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Selbsttätig-arbeitende Abbrennschweißmaschine mit elektrischer Steueruna
des Schlittenvorschubes Bekanntlich kann der Abbrennvorgang bei selbsttätig arbeitenden
Abbrennschweißmaschnnen auf verschiedene Arten erfolgen. Dabei besteht in jedem
Falle bei einem gegebenen -Querschnitt eine gegenseifiige Abhängigkeit folgender
Größen: Vorschubgeschwindigkeit des Werkstückes, Maschinenleistung und Werkstücktemperatur.
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Beim Abbrennen der Werkstücke aus dem kalten Zustand wird der Maschinenschlitten
nur in der Vorschubrichtung bewegt und entsprechend der langsam zunehmenden Werkstücktemperatur
die Vorschubgßschwindigkeit bis zu einem bestimmten Wert ständig gesteigert, worauf
der Stauchvorgang sich selbsttätig anschließt. Es ist auch bekannt, den umgekehrten
Weg zu gehen,. d. h. mit einer konstanten oder nur wenig zunehmenden Vorschubgeschwindägkeiit
zu arbeiten und die Maschinenleistung so ' zu steuern, daß dem kalten Werkstück
eine sehr hohe Leistung zugeführt wird und diese mit zunehmender Erwärmung des Werkstückes
stufenweise oder kontinuierlich herabgesetzt wird.
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Des weiteren sind selbsttätig arbeitende Abbrenns.chweiBmaschinen
bekannt, die eine im wesentlichen konstante Geschwindigkeit aufwemsen. Sire sind
mit einer Strom- oder spannungsabhängig arbeitenden Umsteuereinrichtung versehen,
die den Werkstückantrieb stllsetzt bzw. umkehrt, wenn kein Abbrennen, sondern ein
satter Kontakt der beiden Werkstücke zustande kommt.
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Die Erfindung bezieht sich auf die letzterwähnte Art von Maschinen.
Bei diesen wird die Werkstückgeschwindigkeit bei Beginn des Abbrennens mit der
Maschinenleistung,
dem Querschnitt und der Werkstückvorwärmtemperatur in ein geeignetes Verhältnis
gebracht, wodurch erreicht wird, daß das Abbrennen bei einer den gtwählten Werten
entsprechenden Vorwärmtemperatur des Werkstückes beginnt.
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Vielfach wird die Vorschubgeschwndigkeit bei diesen Maschinen während
des Abbrennens nicht mehr geändert. Dies ist ohne weiteres zulässig, weil bei diesem
Ärbeitsverfahren die Werkstücktemperatur nach dem Einsatz des Abbrennens kaum noch
. zunimmt, da die Vorwärmung verhältnismäßig hochgetrieben wird. Unter gewissen
Bedingungen ist auch bei diesen Maschinen eine Verbesserung des Ergebnisses, zu
erzielen, wenn nach Einsetzen des Abbrennvorganges eine gewisse Steigerung der Vorschubgeschwindigkeit
eintritt. Zu diesem Zweck ist bereits vorgeschlagen worden, dne Vorschubgeschwindigkait
wegabhängig zu steuern. Diese Arbeitsweise hat sich jedoch praktisch nicht bewährt,
da eine exakte Erfassung des Wegpunktes, an dem das Abbrennen einsetzt; nicht durchführbar
ist. Technisch .einwandfrei kann die Erhöhung der Vorschubgeschwindigkeit nach Einsetzen
des Abbrennens nur dann erfolgen, wenn es gelingt, den Zeitpunkt des Abbrennbeginns
genau zu erfassen. Dies gelingt jedoch bei den bisherigen Maschinenausführungen
nicht, weil alle Versuche nur darauf gerichtet waren, den Abbrenneinsatz steuerungstechnisch,
d. h. aus den räumlichen Stellungen der verendeten Einrichtungen (der Maschine und
der verwendeten Steuerelemente, wie Wegschalter, Schütze, Relais usw.), zu erfassen.
Aus der Stellung der Steuerung kann aber bei. den bisherigen Ausführungen der, Zeitpunkt
des Abbrennbeginns nicht abgelesen werden, da die Stellung der Steuerungselemente
die gleiche ist, gleichgültig, ob die Maschine nur zum Zweck des Vorwärmens auf
Vorschub geschaltet ist oder ob das Abbrennen bereits in vollem Gange ' ist. Auch
wegmäßig ist der Abbrennbegsnn nicht zu erfassen, da es häufig vorkommt, daß die
Stellung der Werkstücke beim Vorwärmbeginn die gleiche ist wie beim Abbrennbeginn,
da der geringe beim Vorwärmen entstehende Abbrand durch die infolge der höheren
Temperatureingetretene Wärmeausdehnung der Werkstücke kompensiert wird..
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Es wird daher ein neuer Weg vorgeschlagen, und. zwar den Augenblick
des Abbrennheginns, d. h. den Zeitpunkt des Einsetzens einer Geschwindigkeitssteigerung
nicht nach steuerungstechnischen Gesichtspunkten, sondern auf physikalischer Grundlage
zu erfassen. Bekanntlich ist der Abbrennvorgang .eine rasche Aufeinanderfolge kleiner
Kurzschlüsse, die sich infolge sehr hoher Stromdichte selbsttätig .ausbrennen..
Dadurch ergibt sich im Oszillogramm eine sehr stark zerklüftete StromkuTve milt
sehr steilen Stromanstiegen und -abfällen. Auf Grand dieser Tatsache wird vorgeschlagen,
durch Heraustransformieren der steilen Fronten der Stromspitzen- des von der Maschine
aufgenommenen Stromes die Signalgebung für den Abbrennbeginn zu bewirken. Dies wird
erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß in der Primärleitung des Schweißtransformators
ein eisenloser oder eisenarmer Transformator angeordnet ist, der bei Abbrennbeginn
die stdlen Stromänderungen des Abbrennstromes erfaßt und diese zur Steuerung der
Abbrenngeschwindigkeit verwendet.
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A,n Hand einer Zeichnung ist ein Ausführungs@-beispiel der Erfindung
näher erläutert.
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Mit i ist der Schweißtransform tor bezeichnet, dessen Sekundärleitungen
zu den Einspannbacken 2 führen, die die Werkstücke 3 halten. In der Primärleitung
des Transformators i ist in Reihe ein eisenloser oder jeisenarmer Transformator
q., bestehend aus der Primärspule 5 ' und der Sekundärspule 6, geschaltet. Wenn
die Schweißmaschine im Leerlauf oder bei Belastung im satten Kontakt der Werkstücke
3 arbeitet, fließt durch die Primärspule 5 ein sinusförmiger oder annähernd sinusförmiger
Strom, wodurch die in der Sekundärspule 6 induzierte elektromotorische Kraft außerordentlich
gering ist. Sobald nun der Abbrennvorgang einsetzt, werden infolge der beim Abbrennen
auftretenden steilen Stromanstiege und -abfälle in der Sekundärspule 6 sehr hohe
Spannungsspitzen induziert, die auf den Gitterkreis einer bisher gesperrten Elektronen-oder
Ionenröhre 7 gegeben werden, wodurch diese für den weiteren Verlauf der positiven
Halbwehe der an ihr liegenden Anodenspannung gezündet wird. Mit Hilfe des Anodenstromes
der Röhre 7 wird unmittelbar oder über ein nicht dargestelltes Relais in geeigneter
Weise ein Motor 8. betätigt, der durch Versstellen des Widerstandes 9 im Stromkrels
des- Vorschubmotors die gewünschte Geschwindigkeitssteigerung des Abbrnnvorganges
herbeiführt. Es ist unvermeidbar, daß bereits während des Vorwärmvorganges kurzzeitig
Abbrennspritzer auftreten, die sekundärseitig des Transformators q. hohe. Spannungsanstiege
zur Folge haben und somit die Röhre unerwünschterweise zum Zünden- bringen. Damit
aber ein Zünden der Röhre während des Vorwärmvorganges ohne Wirkung bleibt, wird
Vors6rge getroffen, daß eine etwa eingetretene kleine Wirkung (Geschwindigkeitssteigerung)
durch das Schaltelement, welches die Rückwärtsbewegung der Werkstücke besorgt, wieder
aufgehoben wird: Derselbe Endzweck kann auch dadurch erreicht.werden, daß die Schaltanordnung
so getroffen wird, daß nach dem Ansprechen der Röhre 7 die Geschwindigkeitssteigerung
,erst nach Ablauf einer bestimmten Zeit, die länger ist als die erfahrungsgemäße
Dauer eines Abbrennspritzers während des Vorwärmvorganges, eintritt. Nach Beendigung
einer Schweißung wird die Maßnahme der Geschwindigkeitssteigerung wieder selbsttätig
rückgängig gemacht, ,damit die nächste Schweißung wieder mit denselben Anfangsbedingungen
beginnen kann.