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Elektrische Punktschweißvorrichtung Die Erfindung betrifft eine elektrische
Punktschweißvorrichtung, bei der die Schweißelektroden durch ein Druckmittel mit
Hilfe einer aus einem Kolben und einem Zylinder bestehenden Antriebsvorrichtung
bewegt werden und der Primärstromkreis des Schweißtransformators in zeitlicher Abhängigkeit
von der Bewegung der Elektroden geschlossen wird. Es ist bei selbsttätig arbeitenden
Schweißgeräten bekannt, pneumatischen Druck zu benutzen, um die Elektroden zusammenzubringen.
Für die Steuerung des Gerätes wurde aber bisher entweder eine umlaufende Nockenwelle
oder eine komplizierte elektrische Vorrichtung benutzt.
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Die Erfindung bezweckt, alle Steuervorgänge einer elektrischen Punktschweißvorrichtun.g
selbsttätig mit Hilfe der Druckluft ohne Anwendung einer Nockenwelle oder verwickelter
elektrischer Vorrichtungen durchzuführen. Sie ist insbesondere für tragbare Punktschweißvorrichtungen
bestimmt.
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Die Erfindung besteht darin, daß zwischen dem die bewegliche Schweißelektrode
steuernden Druckluftzylinder und einem den Hauptschalter steuernden
Druckluftzylinder
ein Ventil "mit einem von ihm selbst gesteuerten Nebenventil und einem weiteren
Druckluftzylinder geschaltet ist und die drei Druckluftzylinder und der Drucklufteinlaß
derart mit dem Ventil verbunden sind, daß nach Einlaß der Druckluft in das Ventil
in selbsttätiger Folge zuerst die bewegliche Elektrode auf das Werkstück gedrückt,
so daß der Hauptschalter geschlossen und nach kurzer Zeit wieder geöffnet wird,
so daß das Zuströmen der Druckluft zum Ventil .gesperrt wird und zugleich die drei
Druckluftzylinder mit dem Auslaß verbunden werden und hiernach schließlich der Drucklufteinlaß
am Ventil wieder geöffnet wird, so daß das Arbeitsspiel von neuem beginnen kann;
zwecks genauer Einstellung der selbsttäti aufeinanderfolgenden Arbeitsgänge sind
die Kolben in den drei Druckluftzylindern entgegen der Druckluftwirkung mit in ihrer
Spannkraft einstellbaren Federn belastet und ist der Druckluftdurchlaß vom Ventil
zu seinem Druckluftzylinder z. B. durch ein Nadelventil regelbar. -Zwei Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt.
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Fig. i zeigt schematisch ein Schweißgerät gemäß der Erfindung; Fig.
2 ist ein vergrößerter Schnitt .durch das in Fig. i gezeigte Ventil; Fig.3 und 4
sind rechtwinklig zueinander liegende Längsschnitte durch eine andere Ausführungsform
des Ventils mit einem Arbeitskolben, der koaxial zum Ventil angeordnet ist.
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Die Erfindung ist hauptsächlich für Verwendung bei einem tragbaren
Schaltgerät bestimmt,- dessen Luftventil mittels eines Abzugshahns oder Drückers
betätigt wird. i bezeichnet das. Luftventil, welches die Zufuhr von Druckluft an
das Schiebeventil steuert. Das Ventil i kann von einem fernen Punkt, beispielsweise
von :der Schweißpistole, mittels des Schalters 5o und des Solenoids 5,1 gesteuert
werden. Die Luft tritt durch die Öffnung 2 hinein, umströmt das Kugelrückschlagventil
3 und strömt darauf durch das Rohr 4 in den Zylinder 5 hinein, in dem sie, unter
Überwindung des. Widerstandes der Federn 7, den Kolben 6 nach unten drückt und hierdurch
die Elektrode 8 mit dem Arbeitsstück in Berührung bringt. Der Zylinder 5 bildet
einen Teil der Sch`veißpistole. Gleichzeitig strömt Druckluft durch das Rohr g zum
Luftzylinder io und hebt den Nocken i i, der den Hauptschalter 12 schließt. In einem
gegebenen Punkt des Nockenhubes hebt die Stange 13 das Hülsenventil 14 und bringt
die Ausströmungsöffnung 15 in Deckung mit dem Kanal 16; so daß die- hinter den Nocken
eingeschlossene Luft freigegeben wird und der Nocken unter der Einwirkung der Feder
17 in seine Anfangslage zurückschnellt, während die Feder 18 den Hauptschalter öffnet.
Der Nocken dient nicht nur als Schaltorgan. zur Regelung des Arbeitstaktes, sondern
auch zur Festlegung der Zeitpunkte für die verschiedenen Stufendes Arbeitsspiels.
Der Arbeitstakt kann durch die Form des: Nockens und auch durch die Stärke der Feder
sowie durch die Stärke des Luftdruckes genau festgelegt werden. Der Schalter und
der Nocken werden von derselben Druckluftquelle wie die Elektroden betätigt und
arbeiten in zeitlicher Abhängigkeit von diesen.
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Die mittels - eines gasförmigen oder flüssigen Druckmittels gesteuerte
Vorrichtung zur Wiederholung der Arbeitsspiele besteht in der Hauptsache aus einem
einfachen Schieberventil ig, das in genau festgelegten Zeitpunkten in Tätigkeit
tritt undselbsttätig das Entleeren des die Elektroden steuernden Zylinders herbeiführt.
Das Ventil ig ist zylindrisch und besitzt einen Teil ?,o, dessen Durchmesser geringer
ist als der Durchmesser der übrigen Teile des Ventilkörpers. 22 bezeichnet einen
Kanal, der zu den Rohren 4 und g führt und 23 ist eine AusstrÖmöffnung. Der von
dem Ventil 25 gesteuerte Kanal 24 führt zu der Kolbenkammer-26. Mittels des Ventils
25 kann der Strom durch diesen Kanal gedrosselt und hierdurch die Zeitpunkte für
die Wirksamkeit des Kolbens festgelegt werden.
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Wenn das Luftventil i offen ist, hält der Nocken. 33 am Ventil -ig.
das Rückschlagventil 3 offen und die Luft strömt in die Ventilkammer, um das zylindrische
Ventil ig und durch das Rohr 4 in den Zylinder 5, wodurch die Elektroden durch das
Arbeitsstück gepreßt werden. Gleichzeitig steigt der Druck in dem Zylinder io und
setzt die Vorrichtung in Tätigkeit, die den Arbeitstakt bestimmt. Diese Schalt-
und Zeitregelungsvorrichtung ist derart abgestimmt, daß sie erst den Strom einschaltet,
wenn die Elektroden mit dem Arbeitsstück in Berührung gelangt sind. Gleichzeitig
strömt durch das Ventil 25 die Luft in den Zylinder 26 hinein. Auf Grund: der Drosselwirkung
- des Ventils und des Widerstandes der Feder 28 nimmt aber der Druck in der Kammer
26 nicht so stark zu, daß er imstande ist, den Arm 2g mit dem Anschlag 30
in Berührung zu bringen, bevor der Nocken ii den Strom ausgeschaltet hat. Unmittelbar
nach dem Ausschalten des Stromes schlägt der Arm 29 gegen den Anschlag 30 und bewegt
dass zylindrische Ventil ig nach unten. Hierdurch gelangt der verjüngte Teil 2o
des Ventils ig mit der Aüsströmungsöffnung 23 in Deckung und steht hierbei noch
in Deckung mit dem Kanal, der zu dem an den Elektrodenzylinder angeschlossenen Rohr
4 führt, so daß die Kammer hinter dem Kolben 27 in dem Ventil und der Elektrodenzylinder
gleichzeitig mit der Außenluft in Verbindung gesetzt werden. Der Nocken 33 zieht
sich von dem Rückschlagventil zurück, so daß dieses die. Zufuhr von Druckluft unterbricht.
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Unmittelbar nach der Aufhebung des. Luftdruckes schnellt der Kolben
27 unter der Einwirkung der Feder 28 zurück und der Arm 2,9. schlägt gegen den Anschlag
31-an, wodurch das Ventil ig gehoben und die Abflußöffnung 23 geschlossen wird.
Die Druckluft strömt jetzt wieder in den Elektrodenzylinder und in die Kammer auf
der Rückseite des Kolbens 27 hinein, so daß die Vorrichtung die beschriebenen Arbeitsgänge
wiederholt. Damit die verschiedenen Arbeitsstufen in richtiger Weise durchgeführt
werden, ist es selbstverständlich notwendig, daß die drei Kolben zeitlich genau
im Verhältnis zueinander eingestellt sind. Der Schalt- und Zeitregelungskolhen
muß
nach dem Elektrodenkolben und der Ventilsteuerkolben nach dem Zeitregelungskolben
in Tätigkeit treten. Dies. kann durch richtige Regelung der Drosselung des Luftstromes,
der Stärke der Federn oder der Länge der Kolbenbewegung, bevor dieser Kolben wirksam
wird, herbeigeführt werden. Die Kolben bewegen sich aber sehr rasch und der Arbeitstakt
ist deshalb ebenfalls sehr rasch. Vorzugsweise erfolgen die Sch"veißungen so rasch,
daß der Strom nur während zweier Perioden, d. h.
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Sekunde, eingeschaltet ist. Es ist sogar möglich, den Strom nur 1/1o0
Sekunde oder weniger arbeiten zu lassen. Dies kann durch geeignete Ausbildung des
Nockens und entsprechende Einstellung der anderen Teile erreicht werden. Die Zeitintervalle
für die Schweißungen können durch Regelung der Drosselung mittels des. Ventils 25
festgelegt werden.
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Die verschiedenen Teile der Primärspule können durch Anlegen des Schalters
32 (Fig. i) an, seine verschiedenen Kontakte ein- und ausgeschaltet werden.
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Fig. 3 und 4. zeigen eine abgeänderte Ausführungsform des Ventils
und des Kolbens. Bei dieser Ausführungsform kann Luft durch die Öffnung 30' eintreten,
durch den Kanal 31' nach unten strömen und darauf durch den von dem Nadelventil
33' gesteuerten Kanal 32', um die ringförmige Aussparung 3.4 herum und durch den
Kanal 35 in die Kammer auf der Rückseite des Kolbens 36 hineingelangen. Die Sperrung
37 hält den Hilfskolben 38, bis die Zusammenpressung der Feder 39 ein bestimmtes
Maß erreicht hat, worauf die Sperrung den Hilfskolben freigibt und beide Kolben
sich zusammen bewegen. Bevor dieses stattgefunden hat, hat aber die ringförmige
Aussparung .4o den Luftzufuhrkanal3o mit dem zum Elektrodenzylinder führenden Kanal
,41 in Verbindung gebracht. Wenn der Druck in dem Zylinder ansteigt, wird: der Hauptkolben
36 weiterbewegt und drückt die Feder 39 zusammen, bis diese den Hilfskolben 38 nach
unten schiebt, so daß der Kanal 34 von dem Zufuhrkanal 31' abgesperrt wird, wodurch
die Luft auf der oberen Seite des Hauptkolbens 36 eingeschlossen wird. Gleichzeitig
ist der Hilfskolben bis zu einem Punkt unter dem Kanal 42 verschoben worden, wodurch
der mit dem oberen. Ende des Zylinders verbundene Kanal 35 an die Kammer
auf der Unterseite des Hauptkolbens angeschlossen wird, die durch den Kanal 43 mit
der Außenluft in Verbindung steht. Der Druck auf der Oberseite des. Kolbens wird
hierdurch aufgehoben, und das Ventil schnellt unter der Einwirkung der Feder 4.4.
zurück, wodurch die Pistole sich durch den Kanal entleert. Luft wird darauf wieder
durch die Kanäle 31', 32', 34 und 35 in die Kammer auf der Oberseite des Kolbens
hineingeleitet, und die beschriebenen Arbeitsstufen wiederholen sich.