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Gerät zum Anschweißen von Bolzen od. dgl. im elektrischen Lichtbogenverfahren
Die Erfindung bezieht sich auf Geräte zum Anschweißen von Bolzen, Rohren, Niete,
Zapfen od. dgl. aus Metall oder Metallegierungen, nachstehend nur finit Bolzen 1>ezeiclinet,
an Platten, Streifen, körperlicheGegenstände, nachstehend allgemein mit Platten
bezeichnet, im elektrischen Lichtbogenverfahren. Es sind bereits Geräte bekannt,
bei denen ein Träger für den Schweißbolzen heim Aufsetzen des Gerätes auf die Platte
entgegen der Wirkung einer Feder verschoben wird und bei denen nach diesem Aufsetzen
der Träger des Schweißbolzens zum Ziehen des Lichtbogens noch um ein bestimmtes
Maß zurückgezogen werden kann. Für die Brauchbarkeit dieser Geräte ist wesentlich,
daß die Größe- des IZückzugweges genau festlegbar ist, die Lage des Bolzenträgers
nach dem Aufsetfen des Gerätes auf die Platte aber beliebig ist, um verschieden
lange Bolzen ohne weitere Einstellung des Gerätes mit diesem setzen zu können.
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Hierzu ist bei einem Gerät zum Anschweißen von Bolzen od. dgl. auf
Platten oder andere Grundkörper mit einem verschiebbarenBolzenträger dieser aus
zwei zueinander verschiebbaren Teilen gebildet, die durch eine Feder in einem einstellbaren
Höchstabstand, der der jeweils erforderlichen Höhe des zu ziehenden Lichtbogens
entspricht, gehalten sind, wobei beideTeile mit demEinschalten desSchweißstromes
auf elektromagnetischem Weg derart gesteuert sind, daß der eine Teil in der gerade
eingenommenen Stellung blockiert wird., während der
andere Teil
mit dem Schweißbolzen, an den ersten Teil angezogen wird.
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Der den Schweißbolzen aufnehmend Teil ist dahei als verschiebbarer
Kern eines Elektromagneten ausgebildet, während der andereTeil das eineGlied einer
elektromagnetischen Feststellkupplung bildet. Letztere kann dabei als Klemmkupplung
mit gegeneinander verschiebbaren Keilgliedern ausgebildet sein, die durch Federwirkung
voneinander getrennt gehalten und durch einen Elektromagneten in die Schließlage
gebracht werden, wie auch radial verstellbare Rastglieder vorgesehen sein können.,
die durch den Elektromagneten in Eingriff mit festen Gegengliedern gebracht werden.
Dabei können für die Relativbewegung der beiden Teile des Trägers, für den Schweißbolzen
getrennte Elektromagneten oder auch ein gemeinsamer Elektromagnet vorgesehen sein.
Die Größe des Verstellweges zwischen den beiden Teilen ist dabei zweckmäßig einstellbar.
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Die Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigt Fig. i einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform, Fig. 2 eine Vorderansicht
hierzu, Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform und Fig. 4 die
zugehörige Stirnansicht.
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In einem Stahlrohr i ist ein Anschlagring 2 für den Träger 3 einer
Magnetspule 4 angeordnet, gegen deren andere Seite sich ein Führungsstück 5 aus
magnetischem Werkstoff legt. Das Führungsstück ist durch einen Flanschrand 6 achsgerecht
in der Rohrhülse i gehalten und nimmt in dem' zwischen ihm und der Rohrhülse i verbleibenden
Ringraum den Träger 7 aus Isolierstoff einer Kupplungsspule 8 auf. Der Spulenträger
7 ist durch einen Ring 9 gehalten, der auf dem hinteren Ende des Führungsstückes
aufsitzt und in gleicher Weise wie ein Sicherungsring io in ein Innengewinde der
Rohrhülse i eingeschraubt ist. Der Ring io ist aus magnetischem Werkstoff und dient
als Polanschluß.
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Die Bohrung des Führungsstückes 5 ist mehrfach abgesetzt, wobei der
vordere Teil i i einen geringeren Bohrungsdurchmesser als der Spulenträger 3 hat.
In den sich anschließenden Bohrungsabsatz 12 ist eine Wickelfeder 13 eingelegt,
während in die zweite Absetzung 14 ein mit einer konischen Bohrung versehener gehärteter
Stahlring 15 eingelegt ist.
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Das Stahlrohr i ist am vorderen Ende durch eine Scheibe 16 abgeschlossen,
die in einer Bohrung den Halter für den anzuschweißenden Bolzen mit festem Gleitsitz
aufnimmt. Für den dichten Abschluß ist die Scheibe mit einem Gewindehals versehen,
auf den eine Überwurfmutter unter Zwischenlage von Dichtungsmaterial aufgeschraubt
ist.
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Der Halter für den Bolzen besteht aus einem den Eisenkern für die
Spule 4 bildenden Teil 17 und einem Kupplungsteil 18. Der Eisenkern, 17 hat die
Form eines zweckmäßig bis auf die Rückwand ausgebohrten Zylinders und besteht aus
magnetischem Material. Das vordere Ende tritt durch den Gewindehals der Scheibe
16, während der hintere Teil in dem Anschlagring 2 mit dem Spulenträger 3 geführt
ist. Ein mit einem Kolbenring 20 versehener Kolben 19 ist auf dem Teil 17 angeordnet
und durch einen Keilstift an einer Anlageschulter des Teiles 17 gehalten. Die Kopfseite
des Kolbens i9 begrenzt dabei durch Anlage an der Ringscheibe 16 die Vorschubbewegung
des Bolzenträgers, wobei ein vorgezogener Nabenrand des Kolbens i9 die Befassung
eines Luftspaltes zwischen ihm und der Scheibe 16 sichert. Eine Feder 21 zwischen
dein Kolben i9 und dem Anlagering 2 hält den Bolzenhalter in der ausgeschobenen
Endstellung. Ein in eine Axialmit des Teiles 17 eingreifender Fiillrungsstift 22
des Anlageringes 2 verhindert eine Verdrehung des Teiles. 17.
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Das Kuppelglied 18 hat die Form eines bis auf eine vordereStirnwand
ausgebohrten Zylinders, der in der Bohrung i i des. Führungsstückes 5 gleitet. Dieser
Hohlzylinder 18 tritt frei durch die Feder 13 hindurch und trägt mit gleitendem
Sitz einen Ring 23 aus nichtmagnetischem Werkstoff. Das Ende des Zylinders 18 ist
in dem hohlzylindrischen Kern 24 der Kupplungsspule 8 geführt. Der hohle Kern 24
ist aus magnetischem Material und in der Bohrung 14 des Führungsstückes 5 geführt.
Der Kern 24 trägt am Ende einen aufgeschraubten Kontaktring 25, der durch eine Ringmutter
26 gesichert ist. Zwischen dem Kern 24 und dem Anschlagring 23 sind Stahlkugeln
27 angeordnet.
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Die Bohrung des Kupplungskernes 18 ist im inneren Teil mit Gewinde
verseben und nimmt hier einen Schraubstopfen 28 auf, der als verstellbares Widerlager
für eine Feder 29 dient, die auf eine Schulter 3o eines Verbindungszapfens 31 drückt.
Der Zapfen 31 durchsetzt frei eine Bohrung in der Stirnwand des Kupplungskernes
18 und ist gegebenenfalls unter Verwendung einer Gegenmutter 32 in eine Gewindebohrung
der Stirnwand des Kolbens 17 eingeschraubt. Durch Einstellung dies Schraubbolzens
31 läßt sich der Hub des Kolbenteiles 17 für dasAbheben des anzuschweißendenBolzens
von der Platte zum Ziehen des Lichtbogens für den Schweißvorgang einregeln.
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Im vorderen Teil seiner Bohrung nimmt der Teil 17 den durch einen
Stift 37 gehaltenen Schaft 33 eines mit einer Kopfscheibe 34 versehenen Isolierstückes
auf, in das ein Stehbolzeil 35 eingeschraubt ist. Die Kopfscheibe 34 trägt eine
Scheibe 36 aus leitendem Material. Der Stehbolzen 35 dient zur Aufnahme des Kabelschuhes
38 des Kabels 39 für den Schweißstrom. Der KaheISChüh 38 ist durch eine Ringmutter
4o gehalten, und auf (las Kopfende des Stehbolzens 35 ist die Aufnahmehülse 4i für
den anzuschweißenden Bolzen aufgeschraubt.
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Die Rohrhülse i ist am hinteren Ende durch eine Kappe 42 abgeschlossen,
die einen Handgriff 43 mit Druckknopfschalter 44 trägt. In der Kappe 45 ist noch
eine Anschlagschraube 45 vorgesehen, die den Abstand zwischen den Polstücken io
und 25 Bestimmt.
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Die Rohrhülse i trägt noch eine mit Schlitzen 47, 48 versehene Stützhülse
46, die am vorderen Ende einen aufgeschnittenen Ring 49 aufnimmt.
Der
Ring 49 tr;igt drei tnit gleichem Abstand voneinander angeordnete Aufsetzbolzen
5o, die die Lage des Gerätes auf der Platte in der Arbeits-oder Schweißstellung
bestimmen. Diese Bolzen 5o sind zweckmäßig in der wirksamen Länge einstellbar oder
gegen andere Bolzen austauschbar. In dem lZitig .19 ist eine finit Anlageflanschen
versehene Biichse 5 t entgegen der Wirkung einer Feder 53 begrenzt verschiebbar
geführt, die an dem vorderen Ende einen Leitring 52 zur Beeinflussung des Sch weißvorgangcs
tragt.
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Die Stützhülse :46 ist zur Erzielung einer gewissen Elastizität geschlitzt,
wobei auch der auf dein 1Zollrstiick 1 geführte Teil 5t geschlitzt und mit altgebogenen
Augen 55 zur Aufnahme einer Spannschraube 56 versehen ist. Die Hülse 46 kann somit
auf dem Rohrstück 1 verschoben und festgestellt werden.
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Zum Anschweißen eines Bolzens auf eine Platte wird das Werkzeug frei
mit einem Bolzen beladenem Halter 4i finit den Stiften 5o auf die Platte aufgesetzt.
1)er Bolzen setzt sich dabei auf die Platte auf, wobei der Zylinderkern 17 und der
Kupplungsteil 18 unter der Wirkung der Feder 29 ihren :\bstand beibehalten. Bei
dein dann erfolgenden Schließen des Schalters 44 werden die beiden Spulen 4 und
8 unter Strom gesetzt. Der Zylinderkern 24 wird in die Spule 8 eingezogen und schließt
dabei die Kontaktstücke fo und 25 aneinander, wodurch der Schweißstromkreis geschlossen
wird. Gleichzeitig werden aber auch durch den Zylinderkern 24 die Kugelfit 27 in
den konischen Ring 15 gepreßt und klemmen dabei das Kuppelstück 18 fest, w:iliretic1
durch die Erregung der Spule4 der Zylinderkern 17 entgegen der Wirkung der
Feder 29 Iris zur Ablage an dem Kuppelstück 18 weiter eingezogen wird. Dadurch wird
der anzuschweißende Bolzen unter Zielten des Lichtbogens von der Platte aligelio1)eii.
Nach einer vorbestimmten Zeit wird <Lurch Ureigabe des Schalters 4.4 der -'#trontkreis
der Spulen -1 und 8 unterbrochen. Die Feder 13 drückt die Ktigelit und den Zylinderkern
24 zurück, so date die Sperre des Teiles 18 aufgehoben wird, worauf unter I:ntsltannung
der Feder 21 der Bolzentrüger wieder vorgeschoben und das erhitzte Ende des Bolzens
in den erhitzten Schweißkrater der Platte gelrrefit wird. I)ie N'orschtil)geschwindigkeit
wird durch die dümltfencle Wirkung des Kolbens 19 bestimmt, die durch eine Drosselbohrung
oder ein \-ctitil, dits den Kolben t9 überbrückt, eingeregelt werden kamt.
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Bei :\nor,hitiiig der beiden Spulen 4 und 8 in einem @teuc#rstrcimkreis
wird zweckmäßig Vorsorge getroffen, dali die Kupplungsspule 8 etwas vor der Spule
4 erregt Wi,-d. I#_iiie ausreichende Verzögerung itl <Ic t- I',-,-egt,tig <I
er Spule d kann dadurch erreicht werden, dall ilti- "träger 3 aus einem leitenden
Metall oder einer -Metallverbindung, etwa Messing, hergestellt wird. :Mich kann
die Spule 4 :in einett Stcuerstroml;reis angeschlossen sein, der erst i,<iclt
dein Schliel.ten des Stromkreises für die l@tipplungsspule geschlossen wird.
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Bei der @'erw-en<lun g von unrunden Teilen 17 und 18 wird der konische
Kupplungsring 15 durch eine Reihe von Keilflächen ersetzt, die mit Keilstücken,
Klemmnasen, Kugeln od. dgl. zusammenarbeiten.
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Bei der Ausführung nach Fig. 3 und ,4, in der die mit den Fig. 1 und
2 übereinstimmenden Teile die auch dort vorgesehenen Bezugzeichen tragen, ist die
Rohrhülse 57 durch die Ringscheibe 16 und den Flansch 58 eines Spulenträgers 59
aus magifetischem Werkstoff abgeschlossen. Zwischen den beiden Flanschen 58 und
61, der dem Flanschring 2 nach Fig. 1 entspricht, ist eine Spule 6o angeordnet.
Der Spulenträger 59 nimmt im vorderen Teil seiner Bohrung eine Auskleidung 62 aus
nic'htmagnetischetn Material auf, während der hintere Teil der Bohrung mit Aufrauhungen,
zweckmäßig Ringnuten 63, versehen ist. Der in der Auskleidung geführte Kolben 17
hat einen Fortsatz 64, der mit einer Hülse 65 versehen ist. Die Hülse 65 kann durch
eine Scheibe 66 aus nichtmagnetischem Material gehalten sein. Der Fortsatz 64 hat
eine Bohrung, in der ein als Träger des Kupplungsgliedes dienender Bolzen 67 aufgenommen
ist. Das Kupplungsglied ist von zwei einander ergänzenden Halbzylinderschalen 68
gebildet, die entsprechend der Aufrauhung 63 mit Umfangsrillen versehen sind. Die
Schalen 68 sind gleitend auf dem Bolzen 67 geführt und mit einer Ausdrehung 69 zur
Einlagerung einer Wickelfeder 70 versehen. Z-#vischen den Schalen 68 und
dem Kopf des Bolzens 67 ist zweckmäßig eine Scheibe 71 aus nichtmagnetischem Werkstoff
untergebracht. Der durch die Wirkung der Feder 70 eingehaltene Abstand zwischen
dem Fortsatz 6,4 des Kolbens 17 und den Kupplungsgliedern 68 bestimmt den zum Ziehen
des Lichtbogens verbleibenden Weg des Kolbens 17. Dieser Schaltweg kann durch Verdrehen
des dann in dem Fortsatz 64 eingeschraubten Bolzens 67 einregelbar sein.
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In der Abschlußscheibe 16 ist ein Rückschlagventil72 angeordnet, durch
das Luft in den Raum zwischen derScheihe.16 und demDämpfungskolben t 9 angesaugt
werden kann.
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Der den Schalter 44 aufweisende Handgriff 73 ist am Ende der Rohrhülse
57 an dem Flansch 58 befestigt. Er nimmt sowohl das Kabel für den Steuerstromkreis
als auch das Kabel 39 für den Schweißstrom auf, das durch ein seitliches
Auge herausgeführt und mit dem Klemmschuh 38 an den Stehbolzen 3 5 angeschlossen
ist.
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Beim Erregen der Spule 6o durch Schließen des Schalters 44 werden
die Kupplungsschalen 68 von dem Spulenträger 59 angezogen und an den Rillen 63 verriegelt,
während der Kern. 17 entgegen der Wirkung der Federn 21 und 71 weiter eingezogen
wird und damit den anzuschweißenden Bolzen von der Anschweißplatte zum Ziehen des
Lichtbogens abhebt.
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Der Spulenträger 59 kann auch nur mit magnetischem Material ausgekleidet
sein, wie auch das Kupplungsglied 68 aus mehr als zwei Teilen bestehen kann, solange
für diese Teile eine ausreichende Radialverschiebbarkeit für die Verriegelung finit
den Rillen 63 verbleibt.
Bei der Ausführung nach Fig. i und 2 kann
die Bohrung des Kupplungsgliedes 18 auch als Dämpfungszylinder ausgebildet sein,
indem in einer Achsbohrung der Abschlußkappe 42 das äußere Ende einer hohlen Kolbenstange
geführt ist, die an dem inneren Ende eines in der Bohrung des Kupplungsgliedes 18
gleitenden Kolbens angeordnet ist. Dabei kann die Bohrung dieser Kolbenstange mit
einem Stellglied versehen sein, um die Menge der in der Zeiteinheit angesaugten
Luft einregeln zu können.
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Die Sperrung der Kupplungsglieder kann durch die Verwendung nur einer
Spule bewirkt werden, die gleichzeitig die Bewegung des Bolzenträgers zum Ziehen
des Lichtbogens steuert, wie auch für beide Arbeitsschritte besondere Spulen vorgesehen
sein können.