DE829027C

DE829027C - Widerstands-Schweissmaschine

Info

Publication number: DE829027C
Application number: DEW2061A
Authority: DE
Inventors: Julius Heuschkel; Philip M Lahue
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1946-10-24
Filing date: 1950-05-13
Publication date: 1952-01-21

Description

Widerstands-Schweißmaschine Die Erfindung bezieht sich auf Regelvorrichtungen für Widerstands-Schweißmaschinen, insbesondere für Punktschweißung.
Beim Punktschweißen ist es bekannt, Widerstands-Schweißmaschinen zu verwenden, welche ein paar Elektroden haben, die unter Preßdrück gegen die zwischen ihnen befindlichen Werkstücke geführt werden. Die Elektroden werden von einem Wechselstromnetz mit elektrischer Energie versorgt, um die Schweißung zu erzeugen, wobei elektrische Ventile und ein Schweißtransformator Verwendung finden. Die elektrischen Ventile werden so gesteuert, daß sie sowohl die Zeit, während welcher sie Strom liefern, die sog. Schweißzeit, wie auch die Stromstärke, die den Schweißelektroden zugeführt wird, bestimmen. Nach dem Aufhören des Schweißstromes wird der Druck der Elektroden auf die zwischen ihnen befindlichen Werkstücke für eine bestimmte Zeit, die sog. Haltezeit, aufrechterhalten. Während dieser Haltezeit wird die durch den Schweißvorgang erzeugte Wärme von der Masse der Elektroden und des umgebenden Metalls der Werkstücke zerstreut; so daß die Möglichkeit einer Porosität oder eines Bruches der Schweißstelle herabgesetzt wird und eine solide haltbare Schweißstelle entsteht.
Bei der Punktschweißung von Werkstücken ist es bekannt, die Größe der Elektrodenberührung, die durch die Elektroden ausgeübte Preßkraft, die Stärke des Schweißstromes und die Zeitdauer des Stromflusses entsprechend dem besonderen zu schweißenden Werkstück zu wählen. Es ist ebenso bekannt und allgemeine Praxis, die Größe der Elektrodenberührung, die Preß@kraft, die Stromstärke und die Schweißzeit zu ändern, wenn sich die Dicke des zu schweißenden Materials ändert. Unter Dicke des Materials ist dabei die totale Dicke des Werkstückes an dem Punkt der Schweißstelle gemeint.
Bei Verwendung von Schweißmaschinen für Werkstücke verschiedener Dicke, welche häufige Änderungen der Einstellung erfordern, ist Aufmerksamkeit, gutes Urteil und Gewandtheit des Arbeiters nötig. Darüber hinaus bedingen diese Änderungen ein Ansteigen der Produktionskosten.
Der Hauptgegenstand der Erfindung besteht in einer neuen Apparatur für Widerstands-Schweißmaschinen, insbesondere zur Punktschweißung von Material verschiedener Dicke, durch die Neueinstellung und Änderungen während der Schweißarbeit wesentlich verringert oder ganz eliminiert werden.
Im Hinblick auf diesen Zweck besteht die Erfindung in erster Linie in Kontroll-oderRegeleinrichtungen an Widerstands-Schweißmaschinen, welche entsprechend der Dicke der zu schweißenden Werkstücke die zugeführte Schweißenergie automatisch regeln.
Da die Stärke der Schweißung sowohl mit ihrer Größe wie mit ihrer Dicke variiert, ist sie von der zugeführten Wärmemenge abhängig. Die Erfindung macht von der Entdeckung Gebrauch, daß bei der Punktschweißung von Metallen verschiedener Dicke, wie z. B. niedrig Bekohlten Stählen, die Güte der Schweißstelle allein durch Änderung der Schweißzeit beeinflußt wird. So kann bei Konstanthaltung von Berührungsfläche, Preßdruck, Stromstärke und Haltezeit die zugeführte Wärmemenge und die Stärke der Schweißung bei Werkstücken verschiedener Dicke allein durch Änderung der Schweißzeit erreicht werden.
In Übereinstimmung hiermit besteht eine Verkörperung der Erfindung darin, daß bei Widerstands-Schweißmaschinen die Regelung der zugeführten Energie automatisch als eine bestimmte Funktion der Dicke des zu schweißenden Materials erfolgt. Es wurde gefunden, daß ein bevorzugtes Schweißzeit-Dicke-Verhältnis für niedrig Bekohlte Stähle definiert werden kann durch die Gleichung: N=1,67I+61E+12J3, (i) wenn I die Dicke in Zoll (i Zoll = 2,54 cm) und N die Zeit in Sekunden bedeutet. Die Erfindung liegt in der automatischen Veränderung der Schweißzeit nach Gleichung (i). Wenn die Dicke in Zentimeter = C ausgedrückt wird, kann die Gleichung geschrieben werden: N =o,66 C + 0,93 C3 + 0,73 C3. (i a) Es ist nicht gesagt, daß die vorstehende Gleichung das allein mögliche Zeit-Dicke-Verhältnis zur Erzielung guter Resultate ausdrückt. Die Gleichung gibt vielmehr das angenäherte Minimum der Zeitdauer des Schweißstromes, das zur Erzielung einer befriedigenden Schweißung bei einer gegebenen Dicke nötig ist. Die Erfindung liegt in erster Linie in der automatischen Regelung der Schweißzeit entsprechend einem bestimmten Zeit-Dicke-Verhältnis als einzige bezeichnende Schweißvariable bei verschiedener Dicke des Materials. Die durch die obige Gleichung gegebene Schweißzeit ist vorzüglich gedacht für nahe beieinander liegende Schweißstellen. Für sehr weit voneinander entfernte oder einzelne Schweißstellen wurde ein Wert von 70 °/o der durch die Gleichung (i) gegebenen Größe als zweckmäßig gefunden.
Das durch die Gleichung (i) gegebene Zeit-Dicke-Verhältnis dient auch als ein passendes Maß für das Minimum der für Verfestigung der Schweißstelle benötigten Haltezeit. Die Haltezeit kann also auch automatisch mit den Dickeänderungen des Materials geändert werden, um die Geschwindigkeit des Schweißprozesses zu erhöhen.
In der Praxis ist es vorteilhaft, die Größe der Berührungsfläche, die Preßkraft und die Stromstärke für das Maximum der Dicke des Materials zu wählen. Dann werden mit diesen konstanten Werten die Schweißzeit und die Haltezeit entsprechend der Dicke des 'Materials automatisch geregelt. Es wurde gefunden, daß auf diesem Wege eine Reihe von Materialdicken im Verhältnis 6 : i geschweißt werden kann.
In der folgenden Beschreibung und in der Zeichnung ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Abbildung zeigt ein Schema einer Widerstands-Schweißmaschine. Wie in der Zeichnung ersichtlich, besitzt die Schweißmaschine ein paar Schweißelektroden 3 und 5, deren eine, 5, fest angeordnet und deren andere, 3, beweglich ist, um die zu schweißenden Werkstücke zwischenzuklemmen. Die Elektrode 3 wird durch eine geeignete Preßvorrichtung i i verstellt, die durch ein passendes Medium wie Luft bewegt werden kann. Die Zuführung der Preßluft wird durch ein von einem Solenoid gesteuertes Ventil 13 geregelt, welches, wenn erregt, die Elektrode 3 in die Klemmstellung führt, in der sie bis zur Enterregung der Solenoidspule 15 gehalten wird. Ein Zurückführungsschalter mit Kontakt 17 kann nur geschlossen werden, wenn die Preßvorrichtung i i die Elektrode 3 in die Klemmstellung mit gewünschter Kraft geführt hat.
Die Sekundärwindung i9 eines Schweißtransformators 21 ist mit den Elektroden 3 und 5 verbunden. Die Primärwindung 23 des Schweißtransformators wird von einem Paar elektrischer Ventile 29, insbesondere der Lichtbogentype mit Zündelektrode, von einem Wechselstromnetz 25 und 27 gespeist. Ein Widerstand 30 parallel zur Primärwindung 23 absorbiert Stromstöße und verhindert die Rückzündung des Ventils 29.
Ein elektrisches Hilfsventil 31, gleichfalls von der Lichtbogentype mit gittergesteuerter Entladung, ist für für jedes Ventil 29 vorgesehen und wird nachfolgend als Hilfssteuerröhre bezeichnet. Jede Hilfssteuerröhre 31 'hat eine Anode 33, verbunden mit der Anode 35 des korrespondierenden Ventils 29, und eine Kathode 37, verbunden mit der Zündelektrode 39 des korrespondierenden Ventils 29. Wenn eine Hilfssteuerröhre 31 leitend wird, ist die Anode 35 des korrespondierenden Ventils 29 positiv, und der Strom durch die Hilfs- Steuerröhre 31, und die Ziindel.ektrode 39 hält das Ventil leitend und bewirkt einen Stromfluß durch die Elektroden 3 und 5.
Die Hilfssteuerröhren 31 werden durch eine Spannung, die durch einen Widerstand 41 in dem Stromkreis eines anderen Ventils 43 erzeugt wird, gesteuert. Dieses Ventil 43 ist ebenfalls von der Lichtbogentype mit Gittersteuerung und ist in folgendem als Kontrollröhre bezeichnet. Die Anode 45 und die Kathode 47 der Kontrollröhre 43 sind in Serie mit dem Widerstand 41 geschaltet und über einen normal geschlossenen Kontakt 49 eines ersten Relais 51 über einen Vollweggleichrichter 53 von den Leitungen 25 und 27 erregt.
Der Regelstromkreis für jede Hilfsteuerröhre 31 geht von der Kontrollelektrode 55 und dem korrespondierenden Gitterwiderstand 57 zum einen bzw. anderen Ende der Sekundärwindung 59 eines Hilfstransformators 61. Der Kontrollstrom geht von der Mitte 63 der Sekundärwindung 59 durch eine Steuerspannungsquelle 65 und den Widerstand 41 im Stromkreis der Kontrollröhre 43 zu einer Zwischenklemme 67 eines Widerstandes 69, der zwischen den Anoden 33 der beiden HilfssteuerrÖhren 31 liegt. Von der Anode der einen Hilfssteuerröhre geht der Kontrollstrom zur Kathode 71 und Zündelektrode 39 des korrespondierenden Ventils 29 und zur Kathode 37 der anderen Hilfssteuerröhre. Die Steuerspannungsquelle 65 hält normalerweise die Hilfssteuerröhren 31 nichtleitend. Jede Hilfssteuerröhre 31 wird leitend in dem Augenblick einer Halbperiode der Wechselspannung, in welchem ihre Anode positiv ist, wenn die Kontrollröhre 43 leitend wird. Der Widerstand 69 zwischen den Anoden 33 der Hilfssteuerröhren 31 ist vorgesehen, um durch eine Spannung über den Widerstand 41 beide Hilfssteuerröhren zu kontrollieren.
Die Kontrollröhre 43 wird in einem vorbestimmten Augenblick jeder Halbperiode der Wechselspannung über das ganze Schweißzeitintervall leitend erhalten. Der Augenblick in jeder Halbperiode, in welchem die Kontrollröhre 43 leitend wird, ist bestimmt durch eine Wärmekontrollspannung, während die Dauer der Schweißzeit durch einen Strom bestimmter Zeitdauer kontrolliert wird.
Der Stromkreis der Solenoidspule 15 enthält einen Spannungsteiler 75, über welchen eine Gleichspannung mit Hilfe eines Vollweggleichrichters 77 und Filterelementen 79 und 81, die von den Leitungen 25 und 27 durch einen anderen Hilfstransformator 83 gespeist werden, erhalten wird. Die Spule 15 des Solenoidventils 13 für die Preßeinrichtung i i ist über den Spannungsteiler 75 durch einen ersten Kontakt 85 an einen Druckknopfschalter 87 angeschlossen. Der Druckknopfschalter 87 ist normalerweise offen, wird jedoch, wenn von Hand geschlossen, in geschlossener Stellung durch eine von einem Solenoid betätigte Sperrklinke 89 gehalten, bis die Solenoidspule 9t der Sperrklinke erregt wird, zu welcher Zeit der Druckknopfschalter 87 mit Hilfe einer Feder 93 geöffnet wird. Die Solenoidspule 9i der Sperrklinke ist über den Spannungsteiler 75 durch einen normalerweise offenen Kontakt 95 eines zweiten Relais 97, den Rückpreßkontakt 17 und einen zweiten Kontakt 99 des Druckknopfschalters 87 verbunden.
Ein Paar von elektrischen Ventilen toi und 103, vorzüglich von der Lichtbogentype mit Gittersteuerung, wird für den Zeitstrom verwendet. Das erste dieser Ventile, ioi, ist nachfolgend als Startröhre und das zweite Ventil, 103, als Stoppröhre bezeichnet. Die Anoden io5 und 107 der Start-und Stoppröhren ioi und 103 sind zusammen an das positive Ende des Spannungsteilers 75 durch einen normalerweise geschlossenen Kontakt io9 eines dritten Relais i i i, den Rückpreßkontakt 17 und den zweiten Kontakt 99 des Druckknopfschalters 87 angeschlossen. Die Kathode 113 der Startröhre ioi ist durch einen Widerstand 115 mit dem negativen Ende des Spannungsteilers 75 verbunden. Parallel mit diesem Widerstand 115 liegt ein Gleichrichter 117, eine Mehrzahl von Widerstandselementen 118 bis 125 und eine erste Kapazität 127. Eine zweite Kapazität 129 ist normalerweise parallel mit der ersten Kapazität 127 durch einen Handschalter 131 verbunden, welcher für nachstehend erklärte Zwecke geöffnet werden kann. Ein Entladungsstrom über Widerstand 133 und einen normalerweise offenen Kontakt 135 des dritten Relais i i i kann über die Zeitkapazitäten 127 und 129 fließen.
Jedes der Widerstandselemente 118 bis 125 ist zwischen zwei entsprechende Kontakte einer Vielfachkontakteinrichtung 137 geschaltet, wie sie von der Westinghouse Electric Corporation unter dem Warenzeichen Silverstat hergestellt wird. Die Kontakteinrichtung 137 kann auf einem festen Teil der Schweißmaschine montiert werden und enthält eine Mehrzahl von federnden Zuleitungen 139 bis 147, eine über der anderen. Diese Zuleitungen sind an einem Ende befestigt und von einander isoliert, am anderen Ende jedoch frei und mit Kontakten versehen. Ein Hebel 149 aus isolierendem Material ist so angeordnet, daß er gegen das freie Ende der ersten Feder 139 bewegt werden kann und dieses gegen die zweite Feder 140 führt und mit ihr Kontakt macht. Bei Weiterbewegung des Hebels 149 in derselben Richtung wird die Feder i4o, welche noch in Kontakt mit der Feder 139 ist, auch mit der dritten Feder 141 Kontakt machen. Weiterbewegung des Hebels 149 bewirkt nacheinander die Kontaktgebung der ganzen Reihe. Es ist klar, daß bei Kontakt der Federn 139 und 14o das erste Widerstandselement 118 kurzgeschlossen wird usw., bis der gesamte Widerstand 118 bis 125 durch die Stellung des beweglichen Hebels 149 kurzgeschlossen ist.
Der Hebel 149 ist um die Achse 151 drehbar und wird durch die Feder 153 niedergedrückt, so daß normalerweise keiner der Kontaktstreifen 139 bis 147 in Kontakt mit einem anderen ist. Das andere Ende des Hebels 149 wird von einer Stellschraube 155, die an der beweglichen Schweißelektrode anmontiert ist, betätigt. Demzufolge wird bei Bewegung der Elektrode 3 in die Stellung, in der sie die zu schweißenden Werkstücke zwischenklemmt, der Hebel 149 eine gewisse Anzahl der Kontaktstreifen 139 bis 147 in Kontakt bringen, entsprechend der Stellung der beweglichen Elektrode, die durch die Dicke des zu schweißenden Materials bestimmt ist.
Die einstellbare Schraube 155 an der beweglichen Elektrode 3 und eine parallel zum letzten Widerstandselement 125 geschaltete Lampe 157, die von einer Stromquelle, z. B. Batterie 159, gespeist wird, und ein Handschalter 161, ermöglichen eine genaue Einstellung der Apparate. Diese Einstellung ist nachfolgend in Verbindung mit der Arbeitsweise des Systems beschrieben.
Die Kathode 163 der Stoppröhre 103 ist mit der Kathode 47 der Kontrollröhre 43 verbunden und über einen Widerstand 165 an einen Mittelkontakt 167 des Spannungsteilers 75 angeschlossen. Die Spule 169 des zweiten Relais 97 ist über den Widerstand 165 und einen normal offenen Kontakt 171 des ersten Relais 51 angeschlossen. Die Spule 173 des dritten Relais i i i ist ebenso über den Widerstand 165 und einen normal geschlossenen Kontakt 175 des ersten Relais 51 angeschlossen. Die Spule 177 des ersten Relais 51 ist an dem positiven Ende des Spannungsteilers 75 über den Zwischenkontakt 167 und den zweiten Kontakt 99 des Druckknopfschalters 87, den Rückpreßkontakt 17 und einem normal offenen Kontakt 179 des dritten Relais angeschlossen. Ein Festhaltekontakt 181 des ersten Relais 51 liegt parallel zu dem offenen Kontakt 179 des Relais i i i.
Der Kontrollstrom der Startröhre ioi fließt von deren Kontrollelektrode 183 durch einen Gitterwiderstand 185 und ein Paar Widerstände 187 und 189 zur Kathode 113. Eine Gleichspannung hält über den Widerstand 189 die Startröhre ioi nicht leitend. Ein Spannungsimpuls, der genügend ist, die Steuerspannung zu übersteigen und die Startröhre leitend zu machen, wird periodisch über den anderen Widerstand 187 zugeführt. Der Spannungsimpuls wird durch einen an die Leitungen 25 und 27 'angeschlossenen Transformator igi durch einen Phasenschieber 193 erzeugt. Der von dem Phasenschieber 193 erzeugte Strom macht die Startröhre ioi in einem Moment der Periode der Wechselspannung leitend, abhängig von dem Leistungsfaktor und von dem Nulldurchgang des Schweißstromes.
Der Kontrollstromkreis der Stoppröhre 103 führt von der Elektrode 195 durch einen Gitterwiderstand 197 und die Kapazitäten 127 und 129 zu dem negativen Ende des Spannungsteilers 75. Von der Mittelklemme 167 des Spannungsteilers geht der Kontrollstrom durch den Widerstand 165 zur Kathode 163 der Stoppröhre. Die Spannung über den Spannungsteiler 75 zwischen der Mittelklemme 167 und dem negativen Ende macht die Stoppröhre 103 nichtleitend. Wenn jedoch die Startröhre loi leitend wird, fließt der Strom durch die Kapazitäten 127 und 129 und ladet sie auf eine Größe, die durch den Widerstand der Widerstandselemente 118 bis 125 bestimmt wird. Wenn die Ladung der Kapazitäten 127 und 129 eine vorbestimmte Höhe ereicht, wird die Stoppröhre 103 leitend.
Der Kontrollstrom der Röhre 43 führt von ihrer Elektrode i99 durch einen Gitterwiderstand toi, eine einen Widerstand 203 und die Sekundärwindung 205 eines "Zusatztransformators 207 enthaltende Brücke, einen Leiter 209, einen Widerstand 211, den Widerstand 189 und den Widerstand 115 zum negativen Ende des Spannungsteilers 75 und dann von der Mittelklemme 167 durch den Widerstand 165 zur Kathode .I7 der Kontrollröhre 43.
Der Teil des Spannungsteilers in dem Stromkreis der Kontrollröhre 43 und die Steuerspannung am Widerstand 189 erzeugen eine Spannung, welche die Kontrollröhre 43 nichtleitend macht. Eine Wärmekontrollspannung wird über den Widerstand 211 durch einen Vollweggleichrichter 213 und einen einstellbaren Phasenschieber 215 über die Leitungen 25 und 27 durch einen zusätzlichen Transformator 207 erzeugt. Die Spannung über den Widerstand 211 hat eine Wellenform, die durch den Einfluß der Elektrode i99 der Kontrollröhre 43 die Form einer umgekehrten gleichgerichteten Wechselspannung hat, welche in der Phase verschoben gegen die zugeführte Wechselspannung ist. Wie später erläutert werden wird, ist der Augenblick in einer Halbperiode der Wechselspannung, in welchem die Kontrollröhre 43 leitend wird, durch den Betrag der Phasenverschiebung durch den Widerstand 211 bestimmt.
Die Ausgleichbrücke ist von gebräuchlicher Art, um eine Wechselspannungskomponente, wenn nötig, zu kompensieren für verschiedene Zündcharakteristiken der zwei Ililfssteuerröhren und der zugehörigen Entladungsgefäße.
Vor Einleitung der Schweißoperationen muß die Kontakteinrichtung 137 eingestellt werden. Ein von Hand betätigter Schalter 217 über dem Druckknopfschalter 87 wird geschlossen, um das Solenoidventil 13 zu erregen, wodurch die bewegliche Schweißelektrode 3 unter passendem Preßdruck niedergeführt wird ohne jedes Material zwischen den Berührungsflächen der Schweißelektroden. Bei dieser Elektrodenstellung wird die Stellschraube 155 so justiert, daß alle Kontaktstreifen 139 bis 147 der Kontaktvorrichtung 137 gerade Kontakt machen. Der Handschalter 161 wird geschlossen, so daß der Kontakt zwischen den letzten Kontaktstreifen 146 und 147 durch das Aufleuchten der Indikatorlampe 157 angezeigt wird. Mit allen Kontaktstreifen in Kontakt wird die Stellschraube 155 fest gemacht, die Handschalter 161 und 217 werden geöffnet, und das Ganze ist zur Schweißoperation bereit.
Um diese Operation einzuleiten, wird der Druckknopfschalter 87 geschlossen. Wie schon oben erklärt, wird der Druckknopfschalter in dieser Stellung so lange gehalten, als die Solenoidspule 9i unerregt bleibt. Der erste Kontakt 85 des Druckknopfschalters 87 vervollständigt einen Strom durch die Spute 15 des Solenoidventils der Preßeinrichtung i i. Als Folge davon werden die bewegliche Elektrode 3 abwärts geführt und die Werkstücke 7 und 9, die geschweißt werden sollen, zwischen die Elektroden 3 und 5 geklemmt. Gleichzeitig wird der Hebel 149 bewegt und veranlaßt hierdurch die Kontaktgebung einer gewissen Anzähl der Kontaktstreifen 139 bis 147 entsprechend der Dicke der zu schweißenden Werkstücke.
Nachdem die bewegliche Elektrode 3 in Stellung ist, schließt sich der Rückpreß'kontakt 17, so daß ein Strom vom positiven Ende des Spannungsteilers 75 durch den zweiten Kontakt 99 des Druckknopfschalters 87, den Kontakt 17 und den normalerweise geschlossenen Kontakt iog des dritten Relais i i i zu den Anoden Ios und 107 der Start- und Stoppröhren ioi und 103 fließt. Darauf macht der nächste Spannungsimpuls über den Widerstand 187 in dem Kontrollstromkreis der Startröhre toi diese leitend und bewirkt hierdurch die Aufladung der Kapazitäten 127 und 129.
Wenn die Startröhre ioi leitend wird, steigt das Potential im Kontrollstromkreis der Röhre 43 nahezu auf das der Kathode 113 der Startröhre und erreicht fast das Potential des positiven Endes des Spannungsteilers 75. Demzufolge wird die Gleichspannungskomponente der resultierenden Spannung zwischen der Kontrollelektrode und der Kathode der Kontrollröhre leicht negativ,'so daß die Spannungsspitzen, die am Widerstand 211 auftreten, die Kontrollröhre leitend machen.
Die Phasenlage der Spannungsspitzen und damit der Augenblick, in dem die Kontrollröhre leitend wird, wird durch den Phasenschieber 215 eingestellt. Die Hilfssteuerröhren 31 werden in jeder Halbwelle durch die Wirkung der Kontrollröhre 43 leitend und veranlassen periodisch in jeder entgegengesetzten Halbwelle der zugeführten Spannung ein Leitendwerden der elektrischen Ventile 29. Infolgedessen geht ein Strom durch den Schweißtransformator und erzeugt eine Schweißung der zwischen die Elektroden geklemmten Werkstücke, deren Schweißzeit mit dem Leitendwerden der Startröhre beginnt.
Die Aufladung der Kapazitäten 127 und 129 beginnt gleichfalls mit dem Leitendwerden der Startröhre ioi. Die Höhe der Aufladung der Kapazitäten hängt ab von dem Betrag des Widerstandes der jeweils eingeschalteten Widerstandselemente 118 bis 125. Dieser ist abhängig von der Anzahl der in Kontakt gebrachten Kontaktstreifen entsprechend der Dicke des zu schweißenden Materials. Aus den vorher erörterten Gründen werden die Widerstände der verschiedenen Widerstandselemente 118 bis 125 so gewählt, daß die Ladezeit der Kapazitäten 127 und 129, die notwendig ist, um die Stoppröhre 103 leitend zu machen, durch die vorher aufgestellte Gleichung (I) bestimmt wird. Wenn die Stoppröhre 103 leitend wird, steigt das Potential der Kathode 47 der Kontrollröhre 43, welche mit der Kathode 163 der Stoppröhre 103 verbunden ist, beinahe auf das Potential des positiven Endes des Spannungsteilers 75, während das Gitter i99 der Kontrollröhre 43 das Potential des negativen Endes des Spannungsteilers 75 besitzt, so daß die Kontrollröhre in jeder Halbperiode nicht mehr länger leitend bleibt. Demzufolge wird das Schweißintervall beendet, und der Schweißstrom hört auf zu fließen. Der über die Stoppröhre 103 fließend Strom geht über den normalerweise geschlossenen Kontakt 175 des ersten Relais 51 und durch die Spule 173 des dritten Relais i i i und erregt das letztere.
Durch Erregung des dritten Relais i i i wird der erste Kontakt 179 desselben geschlossen, um den Stromweg über die Spule 177 des ersten Relais 51 zu vervollständigen. Der zweite Kontakt iog des dritten Relais i i i wird geöffnet, um die Anodenströme der Start- und Stoppröhren ioi und 103 zu unterbrechen, und der dritte Kontakt 135 wird geschlossen, um den Entladestromkreis über die Kapazitäten 127 und 129 zu vervollständigen.
Wenn das erste Relais 51 durch die Wirkung des dritten Relais i i i erregt wird, öffnet sich sein erster Kontakt 4:9, so daß, solange das erste Relais erregt bleibt, die Kontrollröhre 43 nicht leitend werden kann. Der zweite Kontakt 181 des ersten Relais 51 schließt den Haltestromkreis für die Spule 177. Dies ist so lange notwendig, bis das dritte Relais i i i in seine nichterregte Stellung zurückkehrt, wenn der zweite Kontakt iog die Anodenströme der Start- und Stoppröhren unterbricht. Der dritte Kontakt 17i des ersten Relais 51 vervollständigt die Verbindung der Spule 169 des zweiten Relais 97 über den Widerstand 165 im Kathodenstromkreis der Stoppröhre 103. Die Stoppröhre 103 ist jetzt enterregt, so daß das zweite Relais 97 in seiner unerregten Stellung bleibt. Der vierte Kontakt 175 des ersten Relais 51 öffnet den Erregerstromkreis,des dritten Relais i i i.
Somit ist es klar, daß die Schweißzeit abhängt und automatisch eingestellt wird von der Dicke des zu schweißenden Materials. Darüber hinaus wird durch richtige Auswahl der Widerstandselemente 118 bis 125 die Schweißzeit eine bestimmte Funktion der Dicke gemäß der obengenannten Gleichung. Es ist klar, daß die Zahl der Widerstandselemente und ihre Widerstandswerte nach Wunsch gewählt werden können. Die Anordnung der Kontakte kann natürlich entsprechend anderen Werten des Schweißstromes verschieden gewählt werden. Auch können in Zusammenhang andere Ausführungsformen für die mechanische Einstellung der Elektroden und die Einstellung der Schweißstromzeiten gewählt werden.
Wenn der vierte Kontakt 175 des ersten Relais 51 den Erregerstromkreis für das dritte Relais I I I öffnet, kehrt das dritte Relais in seine unerregte Stellung zurück, jedoch mit einem leichten Zeitverzug, der durch die Trägheit des Relais bedingt ist. So werden der Entladestromkreis der Kapazitäten 127 und 129 geöffnet, die Kapazitäten hierbei völlig entladen und die Anodenstromkreise der Startund. Stoppröhren ioi und 103 wieder hergestellt. Die Zeitoperation wird dann wiederholt, aber es fließt, während das erste Relais 51 noch erregt ist, kein Schweißstrom.
Am Ende dieser zweiten Zeitperiode wird die Stoppröhre 103 wieder leitend. Nun wird das zweite Relais 97 erregt an Stelle des dritten Relais i i i und dadurch der Stromkreis durch die ,Spule 9i des Haltesolenoids 89 geschlossen. Das Solenoid wird außer Wirkung gesetzt durch den Druckknopfschalter 87, so daß dieser augenblicklich durch die Feder 93 geöffnet wird. Nach Offnen des Druckknopfschalters 87 wird (las Soletioi(iventil 13 der Preßeinrichtung entregt und die bewegliche Elektrode 3 aufwärts bewegt und außer Berührung mit dem Material gebracht, welches soeben geschweißt wurde.
Es ist somit ersichtlich, daß die zweite Zeitperiode die Haltezeit ist. Während dieser Periode bleiben die Elektroden 3 und 5 in Berührung mit den soeben geschweißten Werkstück-,en, aber fließt kein Schweißstrom.
Während im vorstehenden ein System gezeigt ist, in welchem sowohl die Schweißzeit wie die Haltezeit automatisch durch die Dicke des zti schweißenden Materials geregelt wird, kann es in einigen Fällen wünschenswert sein, nur die Schweißzeit zu regeln. Es können verschiedene Relais mit der Stoppröhre zusammenwirken, um andere zusätzliche Operationen durchzuführen, wie z. B. die Erzeugung eines Sclimiedepreß,druc4<s während der Haltezeitperiode.
Es ist ebenso zu verstehen, daß die Kapazitäten 127 und 129 im Verhältnis zu den Widerstandselementen 118 bis 125 von solcher Größe gewählt werden, daß die oben aufgestellte Zeitgleichung erfüllt ist. Die Kapazitäten werden vorzüglich von solchem Größenverhältnis zueinander gewählt, daß bei geschlossenem Schalter 13i die Zeit etwa 70% derjenigen nach Gleichung (i) ist, wenn einzelne oder weit voneinander entfernte Schweißstellen gemacht werden sollen, bei welchen der Paralleleffekt der vorhergehenden Schweißstelle nicht auftritt.
Aus dem Vorhergehenden ist ersichtlich, daß durch die :.Mittel der neuen Einrichtung die Einstellungen von Hand, die gewöhnlich bei jeder Dickenänderung des Materials gemacht werden, unnötig sind. Gute Schweißstellen sind hierdurch gesichert und weitgehend unabhängig von der Aufmerksamkeit oder Unaufmerksamkeit und der Urteilsfähigkeit des Arbeiters. Die Apparatur ist voll selbstregelnd von Schweißpunkt zu Schweißpunkt, ohne Rücksicht darauf, ob die einander folgenden Schweißungen von derselben oder von verschiedener Dicke sind oder an gleichen oder verschiedenen Verbindungen gemacht werden. Schweißungen von minimaler Größe können so hergestellt werden, und jede mögliche Reihenfolge in der Verbindung mit Änderungen der Schweißgröße und Stärke kann wechseln wie die Dicke des Materials. Von wahrscheinlich größter Wichtigkeit ist die Tatsache, daß die Ausschaltung der Notwendigkeit der Einstellung der Maschine auf die Dickenverhältnisse in hohem :\laße die Ükotiotnie der Produktion steigert.

Claims

PATENTANSPRCC111i: 1. Widerstands-Scliweißmascliine, welche unter Zwischenschaltung von elektrischen Ventilen von einer Wechselstrom(luelle gespeist wird und mit zusätzlichen Kontrollvorrichtungen für die Energiezufuhr versehen ist, gekennzeichnet durch die Anwendung von Dickenmeßvorrichtungen (149, 137) zur Messung der Dicke des zu schweißenden b-laterials (7, 9) und eines Regelwerkes (118 bis 129) zur Regelung der Wirkzeit der genannten elektrischen Ventile (29), welches mit den genannten I)ickenmeßvorrichtungen (T49, 137) so zusammenwirkt, daß die Dauer der Schweißzeit eine vorbestimmte Funktion der Dicke des ztt schweißenden Materials ist.
2. Widerstands-Schweißtnaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß dieLänge der Schweißzeit in Sekunden die Größe von 1,67 J -I-- 6 J2 + 12 J3 hat, wenn J die Dicke des Materials in Zoll ist, oder die Größe o,66 C +0,93 C2 -I- 0,73 C3 hat, wenn C die Dicke des Materials in Zentimeter bedeutet.
3. Widerstands-Schweißmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtungen zur Einstellung der Schweißzeit mit Regelvorrichtungen (129, 131) zusammenwirken, um die günstigste Einstellung der Schweißzeit im Verhältnis zur Dicke des Materials zu erzielen.
4. Widerstands-Schweißniaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelvorrichtungen (129, 131) so eingestellt werden, daß die Dauer der Schweißzeit etwa 70% der im Anspruch 2 bestimmten Dauer beträgt.
5. Widerstands-Schweißmaschine nach Ansprüchen i bis .1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dickenmeßeinrichtungen (137) mit den Schweißelektroden (3, 5) so gekuppelt sind, daß ihre jeweilige Stellung der jeweiligen Stellung der Schweißelektroden entspricht.
6. Widerstands-Schweißmaschine nach Ansprüchen i bis 5 mit einem die Schweißzeit elektronisch beherrschenden Stromkreis mit Widerständen und Kapazitäten, dadurch gekennzeichnet, daß die Dickennießeinrichtungen (137) die Veränderung des Widerstandes des die Zeiteinstellung beherrschenden Stromkreises bewirken.
7. Widerstands-Schweißmaschine nach Ansprüchen i bis 6 mit Kontrolleinrichtungen zum Halten der Schweißelektroden während eines vorbestimmten Zeitintervalls (Haltezeit) nach dem Aufhören des Schweißstromflusses, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Haltezeit automatisch entsprechend der Dicke des zu schweißenden Materials geregelt wird.