DE838178C - Verfahren und Vorrichtung zum Anschweißen von dünnen Drähten an größere Körper - Google Patents

Description

(WiGBL S. 175)

AUSGEGEBEN AM 5. MAI 1952

G 391? VIIId/Jih

an größere Körper

Die Erfindung betrifft Schweißmittel und insbesondere Mittel zum Anschweißen von dünnen Drähten an größere Körper.

Sehr oft ist es notwendig, das Ende eines Drahtes von geringem Durchmesser an einem größeren Körper anzuschweißen oder dauernd zu befestigen, wie an der Grundfläche einer Hülse, und in gewissen Fällen einen solchen Draht am Boden einer Höhlung oder Vertiefung zu befestigen.

Es ist darum ein Gegenstand der Erfindung, Mittel zu schaffen für das Anschweißen von Drähten oder dünnen Körpern an größeren Werkstücken.

Es ist ferner Gegenstand der Erfindung, Mittel für Stoßschweißung zur Befestigung von Drahtenden am Boden einer Vertiefung zu schaffen.

Es ist schließlich noch Gegenstand der Erfindung, dieses Anschweißen von dünnen Drähten an größere Körper plötzlich und ohne Schaden für den Draht selbst durchzuführen. ao

Hinsichtlich dieser und anderer in Betracht kommender Gegenstände, die später erläutert werden sollen, kann man die Erfindung am besten verstehen mit Hilfe der folgenden Beschreibung und Ansprüche und der Darstellung in den Zeichnungen. a$ In diesen, ist

-Fig. ι ein schematisches Schaubild, das die verschiedenen Teile der Erfindung darstellt, wobei ein Teil des wirksamen Kontaktgerätes im Schnitt dargestellt ist;

Fig. 2 ein senkrechter Schnitt durch den wirksamen Schweißteil in Darstellung nach beendeter Schweißung,

Fig. 3 ein vergrößerter senkrechter Schnitt durch den Schweißkopf,

ίο Fig. 4 ein Schnitt nach der Linie 4-4 der Fig. 3, Fig. 5 ein Schaltungsschema der Stromzuführung der Einrichtung.

Kurz gesagt, wird beim Stoßschweißen ein Kondensator von geeigneter Größe vollgeladen und dann durch das Werkstück und den anzuschweißenden Teil hindurch kurzgeschlossen, wobei der Stromfluß von diesem Teil zum Werkstück bei der Kondensatorentladung stark genug ist, um die Körper zum Schmelzen und-Schweißen zu bringen.

In der Vorrichtung nach der Erfindung sind daher, wie in Fig. 1 dargestellt, eine Stromquelle 2, eine Kondensatorbatterie 4 und ein Schweißkopf 6 vorgesehen, welch letzterer so beschaffen ist, daß er fest an dem Körper 8 angebracht werden kann, mit dem

»5 der dünne Draht verbunden werden soll. Die Leitungen 11 und 12 verbinden die Kondensatoren mit dem Werkstück 8 und dem Schweißkopf 6. Die Energie wird aus der Stromquelle 2 durch das Kabel 14 zur Kondensatorbatterie geleitet. Sie wird dabei durch den Regulator 16 geregelt, so daß verschiedene Spannungen an den Kondensator angelegt werden können für verschiedene Arbeitsbedingungen. Die Kondensatorbatterie ist auch mit einer Anzahl von Schaltern versehen zur Veränderung der Kapazität der Batterie entsprechend der Größe und Art der zu schweißenden Teile.

Im allgemeinen ist die Stromquelle mit Stromleitungen verbunden. Die Kondensatoren sind mit dem Draht λ-erbunden, der an dem Werkstück angebracht werden soll, und stehen mit dem ,Werkstück 8 in besonderer Verbindung. Mit dem Griff 16 wird die richtige Spannung eingestellt, und der Schalter 20 geschlossen. Dann wird der Schalter 22 geschlossen, um den Kondensator zu laden. In den später zu beschreibenden Stromkreis ist ein Kathodenstrahlrohr eingeschaltet, dessen Bild dem Bediener anzeigt, wenn der Kondensator voll geladen ist. Der Strom bleibt angeschlossen, um Verluste im Kondensatorstromkreis auszugleichen.

Wenn die Teile in der richtigen Lage sind, so daß der Draht genau über dem Punkt ist, an dem er angeschweißt werden soll, wird durch Betätigung eines Drückers eine Feder freigegeben, die den Draht in einem vorbestimmten Maß der Schweißstelle sich nähern läßt. Wenn er die Ol)erfläche erreicht, setzt die Kondensatorentladung ein, die eine Verschmelzung der beiden miteinander zu verbindenden Teile bewirkt. Der Schalter 22 wird dann geöffnet, und die Schweißung ist fertig.

Weil jedoch die Mehrzahl der zu befestigenden Drähte keine genügende mechanische Festigkeit hat, um gegen Biegung Widerstand leisten zu können, wenn sie von einiger Länge sind und wenn die Geschwindigkeit, mit welcher sie auf den dicken Körper treffen, bedeutend ist, und auch die Oberfläche platzen könnte, so ist ein Spezialschweißkopf vorgesehen, um dieseDrähte nach der vorher erwähnten allgemeinen Methode richtig anzubringen.

In den Fig. 3 und 4 ist ein zylindrischer Hauptkörper 24 dargestellt, dessen unterer Teil außen Schraubengewinde und eine darin einstellbare Fiberbüchse 26 hat. Eine Hülse 28 ausMicarta oder ähnlichem Isolationsmaterial kann auf das untere Ende des Körpers 24 aufgesetzt und bis an die Büchse 26 herangeschoben werden. Diese Hülse dient zum Abstandhalten und kann auf der Grundfläche eine besondere Gestalt haben, um eine genaue Einstellung des ganzen Gerätes an verschiedenen Konturen zu ermöglichen. Das obere Ende des Körpers 24 hat außen auch Schraubengewinde, auf dem eine Kappe 30 aus Isoliermaterial sitzt, welche innen eine zentrale öffnung 32 hat; in dieser steckt ein langes rohrförmiges Glied 34, das einen abgeplatteten Kopf 36 hat. Dieses hohle rohrförmige Glied erstreckt sich abwärts in den Hauptkörper 24.

Der Körper 24 ist hohl, und in ihm ist gleitend eine Büchse 38 eingebaut, die auch von hohler Gestalt ist und in der sich das rohrförmige Glied 34 erstreckt. Das obere Ende der Büchse 38 hat '(bei 40) kleineren Durchmesser. Der Raum zwischen diesem Teil und der inneren Wand des Körpers 24 bildet das Gehäuse für eine Kompressionsfeder 42, deren eines Ende auf der Innenfläche der Kappe 30 aufliegt. Diese Feder sucht die Büchse38 auf das untere Endstück des Körpers oder Gehäuses 24 zu drücken. Dieses untere Ende ist innen konisch (wie bei 44) und begrenzt die Abwärtsbewegung der Büchse 38. Durch eine enge öffnung 46 in dem unteren Ende der Büchse 38 ragt ein hohles Rohr 48 hindurch, das am unteren Ende der Büchse 38 durch Pressung (wie bei 50) starr befestigt ist. Innerhalb des Rohres 48 ist ein langes Halterglied 52 von passender Abmessung zur Aufnahme des anzuschweißenden Drahtes gleitbar eingebaut. Dieses Halterglied ist axial gespalten, wie bei 54 dargestellt, so daß seine Enden zusammengepreßt werden können, um den Draht zu fassen, und erstreckt sich über das Ende des Rohres 48 hinaus. Der vorstehende Teil hat größeren Durchmesser, wie bei 56 dargestellt, und ist mit einer kegelförmigen Oberfläche 58 versehen, no welche das untere Ende des Rohres 48 berührt. Das obere Ende des Halters 52 ist in dem unteren, Ende des hohlen Zapfens 34 verschraubt. Es ist so ersichtlich, daß eine enge zentrale Bohrung vorhanden ist durch die ganze Länge des Schweißkopfes, so daß der anzuschweißende Draht durch den Sch weißkopf hindurch in die Greifbacken des Halters geführt werden kann.

Konzentrisch zu dem oberen Ende des rohrförmigen Zapfens 34 ist eine zweite schraubenförmige Feder 60 angeordnet, die sich einerseits gegen die Unterfläche des Kopfes 36 und andererseits gegen den Oberteil der Büchse 38 abstützt. Diese Feder sucht das Rohr 34 aufwärts herauszustoßen, welches, da der Halter 52 darin eingeschraubt ist, dessen Kopf aufwärts ziehen will gegen die kegel-

förmige Oberfläche 58 und die Halterbacken an den Draht zu klemmen sucht. Halter von verschiedenem innerem Durchmesser können leicht eingesetzt werden gemäß der Dicke des Ixmutzten Drahtes. Kin quer verschiebbarer Drücker 62 aus Isoliermaterial I greift in eine Kerl)e 64 der Büchse 38 ein, wenn beide sich decken. Wenn der Drücker quer verschoben wird, so gibt er durch einen bogenförmigen j Ausschnitt 66 die Büchse 38 und die Feder 42 frei, welche die Teile abwärts treibt.

Da es sich um eine Stoßschweißung handelt, die mit Kondensatorentladung arbeitet, ist es wichtig, den Kondensator für jede Schweißung voll geladen zu haben, um eine richtige Energiemenge für die Schweißung zu erhalten. Zum Anzeigen des Ladezustandes der Kondensatoren ist eine Röhre 70 in den Kondensatorstromkreis eingeschaltet, . und zwar eine Kathodenstrahlröhre des 6 E 5- oder Magisches-Auge-Typs, deren Bild im wesentlichen von

ao dreieckiger Gestalt ist und sich beim Anwachsen der angelegten Spannung schließt.

Das Abstimmungsauge ist in dem Stromkreis so angeordnet, daß, wenn zur Ladung des Kondensators ein starker Strom durch den Widerstand 65 (Fig. 5) fließt, ein großer Spannungsabfall im Widerstand 65 und im Abstimmungsauge besteht und dieses zwingt, sich zu schließen. Wenn die Kondensatoren voll geladen sind, wird dieser Spannungsunterschied zu Null, es gibt keinen Spannungsabfall im Widerstand 65 und darum öffnet sich das Abstimmungsauge. Durch Regelung der Spannung in der Röhre mittels des veränderlichen Widerstandes 65 kann darum das magische Auge so eingestellt werden, daß es sich gerade für eine I>estimmte Installation oder für eine Reihe ähnlicher Schweißungen öffnet.

Wenn andere Arbeitsbedingungen vorliegen, muß das Abstimmungsauge wieder so eingestellt werden, daß es sich gerade bei der nötigen Energiemenge öffnet; wenn es dann aber einmal eingestellt ist, wird keine nochmalige Justierung nötig bis neue Bedingungen vorliegen.

Zur Schweißung wird der zu schweißende Draht durch den Schweißkopf herabgeführt, bis er über die Racken 56 ein kleines Stück hinaussteht, z. B. einen halben Zentimeter. Während dieser Zeit drückt der Bedienende nur abwärts auf den Kopf 36, so daß die Backen geöffnet werden. Wenn der Draht in der richtigen Lage ist, wird der Kopf 36 freigegeben und aufwärts bewegt, und der Draht wird nun eingeklemmt und fertig für die Anpressung. Der Schweißkopf ist genau eingestellt über der Stelle, an welcher der Draht angeschweißt werden soll, wolxn die Isolationshülse in Berührung mit dem Werkstück steht. Nun wird der Schalter 20 geschlossen. Dies führt Strom zu einem VoIlwellengleichrichter 68 und zu dem jetzt geschlossenen Schalter 22. Die Gleichrichterenergie wird den Kondensatoren zugeführt. Der Schweißer kann jetzt durch Beobachtung des Rohres 70 feststellen, wenn die Kondensatoren in der Batterie 4 voll geladen sind, im Falle, daß dies für diese Art der Schweißung nötig ist. Der Schweißer muß sich dabei hüten, die vorstehenden Teile des Schweißkopfes zu berühren, solange sie mit dem geladenen Kondensator direkt verbunden sind; aber die Außenfläche des Schweißkopfes besteht zum größten Teil aus Isoliermaterial, wie Micarta oder Fiber. Nun kann der Isolationsschieber62 bewegt werden, bis sein Ausschnitt 66 sich mit dem Rand der Büchse 38 deckt. Dann zwingt die Feder 42 das Glied 38, plötzlich herabzugehen, wobei es das vorstehende Ende des Drahtes, wie bei "]2 dargestellt, mit dem Körper 8 in Berührung bringt und so die Entladung des Kondensators und das Schmelzen bewirkt. Nun kann die Kraftquelle abgeschaltet werden.

Wenn das Ende des Drahtes 72 das anzuschweißende Stück berührt, so kann es sich, da es nur ein kleines Stück über das Ende des Halters hinaus- e_o ■steht, nicht krümmen, denn der Halter kann zufolge seiner Bauart auf der Oberfläche des Drahtes gleiten, wenn der Draht sich nicht weiterbewegt; der Halter sucht dann weiterzugehen, indem er über seine ursprüngliche Greifstelle hinausgleitet. Wenn der Draht auf dem Boden einer Höhlung angeschweißt werden soll, können verschiedene Isolationshülsen, so wie 74, während des Schweißens in die Höhlung eingesetzt werden. Demgemäß können Porzellanisolatoren, wie bei 76 dargestellt in Fig. 2, _go eingefügt werden, um den Draht in -der richtigen Lage zu halten.

Um die Vorrichtung betriebsfertig zu machen, braucht man darum nur die Haupttriebfeder 42 zu spannen und den Draht und den Halter gegenüber gj dem Punkt, an dem die Schweißung gemacht werden soll, genau einzustellen.

Es ist auch klar, daß durch Anwendung von öffnungen verschiedener Größe im Halter eine Mannigfaltigkeit von Drähten verschiedener Stärke behandelt werden kann und durch geeigneten Vorschub des Halters und Rohres 48 zufriedenstellende Schweißungen auf dem Boden einer tiefen Höhlung von geringem Durchmesser gemacht werden können. _1Oj

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Verfahren und Vorrichtung zum Anschweißen insbesondere dünner Drähte an. größeren Körpern, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kondensator (4) aufgeladen und mit den beiden zu verschweißenden Teilen (8, J2) leitend verbunden wird, worauf diese Teile einander mit passender Geschwindigkeit genähert und zur Berührung gebracht werden, so daß sie durch die Entladung des Kondensators verschmolzen werden, wobei der eine Teil, insbesondere der dünne Draht (72), in seinem Halter (52) durch Reibung so gefaßt wird, daß er nach Berührung mit dem anderen Teil (8) in seiner Fassung (52, iao 54, 56) gleiten kann und Biegen oder Platzen desselben vermieden wird.

2. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch eine einstellbare Anzeigevorrichtung (70) für die Kondensator ladung.

3- Vorrichtung nach Anspruch ι und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der die eine Elektrode bildende Halter (52, 56, 34) für den Draht unter Federspannung (60) steht und Keilflächen (56, 58) aufweist, die beim Anziehen durch die Feder (60) den Draht einklemmen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine in einem Gehäuse (24) axial verschiebbare und mit diesem durch eine gespannte Feder (42) verbundene langgestreckte Büchse (38) mit einem rohrförmigen Fortsatz (48) und einer durchgehenden axialen Bohrung, welche die Führung für den Drahthalter (52, 34) bildet, wobei diese Büchse (38) das Widerlager für eine auf den Drahthalter (34, 52) einwirkende Feder (60) darstellt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Drahthalter (34, 52) an seinem über sein Führungsrohr (48) hin-

ao ausragenden Ende ein Kopfstück (56) mit kegelförmiger Oberfläche (58) hat, die in dem entsprechend kegelförmigen Ende des Führungsrohres (48) sitzt, und daß der Halter ein Stück axial gespalten ist, so daß durch den axialen Federzug (60) die beiden Kopfteile (56) zusammengedrückt werden und den eingeschol>enen Draht (72) einklemmen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, gekennzeichnet durch auswechselbare Drahthalter (34> 5²) ^m·* verschiedenen Bohrungen für Drähte verschiedenen Durchmessers.

7. Vorrichtung nadh Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiebbare Büchse (38) eine Kerbe (64) hat, in die ein quer zur Bewegungsrichtung der Büchse im Gehäusekörper '(24) beweglicher Schieber (62) eingreift, welcher eine der Umrißform der Büchse (38) entsprechende Aussparung (66) hat, so daß die durch den Schieber (62) gegen die Kraft der gespannten Feder (42) fest gehaltene Büchse (38) bei Überdeckung der Aussparung (66) freigegeben wird und den. an ihr sitzenden Drahthalter (34, 52) abwärts stößt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der das Gehäuse (24) für die axial verschiebbare Büchse (38) bildende Körper (24) an seinem von der Schweißstelle abgekehrten Ende durch einen aufschraubbaren Deckel (30) aus Isoliermaterial verschlossen ist, der das Widerlager für dlie auf die verschiebbare Büchse wirkende Feder (42) bildet und eine zentrale Öffnung (32) für den Drahthalter (34, 52) und die gegen die verschiebbare Büchse (38) und gegen den Kopf (36) des Drahthalters (34, 52) sich abstützende Feder (60) hat.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 8, dadurdh gekennzeichnet, daß das Gehäuse (24) an seinem der Schweißstelle zugekehrten Ende Schraubengewinde hat und eine verstellbare Büchse (26) aus Isoliermaterial trägt, gegen die sich eine auf das Gehäuse (24) aufschiebbare Hülse (28) aus Isoliermaterial abstützt, welche an ihrem äußeren Ende eine der Gestalt des zu verschweißenden Körpers entsprechende Kontur aufweist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 9, gekennzeichnet durch Einsatzbüchsen (74, 76) aus Porzellan od. dgl., die in die Hülse (28) des Schwefßkopfes (6) und in eine Höhlung des zu verschweißenden Körpers (8) passen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Q 5137 4.