißzeiten, die für das Stumpfschweißen von Drähten und Bändern in Frage kommen, lassen sich mit bloßer Handeinstellung gar nicht erreichen.

Es sind nun auch schon Geräte zum Stumpfschweißen bekanntgeworden, bei denen der Schweißstrom in· Abhängigkeit vom Stauchweg ausgeschaltet wird; aber diese bekannten Geräte stellen ausgesprochene Schweißmaschinen dar, die in ihrem Aufbau ziemlich verwickelt und umständlich sind und sich daher nicht als einfaches Hand\verkszeug verwenden lassen.

Diese bekannten Anordnungen arbeiten auch nicht mit wünschenswerter Genauigkeit, denn sie besitzen nur ein einziges Kontaktpaar für den Ein- und Ausschaltvorgang; dieser muß daher durch eine mechanische Kupplung gesteuert werden. Die Genauigkeit der Einstellung der Schweißzeit wird bei diesen Anordnungen auch durch die Vielzahl von Steuerkurvenscheiben, von Hebeln, Gelenken und ähnlichen Teilen beeinträchtigt, die bei dieser Anordnung notwendig ist.

Es ist nun die Aufgabe der Erfindung, eine einfache handbetätigte elektrische Schweißzange für die Stumpfschweißung von Drähten, Bändern und ähnlichen Gegenständen zu schaffen, bei der die Träger der Klemmen für das Schweißgut in ähnlicher Weise wie bei der bekannten Punktschweißzange unter Zwischenschaltung einer Druckfeder zusammengepreßt werden. Zu dem Zweck werden bei einer solchen Schweißzange gemäß der Erfindung zwei durch die Bewegung der Handschenkel gesteuerte, in Reihe im Stromkreis liegende Kontaktpaare vorgesehen, die beide beim Erreichen der gewünschten Spannung der Druckfeder den Primärstromkreis zum Einleiten des Schweißvorganges schließen, während das eine von ihnen bei der nunmehr durch die Ausdehnung der vorher gespannten Druckfeder erfolgenden selbsttätigen Zusammenstauchung der zu verschweißenden Teile und der dadurch bewirkten Annäherung der Druckschenkel geöffnet wird und dadurch das Ausschalten des Schweißstromkreises veranlaßt.

Durch die Anwendung einer rein elektrischen

Steuerung mit zwei getrennten Stromkreisen

SS und zwei getrennten Kontaktpaaren für das Ein- und Ausschalten, die sich in einfacher Weise an den Handschenkeln anordnen und durch deren Bewegung steuern lassen, erhält man ein Gerät von sehr geringem Gewicht und einfachem Aufbau, dem man die Form einer Handzange geben kann.

Infolge des Wegfalles der mechanischen Steuerteile der bekannten erwähnten Stumpfschweißmaschine mit mechanischer Steuerung fällt die Abnutzung dieser Steuerteile weg, und es lassen sich etwaige Ungenauigkeiten in einfacher Weise durch Nachziehen von Schrauben ausgleichen.

Die neue Schweißzange arbeitet ebenso wie die bekannte Punktschweißzange vollkommen selbsttätig. Es brauchen nur die Handgriffe zusammengepreßt zu werden; alles andere, die Einstellung des Druckes und die Einstellung der Schweißzeit, besorgt dieZange selbst. Infolge der Einfachheit ihrer Anordnung und ihres geringen Gewichtes läßt sie sich mit einer Hand bewegen und leicht überall hinbringen.

Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, und zwar zeigt Abb. ι einen Längsschnitt, Abb. 2 einen Querschnitt nach A-A der Abb. ι;

Abb. 3 zeigt den Druckschenkel 8 von innen mit den Klemmbacken, zwischen denen die Drähte eingeklemmt werden;

Abb. 4 bis 7 zeigen die verschiedenen Phasen der Schaltung.

Die beiden zu verschweißenden Drähte 1 und 2 werden in die Klemmbacken 3, 4, 5 und 6 eingespannt, so daß sie gleichachsig zueinander verlaufen und die zu verschweißenden Flächen einander zuwenden. Die beiden unteren Klemmbacken 3 und 4 sind mit Kerben zum Halten und Richten der Drähte versehen und an den Druckschenkeln 7 und 8 der Zange befestigt; die oberen Klemmbacken 5 und 6 sind leicht auswechselbar, um verschiedene Querschnitte klemmen zu können, und auf die Zapfen 9 und 10 der Doppelhebe! 11 und 12 aufgeschoben, die um die Zapfen 13 und 14 geschwenkt werden können, die an den unteren Klemmbacken 3 und 4 befestigt sind. Die oberen Klemmbacken 5 und 6 werden durch den Druck der Federn 15 und 16 gegen die unteren Backen 3 und 4 gepreßt, so daß die Drähte festgehalten werden. Die oberen Klemmbacken 5 und 6 sind lose drehbar auf die Zapfen 9 und 10 aufgeschoben, so daß sie stets auf der ganzen Fläche des eingespannten i«o Drahtes aufliegen. Die Federn 15 und 16 sind zu diesem Zweck annähernd so breit gehalten wie die oberen Klemmbacken 5 und 6. Die beiden Klemmbacken 4 und 6 sind, wie schon erwähnt, auf dem Druckschenkel 8 angeordnet; dieser Druckschenkel 8 bildet ein Stück mit dem Handriff 17. Der Druckschenkel 7 ist mit einer Ausladung 18 versehen, mit der an der Stelle 19 der Handgriff 20 gelenkig verbunden ist. iao Die beiden Klemmbacken 3 und 5 sind, wie schon erwähnt, an dem Druckschenkel 7 be-

festigt; an den beiden Druckschenkeln 7 und 8 ist je eine Führungsbüchse 21 bzw. 22 befestigt; der Bolzen 23 ist in der Büchse 22 lose geführt und mit seinem Gewinde 27 in das Innengewinde der Büchse 21 eingeschraubt. Der Bolzen 23 ist durch die Aussparungen 24 und 25 des Handgriffes 20 und des Bügels 26, der mit dem Handgriff 20 fest verbunden ist, hindurchgeführt; auf das Gewinde 27 ist eine Mutter 28 aufgeschraubt. Zwischen die Mutter 28 und die Innenseite des Bügels 26 ist die Stauchdruckfeder 29 eingeschaltet, die beim Zusammenpressen der beiden Handgriffe 17 und 20 zusammen-

'5 gepreßt wird.

Der Druckschenkel 7 ist nun mit dem Druckschenkel 8 durch eine Parallelführung verbunden, welche die Form eines durch die Flacheisen 31 und 32 gebildeten Scherengelenks hat. Die Flacheisen sind durch die Zapfen 33 und 34 mit den Druckschenkeln 7 und 8 und untereinander durch den Bolzen 38^a gelenkig verbunden, während die an ihnen befestigten Zapfen 35 und 36 in den

²S Schlitzen 37 und 38 der Druckschenkel 7 und 8 gleiten. Durch die Feder 40 werden die beiden Hebel 7 und 8 zunächst auseinandergedrückt; die Kraft überträgt sich über die Spindel 23, die Mutter 28, die Feder 29 und

3" die Bügel 26 auf den Handgriff 20. Hierdurch . wird das Spiel in den Gelenken unschädlich gemacht; die Feder 40 darf nicht zu stark sein, damit die Genauigkeit der Einstellung des Stauchdruckes nicht beeinträchtigt wird.

Als eigentliche Öffnungsfeder dient die Feder 40°, die unmittelbaf auf die Handgriffe 17 und 20 einwirkt. Die Klemmöffnung der Backen 3, 4 läßt sich mit Hilfe der Mutter 41 einstellen, gegen die sich der Handgriff 20

4" legt. Das Rohr 44, das mit dem Handgriff 20 verschweißt ist, liegt zunächst noch nicht an der Mutter 42 an, die auf der Spindel 43 aufgeschraubt ist, die mit dem Handgriff i7iest verbunden ist.

Wenn man nun die Handgriffe 17 und 20 zusammendrückt, so überträgt sich die Kraft auf dem umgekehrten Weg über den Bügel 26, die Feder 29, die Mutter 28 und die Spindel 23 auf die Druckschenkel 7 und 8; diese werden

so sich einander aber nicht nähern, weil die beiden zu verschweißenden Drähte 1 und 2 mit ihren Endflächen aufeinanderliegen. Die Handgriffe lassen sich nun so weit zusammendrücken, bis das Rohr 44 mit der Mutter 42 zum Anschlag kommt.

Entsprechend diesem Weg wird die Feder 29 zusammengepreßt; der Handgriff 20 hebt sich dabei von der Anschlagmutter 30 .ab, die auf der Spindel 23 sitzt. Die Kontakte 45 und 46 werden durch die Mutter 42^mittelbar über die Isolierhülse 47, die lose über das Rohr 44 geschoben ist, geschlossen. Durch die Kontakte wird ein Steuerstromkreis geschlossen. Ebenso hält die Nase 48, die an einer auf der Spindel 23 sitzenden Mutter befestigt ist, die Kontaktfeder 49 nieder, so daß die Kontakte 49, 50 geschlossen sind.

Durch das Schließen der Kontakte wird der Schweißstrom geschlossen, wie weiter unten noch beschrieben werden wird; die zu verschweißenden Teile' 1 und 2 werden weich und weißglühend und geben unter dem Druck der sich ausdehnenden Feder 29 nach, so daß sich die Druckschenkel 7 und 8 einander nähern. Nach erfolgter Stauchung geht der Druckschenkel 7 mit der Nase 48 zurück. Hier- · durch werden die Kontakte 49, 50 geöffnet, und die Unterbrechung des Schweißstromes wird dadurch eingeleitet.

Die Schaltung der Anlage ist in den Abb. 4 bis 7 dargestellt. Durch das Zusammendrücken der Handgriffe 17 und 18 werden die Kontakte 49, 50 und 46, 45 geschlossen. Die beiden Kontakte 45 und 49 sind leitend miteinander verbunden. Durch die Kontakte 45, 46 wird ein Stromkreis 51 geschlossen, der die Sekundärseite 52 des Steuertransformators, dessen Primärseite an das Netz angeschlossen ist, sowie die Spule 53 des Ausschaltschutz.es und den Hilfskontakt 54 umfaßt, der beim Einschalten des Einschaltschützes 55 ausgeschaltet wird. Da Hilfskontakt 54 noch geschlossen ist, so wird zunächst die Spule 53 des Ausschaltschützes eingeschaltet, wie die Abb. 5 zeigt. Es werden hierdurch die beiden Hauptkontakte 56 und 57 und die beiden Steuerkontakte 58 und 59 des Ausschaltschützes geschlossen. Da das Einschaltschütz 55 einerseits an die Sekundärseite des Steuertransformators 52, andererseits an den Steuerkontakt 58 des Ausschaltschützes 53 angeschlossen ist, so wird beim Einschalten des Ausschaltschützes zugleich das Einschaltschütz 55 eingeschaltet, dessen Hauptkontakte 60 und 61 und Steuerkontakt 63 dadurch geschlossen werden (Abb. 6). Hierdurch wird der Schweißtransformator 64 eingeschaltet, und die einzelnen Backen 3, 4, 5, 6 und damit die Schweißdrähte 1 und 2, die an 'die Sekundärseite des Schweißtransformators 61 angeschlossen sind, erhalten Strom. Mit dem Einschaltendes Einschaltschützes 55 wird der Hilfskontakt 54 unterbrochen, der mit dem Einschaltschütz gekuppelt ist, das Ausschaltschütz 5.5 bleibt jedoch zunächst noch eingeschaltet, da es über den Steuerkontakt 59 und die Kontakte 48 und 49 an den Steuertransformator 52 angeschlossen ist.

Nach dem Einschalten des Schweißstromes werden die zu verschweißenden Drähte 1 und 2 weich und werden unter dem Druck der Feder 29 zusammengestaucht, wie bereits oben be-

schrieben wurde. Die Druckschenkel 7 und und die Einspannbacken 3. 5 und 4, 6 nähern sich: hierdurch geht die Nase 48 zurück, und die Kontakte 49 und 50 werden voneinander getrennt. Hierdurch wird der Steuerstromkreis 65 unterbrochen, und das Ausschaltschütz 53 wird stromlos: die Haupt- und Steuerkontakte 50 bis 59 werden unterbrochen (Abb. 7). Der Schweißvorgang ist hierdurch unter-ο brochen; das Einschaltschütz 55 bleibt aber zunächst noch geschlossen, und damit bleibt der Hilfskontakt 54 geöffnet. Die Schweißdrähte ι und 2 werden durch den Druck der Feder 59 weiter zusammengestaucht, bis sie erkalten; hierdurch wird das Auftreten schädlicher Spannungen vermieden, die beim plötzlichen Unterbrechen des Stauchvorganges auftreten könnten. Der Anfangszustand, bei dem alle beide Steuerstromkreise stromlos sind, wird erst nach dem Loslassen der Zangengriffe 17 und 20 wiederhergestellt. Nach dem Loslassen der Zangengriffe werden die Druckschenkel 7 und 8 durch die Federn 40 und 40™ auseinandergedrückt, und die Kontakte 45, 46 werden geöffnet. Es wird dann auch das Einschaltschütz 55 stromlos, und seine Hauptkontakte 60, 61 werden geöffnet, und der Nebenkontakt 54 wird geschlossen, so daß die Zange wieder schweißbereit ist. Es ist nun die Gefahr vorhanden, daß durch vorzeitiges Loslassen der Zangengriffe 17 und 20 die zu verschweißenden Drähte durch die Feder 40 und 40" auseinandergerissen werden, bevor die Schweißstelle erkaltet und dadurch genügend fest geworden ist. UYn dies zu verhindern, ist an dem Handgriff 20 eine Feder 67 fest angeordnet, die eine Sperrnase 68 trägt. Diese Sperrnase 68 legt sich unter dem Druck der Feder 67 über den Rand der Mutter 42 und verhindert dadurch, daß die Zangengriffe 17 und 20 durch die Federn 40 und 4O^a auseinandergerissen werden. Wenn nun nach Vollendung der Schweißung eines der Einspannbackenpaare 3, 5 oder 4, 6 durch die Hebel 11 bzw. 12 geöffnet wird, so drückt eine an dem Hebel 11 bzw. 12 befestigte Spindel 69 gegen die Feder mit der Sperrnase 68 und drückt diese gegen die Wirkung der Feder 67 zurück; die Zangengriffe 17 und 20 können dann durch die Federn 40 und 40" auseinandergedrückt werden.

Durch die Anordnung eines besonderen Einschaltschützes 55 und eines besonderen Ausschaltschützes 53 wird bewirkt, daß der Schweißstrom fast augenblicklich nach Vollendung eines bestimmten Stauchweges ohne vorherige Einschaltung irgendwelcher Zwischenrelais, deren Magnete erst erregt werden müssen, ausgeschaltet wird. Es läßt sich fio durch die Anordnung zweier Schütze erreichen, daß das zweite Schütz in dem Augenblick zu öffnen beginnt, in dem das erste gerade schließt, so daß die Zeit, während der die Strombrücke des Primärkreises des Schweißstromtransformators metallisch geschlossen ist, durch geeignete Einstellung der Stcuerkontakte der beiden Schützen bis auf Null gebracht werden kann. Das Ausschalten geht demgemäß ohne jeden Zeitverlust vor sich. Die Schweißzeiten können daher so kurz wie möglich gehalten werden. Es sei hier noch bemerkt, daß diese Anordnung auf getrenntem Ein- und Ausschaltschütz, die sehr kurze Schaltzeiten ermöglicht, insbesondere für das Schweißen von Aluminium und seiner Legierungen sowie von nicht oxydierenden Stählen von großem Wert ist.

Claims (6)

1. Patentansprüche:

   i. Von Hand zu bedienende elektrische *° Schweißzange für Stumpfschweißung von Drähten, Bändern und ähnlichen Gegenständen, bei der die Träger der Klemmen für die zu verschweißenden Teile unter Zwischenschaltung einer Druckfeder zusammengepreßt werden, die zwischen einen Handschenkel und den durch ihn kraftschlüssig gesteuerten Träger für die Klemme des Schweißgutes geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwei durch 9" die Bewegung der Ifandschenkel (17, 20) gesteuerte, in Reihe im Stromkreis liegende Kontaktpaare (45, 46 und 49, 50) vorgesehen sind, die beide beim Erreichen der gewünschten Spannung der Druckfeder (29) zur Einleitung des Schweißvorganges einen Hilfsstromkreis für den Primärstromkreis schließen, während das eine von ihnen (49, 50) bei der nunmehr durch die Ausdehnung der vorher gespannten Druckfeder (29) erfolgenden selbsttätigen Zusammenstauchung der zu verschweißenden Teile und der dadurch bewirkten Annäherung der Druckschenkel (7, 8) geöffnet wird und dadurch das Ausschalten des Schweißstromkreises veranlaßt.
2. 2. Elektrische Schweißzange nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammenpressung der Druckfeder (29) begrenzende, an den Handschenkeln (17, 20) angeordnete Anschläge (42, 44) vorgesehen sind.
3. 3. Elektrische Schweißzange nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der beiden Träger (7, 8) in wenigstens zwei Punkten mit dem anderen verbunden ist und daß für den beweglichen Träger Führungen vorgesehen sind, die ein Ausweichen der zu verschweißenden t2o Drähte (i, 2) aus ihrer gemeinsamen Achse nach der Seite hin verhüten.
4. 4· Elektrische Schweißzange nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß an den Trägern (7, 8), die die zu verschweißenden Metallteile (1, 2) tragen, auswechselbare Klemmbacken (5, 6) befestigt sind, die senkrecht zur Bewegung der Zangenschenkel einstellbar sind.
5. 5. Elektrische Schweißzange nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ein- und Ausschalten des Schweißstromes ein von den Kontakten an der Zange gesteuertes Einschaltschütz (55) sowie ein in gleicher Weise gesteuertes Ausschaltschütz (53) vorgesehen sind.
6. 6. Elektrische Schweißzange nach An-Spruch S, _t dadurch gekennzeichnet, daß durch die Steuerkontakte des Schweißgerätes zunächst das Ausschaltschütz (53) über einen Hilfskontakt (54), der bei ausgeschaltetem Einschaltschütz (55) geschlossen ist, eingeschaltet und in Bereitschaftsstellung gebracht wird und daß das Einschaltschütz (55) durch Betätigung eines mit dem Ausschaltschütz (53) gekuppelten Steuerkontaktes (58) eingeschaltet wird, während gleichzeitig durch das Einschalten des Einschaltschützes (55) der Hilfskontakt (54) geöffnet wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen