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Elektrische Widerstandsschweißmaschine für Punkt-oder Nahtschweißung
Die Erfindung betrifft elektrische Widerstandsschweißmaschinen für Punkt- oder Nahtschweißung,
bei denen das einheitliche, in sich starre Gehäuse des Transformators dessen Sekundärwicklung
bildet und die Elektrodenhalter unmittelbar an demselben angebracht sind, wobei
wenigstens einer der im übrigen starr ausgebildeten Elektrodenhalter mindestens
einen elastischen Teil enthält oder in einem solchen am Gehäuse gehalten oder geführt
ist, so daß die Zuführung des Sekundärstromes zu den Elektroden ausschließlich über
diese Verbindungsstelle erfolgt, und setzt sich die Schaffung einer solchen Schweißeinrichtung
- insbesondere zur Verbindung schwer zugänglicher Werkstücke - zum Ziele, die sich
durch hohen elektrischen Wirkungsgrad auszeichnet und somit in leichter und gedrängter
Bauform, vorzugsweise als allseits bewegliche Handschweißmaschine (Schweißzange)
ausführbar ist.
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Es ist zwar bereits - wie z. B. aus der deutschen Patentschrift 2,74
774 - bekannt, die Sekundärwicklung des Schweißtransformators als einheitliches,
in sich starres Gehäuse auszuführen, an dem die Elektrodenhalter unmittelbar befestigt
bzw. gelagert sind.
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Weiterhin wurde, gemäß der deutschen Patentschrift 339 572, auch schon
vorgeschlagen, den beweglichen Elektrodenhalter über einen elastischen Teil am Gehäuse
zu befestigen und den Sekundärstrom zur Elektrode ausschließlich über diese Verbindungsstelle
zuzuführen.
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Diesem Stande der Technik gegenüber werden nun nach der Erfindung
elektrische Widerstandsschweißmaschinen der oben beschriebenen Art derart
ausgebildet,
daß entweder der den Elektrodenhalter tragende Teil des einheitlichen Gehäuses -vorzugsweise
dessen Boden oder eine eingesetzte Zwischenwand - selbst elastisch oder daß der
Arm des Elektrodenhalters torsions-elastisch ausgebildet ist.
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Durch diese einfache, konstruktiv besonders zweckmäßige, erfindungsgemäße
Anordnung der Elektrodenhalter am Gehäuse wird eine leichte, robuste und betriebssichere
Bauweise des Schweißaggregates von sehr vorteilhafter Wirkung erzielt.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform- der Erfindung sind die Mittei
zur Steuerung der bewegbaren Elektrode unmittelbar im Gehäuse untergebracht und
gegebenenfalls als Teile desselben ausgebildet.
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Die derart aufgebaute Schweißmaschine kann nun zweckmäßig auch für
verschiedene Spezialzwecke ausgestattet werden.
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So ist eine Handschweißmaschine mit Torsionsarm vorgesehen, die erfindungsgemäß
mit Haltegriffen ausgestattet ist, deren einer als Drehschieber zur Steuerung des
Druckmediums für die Betätigung der Elektroden und vorzugsweise gleichzeitig als
Schalter für den Schweißstrom ausgebildet ist.
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Nach einer anderen Variante der Erfindung ist bei einer Nahtschweißmaschine
mit rotierenden Elektrodenwellen eine derselben in einer elastischen Zwischenwand
des Gehäuses - vorzugsweise axial verschiebbar - gelagert und mittels eines sie
umgreifenden Auges aaslenkbar: An Hand der in der Zeichnung dargestellten, bevorzugten
Ausführungsbeispiele von Widerstandsschweißmaschinen seien nun weitere konstruktive
Einzelheiten beschrieben; so zeigen Fig. i und 2 eine Schweißzange mit fahr- und
verstellbarem Gestell mit in eine elastische Zwischenwand eingesetztem Elektrodenhalter
im Schaubild bzw. Mittelschnitt, Fig.3 und q. eine Schweißzange mit torsionselastischem
Elektrodenhalter im Mittelschnitt und Vorderansicht und schließlich Fig. 5 und 6
eine Stand-Nahtschweißmaschine mit rotierenden Elektrodenwellen.
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Der Transformator besteht aus der Primärwicklung i und dem als Sekundärwicklung
dienenden Gehäuse z. Beide Punktelektroden 3 sitzen in Elektrodenhaltern q. und
5, deren einer, q., direkt am Kopf 6 des Gehäuses 2 befestigt und deren anderer,
5, mit dem Elektrodenarm 7 verbunden ist; dieser den Transformator axial durchsetzende
Arm 7 ist einerseits an der elastischen Platte 9 befestigt, die als Zwischenwand
in das Gehäuse 2 eingesetzt ist oder auch den Gehäuseböden selbst bilden kann, und
hat andererseits in der Öffnung 8 des Gehäusekopfes 6 seitliches Spiel. Wird nun
beim Öffnen und Schließen der Elektroden der Arm 7 mit dem Halter 5 seitlich aasgelenkt,
so wird diese Bewegung von der Elastizität der Platte 9 aufgenommen; diese seitliche
Bewegung des Elektrodenarmes 7 wird nun von zwei Druckorganen gesteuert, die nahe
seinem freien Ende beiderseits angreifen. Wie aus Fig.2 ersichtlich, werden die
Elektroden außer Betrieb durch die Wirkung einer Druckfeder io offengehalten und
können durch eine hydraulische oder pneumatische Kolbendruckeinrichtung i i, die
mittels des als Drehschieber ausgebildeten Handgriffes 12 einschaltbar und stufenlos
auf den gewünschten Elektrodendruck regulierbar ist, geschlossen und gegeneinander,
d. h. beiderseits gegen das zu schweißende Werkstück gedrückt werden. Die Zuführungsleitung
13 stellt die Verbindung mit dem Vorratsbehälter des Druckmediums her.
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Zur vorschriftsmäßigen Durchführung der Schweißung soll der Schweißstrom
erst in Endstellung der Elektroden - d. h. nach Einstellung des richtigen Elektrodendruckes
- eingeschaltet werden. Dies wird in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung
durch eine derartige Koppelung des Einschalters mit dem Drehgriff 12 erreicht, daß
die Kontaktgabe erst in der Endstellung des Drehgriffes nach Einschalten der Druckkolbeneinrichtung,
also bei vollem Elektrodendruck, erfolgt.
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1q. ist der zweite Handgriff zum Halten der Schweißzange, 15 das elektrische
Zuführungskabel. Bei Einschalten des Elektrodendruckes durch Betätigung des Drehgriffes
bewegt sich der Elektrodenarm 7 gegen die Feder io und drückt diese zusammen, so
daß sie dadurch die nötige Vorspannung zum späteren -öffnen der Elektroden (bei
Ausschalten des Druckkolbens) hat.
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Bei der in Fig. i dargestellten Ausführungsform ist vorgesehen, daß
die Tragsäule 16 des Fahrgestelles 17 gleichzeitig als Druckluftzwischenreservoir
dient und an ihrem oberen Ende das Reglerventil 18 trägt. Durch die Parallelogrammführung
beider Träger i9 und 2o ist die Verstellbarkeit der durch das Gegengewicht 21 ausgewuchteten
Schweißzange sowie durch die dreiachsige kardanische Führung in den Gelenken 22,
23 und 2¢ ihre Verdrehbarkeit in alle gewünschten Lagen gegeben. Die elektrischen
und hydraulischen Zuführungsleitungen sind in Fig. i einfachheitshalber nicht eingezeichnet.
Um eine größere Aaslenkung des Elektrodenarmes zu erreichen, können auch sowohl
der Gehäuseboden bzw. die Zwischenplatte 9 als auch der Elektrodenarm 7 elastisch
ausgebildet sein.
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Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Dimensionierung-
der elastischen Teile so bemessen, daß ihre elastischen Kräfte den Elektrodendruck
bzw. die Öffnungskraft ganz. oder wenigstens teilweise aufbringen.
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Selbstverständlich können beide Druckorgane ohne weiteres den Arbeitstakten
umgekehrt wie in Fig. 2 zugeordnet, d. h. die hydraulische oder pneumatische Einrichtung
zum öffnen und die Druckfeder zum Schließen der Elektroden - verwendet werden, wobei
zweckmäßig der Federdruck: regulierbar oder die Feder durch eine Nachstellschraube
auf den gewünschten Elektrodendruck einstellbar sein wird.
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Eine derartige Lösung zeigt die in Fig. 3 und 4. dargestellte Ausführungsform,
deren Aufbau im
Prinzip demjenigen der Fig. 2 analog ist. Der Gehäuseboden
25 ist hier als starre Platte, der Elektrodenarm 26 dagegen als auf Torsion beanspruchte
Stabfeder ausgebildet, welche die Hauptfeder zur Erzeugung des Elektrodendruckes
darstellt. Die Elektrodenhalter 4 und 5 stehen senkrecht zum Gehäusemantel 2. Das
Öffnen der Elektroden erfolgt hier durch die Druckkolbeneinrichtung i i. Die zusätzliche,
mittels des Handgriffes 14 und einer Mutter 27 verstellbare Feder io dient zur bequemen
Regulierung des Elektrodendruckes.
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Für die erfindungsgemäßen Handschweißzangen sind außer der in Fig.
i gezeigten noch andere, an sich bekannte Aufhängungsarten möglich, wie etwa Schwenkarm-,
Pendel- oder kardanische Aufhängungen in verschiedenen Varianten bzw. Kombinationen.
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Fig. 5 und 6 -zeigen als Beispiel einer nach dem Grundprinzip der
Erfindung ausgeführten stationären Anlage eine Rollennahtschweißmaschine in Ansicht
und im Längsschnitt. Auch hier dient das die Primärspule i umgebende Gehäuse gleichzeitig
als Sekundärwicklung des Transformators und die elastische Rückwand 9 des Gehäuses
zur Übertragung des Sekundärstromes auf die angetriebene, bewegbare Elektrodenwelle
45 und zugleich zur elastischen Aufnahme der Auslenkung derselben.
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Um einen sicheren Stromübergang auf die bewegliche Elektrodenwelle
zu verbürgen, ist diese in einem langgestreckten Lager 46 in der Zwischenwand 9
geführt. Die Elektrodenwelle 45, die an der Stirnseite des Gehäuses durch einen
länglichen Schlitz 47 herausgeführt ist und an ihrem vorderen Ende die Elektrodenrolle
48 trägt, wird mittels der Kegelräder 49 von einem stufenlos regelbaren Getriebe,
das in dem Getriebekasten So untergebracht ist, angetrieben. Zur bequemen Zu- und
Abführung des Kühlwassers zur Elektrodenrolle ist die Welle vorteilhafterweise axial
durchbohrt.
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Unterhalb dieser angetriebenen ist die zweite, nicht angetriebene
Elektrodenwelle 5 i, die die der vorerwähnten Elektrodenrolle gegenüberstehende
Schweißrolle 52 trägt, in einer Konsole 53 gelagert, die zur Anpassung an die Höhe
des Werkstückes, z. B. beim Aufschweißen von Blechen auf U- oder Winkeleisen, vertikal
verstellbar ist.
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Um die Ausladung beider Elektrodenrollen der Form des Werkstückes
anzupassen, können die beiden Elektrodenwellen in ihren Lagern in gewissen Grenzen
axial verschoben werden.
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Beide Elektrodenrollen 48 und 49 sind bloß mit je einer Schraube am
Ende der Elektrodenwellen 45 und 5 1 befestigt, so daß sie jederzeit leicht
gegen Punktelektroden ausgetauscht werden können, die Elektrodenwellen werden dann
natürlich gegen Verdrehung gesichert und der Antrieb ausgeschaltet.
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Zur Einstellung des Elektrodendruckes dient folgende Einrichtung:
Die Elektrodenwelle wird nahe der vorderen Gehäusewand von einem Auge 54 umfaßt,
dessen vertikal nach abwärts gerichteter Schaft mit einem Muttergewinde versehen
ist, in das eine Spindel 55 eingreift, an deren unterem Ende eine Handkurbe156 sitzt.
Die Spindel trägt zwei Anschläge 57 und 58, die sich auf zwei Federteller 59 und
6o abstützen, deren Bewegungsbereich von zwei an der Gehäusewand fixierten Stützen
61 und 62 begrenzt wird. Zwischen diesen Tellern liegt die Druckfeder 63. Durch
Drehen an der Kurbel wird die Spindel in den Schaft hinein- oder herausgeschraubt,
und dadurch kann auf einfache Weise sowohl einerseits der Elektrodendruck in seiner
Größe verändert, als andererseits aber auch in seiner Richtung umgekehrt, d. h.
für gegeneinander oder auseinander wirkende Elektroden, eingestellt werden. Die
erste Stellung entspricht der üblichen Anordnung beim Schweißen von flachen Werkstückteilen
oder auch beim Quernahtschweißen an Gefäßen oder Rohrteilen, die zweite Anordnung
(auseinanderdrückende Elektroden) ist z. B. beim Aufschweißen eines Flansches aiz
ein Rohr erforderlich.
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Das Öffnen der Elektroden geschieht mittels eines Fußhebels 64, dessen
Bewegung über ein Hebelgestänge 65, 66 auf das Auge 54 übertragen wird. Durch Umstecken
der Führungsstange 65 kann der Fußhebel 64 einarmig (Stellung 65) oder zweiarmig
(Stellung 65') wirken und dadurch der Bewegungssinn des Hebels 66 und des Auges
54 in Übereinstimmung mit dem eingestellten Wirkungssinn der Feder 63 umgekehrt
werden. Anstatt den Bolzen 67 umzustecken, können z. B. auch zwei miteinander gekuppelte
Bolzen verwendet werden, von denen der eine in einem Schlitz der Stange frei laufen
kann. Die Umschaltung des Hebelgestänges kann in diesem Fall dadurch erfolgen, daß
die Betätigung der Bolzenbewegung von der Bewegung eines der beiden Federteller
selbsttätig abgeleitet wird.
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Um die Schweißmaschine möglichst universell, d. h. für alle in Betracht
kommenden Lagen der Schweißnähte am Werkstück, verwenden zu können, kann zweckmäßig
der Elektrodenträger der nicht angetriebenen Elektrode austauschbar gemacht werden,
so daß eine dem jeweiligen Verwendungszweck angepaßte Trägerform, wie z. B. ein
für das Längsnahtschweißen geeigneter, horizontaler U-förmiger Bügel, eingesetzt
werden kann.
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Es sind noch andere, hier nicht angeführte Ausführungen des Erfindungsgedankens
möglich.