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Selbsttätige Widerstands -Abbrenn-Stumpfschweißmaschine Die Erfindung
betrifft eine selbsttätige elektrische Abbrennstumpfschweißmaschine, bei welcher
der Sprühstrom den Abstand zwischen den Werkstücken steuert, welche gleichzeitig
unter der Einwirkung einer Anzugs- und einer Abstoß.kraft stehen.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind zwischen den beiden Spannschlitten
eine sie zueinandertreibende Vorspannkraft sowie eine sie auseinandertreibende Gegenkraft
wirksam, wobei diese von der Größe des Sprühstromes derart abhängt, daß bei Zunahme
des Spaltes zwischen den Werkstücken im Betrieb und entsprechender Abnahme des Sprühvorganges
-die rücktreibende Kraft herabgesetzt wird und die Vorspannkraft die Werkstücke
näher zueinanderbewegt und diese Bewegung wiederum den Sprühstrom und die rücktreibende
Kraft bis zum Gleichgewicht dieser mit der Vorspannkraft zunehmen läßt.
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Zweckmäßig wird eine Ausbildungsform der Maschine so gestaltet, daß
die rücktreibende Kraft von zwei starren Leitern ausgeht, die je mit einem der Schlitten
starr verbunden sind und den Werkstücken den Schweißstrom zuführen, derart, daß
zwischen den Leitern und damit zwischen den Spannschlitten eine von der Stärke des
Schweißstromes abhängige magnetische Abstoßung entsteht.
Es sind
bereits Abbrennschweißmaschinen bekannt, bei welchen ebenfalls der Sprühstrom dadurch
konstant gehalten wird, daß seine Änderung durch entsprechende Mittei die Änderung
der Entfernung zwischen den Werkstücken im Sinne einer Konstanthaltung des Sprühstromes
bewirkt. Als Mittel für die Veränderung des Abstandes zwischen den Werkstücken dienen
bei manchen bekannten Abbrennschweißmaschinen zwei Elektromotore, von denen der
eine dauernd mit konstanter Drehzahl läuft, während der andere im Gegensinn zum
ersten wirkt und vom Sprühstrom gesteuert wird. Diese Ausführungen von Abbrennschweißmaschinen
zeigen jedoch den wesentlichen Nachteil, daß sie einen erheblichen Zeitverzug zwischen
der Änderung des Sprühstromes und der entsprechenden Änderung der Werkstückentfernung,
wohl hauptsächlich wegen der Beschleunigung der rotierenden Massen, verursachen,
und deshalb nur ein ungenaues Arbeiten ermöglichen. Bei anderen Abbrennschweißmaschinen
ist nur eine Kraft zur gleichen Zeit für die Abstandsänderung der Werkstücke wirksam,
welche durch vom Sprühstrom gesteuerte Relais geändert wird. Diese Ausführungsform
hat den Nachteil, daß die Relais wegen ihrer großen Schalthäufigkeit nur eine geringe
Lebensdauer aufweisen.
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Bei der bevorzugten Ausführungsform einer Abbrennschweißmaschine nach
der Erfindung mit magnetischer Abstoßung wird dagegen diese Zeitverzögerung bis
auf ein praktisch nicht wesentliches Mindestmaß vermieden. Ferner weist die Maschine
den Vorteil auf, daß die Durchgangszeit des Sprühstromes auf ein Minimum reduziert
wird, da Maßnahmen getroffen wurden, welche bewirken, daß der Strom den Höchstwert
erreicht, der mit Rücksicht auf die einzelnen Zuleitungen zulässig ist. Wenn aber
die Sprühzeit auf ein Minimum beschränkt wird, dann wird auch die Zeit, in welcher
infolge der Wärmeleitung die Wärme von den erhitzten Flächen zum übrigen Teil der
Werkstücke übergeht, auf ein Minimum reduziert, und es wird auch der Energieverbrauch
zur Erhitzung der Werkstücke bei der Schweißung auf ein Minimum beschränkt. Die
Maschine nach der Erfindung zeichnet sich ferner dadurch aus, daß die Vorwärmung
auch bei größeren Werkstücken entfällt, wodurch der Schweißvorgang sehr wesentlich
abgekürzt wird. Außerdem ist die Schweißmaschine nach der Erfindung und der Umformer
gegenüber den gegenwärtig erforderlichen Ausführungen für einen gegebenen Bereich
der Werkstückgröße von kleineren Abmessungen, und gleichzeitig sind die hergestellten
Schweißverbindungen hochwertiger als die bisher auf größeren Maschinen erzeugten
Verbindungen. Weitere Vorteile der Maschine nach der Erfindung bestehen darin,.
däß keine verwickelten Steuereinrichtungen erorderlich sind.
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In ihrer allgemeinen Form betrifft die Erfindung eine selbsttätige
elektrische Abbrennstumpfschweißmaschine, bei welcher der Sprühstrom den Abstand
zwischen den Werkstücken steuert, welche gleichzeitig unter der Einwirkung einer
Anzugs-und einer Abstoßkraft stehen, wobei erfindungsgemäß mindestens eine Kraft
eine unmittelbar auf den beweglichen Spannschlitten wirkende magnetische Kraft ist.
Diese Anordnung wirkt derart, daß bei Zunahme des Spaltes zwischen den Flächen im
Betrieb und entsprechender Abnahme des Sprühstromes die abstoßende Kraft abnimmt
und die anziehende Kraft die Werkstücke näher zueinanderbewegt, wodurch wiederum
der Sprühstram und die trennende Kraft zunimmt, bis die weitere Annäherung der Werkstücke
verhindert wird. Wenn dagegen der Spalt zu klein wird, steigen der Sprühstrom und
die abstoßende Kraft an, welch letztere alsdann die Anzugskraft übersteigt und die
Werkstücke auseinanderbewegt, wodurch der Spalt und der Sprühstrom und damit die
trennende Kraft gesenkt werden, bis die Anzugskraft die weitere Bewegung verhindert.
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Eine einfache bevorzugte Vorrichtung nach der Erfindung für die Erzeugung
einer trennenden Kraft, deren Größe von der Stärke des Sprühstromes abhängt, besteht
darin, die Leiter für die Zuführung des Sprühstromes zu den Schlitten so auszubilden,
daß sie starr und mechanisch fest mit ihren Schlitten verbunden sind und von den
Schlitten ausgehend dicht nebeneinander herlaufen, so daß dabei zwischen diesen
beiden Leitern durch den hindurchfließenden Sprühstrom eine magnetische Abstoßung
erzeugt wird, welche die Schlitten auseinanderzutreiben sucht. Wenn eine größere
Trennkraft erforderlich ist, als sie durch die einfache magnetische Abstoßung erzeugt
werden kann, kann eine besondere energiegespeiste Trennvorrichtung vorgesehen werden,
die durch den Sprühstrom gesteuert wird, beispielsweise eine Magnetspule, die bei
Erregung eine Kraft ausübt, welche die Schlitten auseinanderzuziehen sucht, wobei
der elektrische Erregerstrom für diese Spule durch einen Verstärker geliefert wird,
der durch die Stärke des Sprühstromes gesteuert wird. Statt dessen kann auch eine
durch ein Druckmittel betätigte Vorrichtung verwendet werden, die durch den Verstärker
gesteuert wird.
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Weitere Merkmale der Erfindung gehen aus der nachstehenden Beschreibung
der Zeichnungen hervor, in denen die Erfindung an Ausführungsbeispielen veranschaulicht
ist. Es zeigen Fig. i und i A eine schematische Ansicht einer ersten Ausführungsform
der Schweißmaschine nach der Erfindung, bei der lediglich die magnetische Abstoßung
zwischen den elektrischen Zuleitungen zu den Schlitten ausgenutzt wird, Fig.2 und
3 Schnitte durch Einzelheiten des beweglichen Schlittens der Maschine nach Fig.
i und i A, Fig. q. ein elektrisches Schaltschema für die Maschine nach Fig. i, Fig.5
eine Abänderung der Maschine nach Fig. i mit einem Verstärker für den Stauchvorgang,
Fig. 6 eine weitere Abänderung der Maschine nach Fig. i mit Magnetspule und Magnetverstärker
für die Trennung der Schlitten und
Fig. 7 das Schaltschema für die
Maschine nach Fig. 6.
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Wie aus Fig. i bis 4 hervorgeht, ist die Maschine auf einem Bett angebracht,
das mittels . Ständern i i von einer Grundplatte 12 getragen wird, die am Aufstellungsort
der Maschine auf dem Boden ruht. Ein Transformator 13 ist durch Bolzen an der Grundplatte
befestigt, derart, daß er sich unmittelbar unter dem Bett io befindet. Der Transformator
hat eine für starke Ströme ausgebildete Sekundärwicklung mit Klemmen 14 und 15 und
eine Primärwicklung, die aus dem Wechselstromnetz über Leiter 16 und 17 und einen
Stufenschalter 18 für verschiedene Anzapfungen gespeist wird.
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Auf dem Bett der Maschine ist an einem Ende ein Wagen oder Schlitten
i9 befestigt, der durch ein Blatt aus Isolierstoff 2o von dem Bett isoliert ist.
Eine Spannvorrichtung 21 auf dem Wagen r9 dient dazu, ein Werkstück zu halten, wie
es beispielsweise bei 22 angedeutet ist. Am inneren Ende des Wagens ist ein abwärts
gerichteter starrer Leiter 23 befestigt, der durch eine Lücke 24 des Bettes ragt.
Mitten auf dem Bett ist ein Schlitten oder Wagen 25 angebracht, der mittels Rollen
beweglich ist, wie aus Fig. 2 und 3 hervorgeht. In vier Gruppen angeordnete Rollen
26, 27, 28 und 29 laufen in Nuten 31, 32, 33 und 34 des Bettes und stehen mit gehärteten
Stahlplatten 35, 36, 37 und 38 am Wagen 25 in Berührung. Die Rollengruppen 27 und
28 sind so in das Bett eingesetzt, daß sie an den Platten -36 und 37 nach Art eines
Schwalbenschwanzes angreifen, so daß der Wagen 25 nur in der Längsrichtung des Bettes
gleiten kann. Die Rollen jeder Gruppe werden durch einen Käfig 38n in dem richtigen
Abstand gehalten. Auf diesem gleitenden Wagen ist eine Spannvorrichtung 39 für die
Aufnahme des Werkstückes angeordnet, wie es beispielsweise bei 41 dargestellt ist,
um dieses mit dem in der Spannvorrichtung 21 gehaltenen Werkstück 22 zu verschweißen.
Am Ende des Wagens 25 ist ein starrer Leiter 42 vorgesehen, der in der Lücke 24
nach unten ragt und dicht neben dem Leiter 23 liegt. An seinem unteren Ende ist
der Leiter 42 durch einen biegsamen Leiter 43 mit einer der Sekundärklemmen 13 des
Transformators verbunden. Dieser biegsame Leiter besteht aus einer Mehrzahl dünner
Lamellen, die an ihren Enden eingespannt sind. Der Leiter 23 ist durch eine Verbindungslasche
44 mit der Sekundärklemme 14 des Umformers verbunden. Der bewegliche Wagen weist
zwei nach unten gerichtete Arme 45 auf, die an ihrem unteren Ende je eine Öffnung
haben, in der eine Gewindestange 46 angeordnet ist, die durch zwei Schraubenmuttern
47 und 48 in ihrer Lage festgehalten wird. An dem einen Ende jeder Gewindestange
46 ist eine Zugfeder 49 befestigt, die mit dem anderen Ende an einem von zwei Haltern
51 angreift, welche unter dem festen Wagen am Maschinenbett io sitzen. Duich Verwendung
einer Feder 49 an jeder Seite des Bettes sind auf den gleitenden Wagen 25 symmetrische
Kräfte wirksam. Diese Federkräfte stellen die Vorspannung dar und sind dadurch einstellbar,
daß die Stangen. 46 in ihren Armen 45 verstellt werden können.
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An dem Ende des Bettes, das dem festen Schlitten i9 entgegengesetzt
ist, ist ein Stößel 52 angeordnet, der in einer Lagerhülse 53 gleitet, derart, daß
er den beweglichen Schlitten 25 in der Abbildung nach links treiben und so die Werkstücke
22 und 41 gegeneinanderstoßen, d. h. stauchen, kann. Dieser Stößel ist mit dem Stauch-
bzw. Stoßkolben 54 in einem Zylinder 55 verbunden, und zwar durch eine Gewindestange
56 und eine Spannmutter 57, wobei der Bewegungsbereich des Stößels durch zwei Mutternpaare
58 und 59 begrenzt ist, die beiderCeits eines Anschlages 61 am Maschinenbett io
auf der Gewindestange 56 festsitzen. An der Oberseite des Schlittens 25 ist in der
Nähe des Stößels 52 ein Ausleger 62 angeordnet, der einen Fallblock 63 trägt, welcher
in einer senkrechten Hülse am Halter 62 gleitet. Um diese Hülse herum ist eine Solenoidspule
64 angeordnet, bei deren Erregung der Fallblock 63 in die in der Zeichnung dargestellte
Lage gehoben wird. Ein unter dem Ausleger 62 am Ende der Schlittens abwärts gerichteter
Arm 65 ragt durch eine nicht dargestellte zentrale Öffnung des Bettes. Ein Rückstellzylinder
66 mit Kolben ist unter dem Bett angeordnet, und die Kolbenstange kann als Stößel
67 an dem Arm 65 angreifen, um den Schlitten aus der Stellung, in der die Werkstücke
22 und 41 einander berühren, zurückzuführen. Diese Rückstellbewegung des Armes 65
ist durch einen Anschlag 68 begrenzt, der im Innern des Bettes an diesem ausgebildet
ist. Ein zugehöriger Schalter 69, der innerhalb des Bettes angeordnet ist, wird
beim Anschlagen des firmes 65 gegen den Anschlag 68 mittels einer unter Federdruck
stehenden Stange 71, die in dem Anschlag 68 gleitend angebracht ist, so betätigt,
daß der Kontakt unterbrochen wird. Der Fallblock 63 wird durch einen Schalter 72
gesteuert, der auf dem Schlitten angebracht ist und dessen Betätigungsstange 73
an einem Halter 74 am Stößel 52 befestigt und in diesem mittels Spannmuttern 75
verstellbar ist. Dieser Schalter 72 ist so angeordnet, daß der Stromkreis unterbrochen
wird, wenn der Schlitten sich vom Stößel aus um einen bestimmten Betrag vorbewegt
hat. Unter dem Ende des Gleitwagens ist ein Stauchventilschalter 76 angeordnet,
der den Stromkreis schließt, wenn der Fallblock 63 darauf fällt. Eine kleine Gewindestange
77 ist an der Seite der Stange 56 befestigt, die sich zwischen dem Kolben 54 und
dem Stößel 52 erstreckt, und diese Stange 77 berührt einen an dem Anschlag 61 angebrachten
Ausschalter 78, um den Stromkreis zu unterbrechen, wenn die Stange 56 sich um einen
bestimmten Betrag vorbewegt hat. Die Stange 77 ist mittels Stellmuttern 79 einstellbar.
Ein Bedienungsgriff 81 ist an der Seite der Maschine angebracht und betätigt in
der ausgezogen dargestellten Lage ein Zweiwegventi'1 83a in der Weise, daß die Druckluftleitung
48 mit der Leitung 83 und der Auslaß mit der Leitung 83b verbunden
sind,
derart, daß der Stößel 67 nach rechts in die dargestellte Lage bewegt wird, in der
der Arm 65 gegen den Anschlag 68 gehalten wird. In dieser Stellung wirkt der Bedienungsgriff
81 auch auf den Steuerschalter 85, derart, daß dieser seinen Stromkreis unterbricht.
Wenn der Handgriff 8i in die strichpunktiert dargestellte Lage umgelegt wird, wird
der Stößel 67 zurückgezogen und der Schalter 85 in die Einschaltstellung gebracht,
in der die Maschine in Tätigkeit versetzt wird. Der Stauchkolben 55 wird mit -der
Druckluft und dem Auslaß durch Leitungen 86 und 87 verbunden, die von einem Zweiwegeventil
88 ausgehen, das durch ein Solenoid 89 gesteuert wird. Das Ventil 88 erhält die
Druckluft aus der Leitung 84.
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Die Wirkungsweise dieser Maschine ist folgende: Wenn der Handgriff
81 sich in der voll ausgezogenen Rückführstellung befindet, ist der Schalter 85
unterbrochen. Die Werkstücke 41 und 22 werden so auf dem Wagen befestigt, daß die
zu schweißenden Flächen einen kleinen Abstand haben. Durch Bewegung des Handgriffs
81 in die strichpunktiert dargestellte Arbeitslage wird der Stößel 67 zurückgezogen,
so daß er die Bewegung des Schlittens freigibt und den Betätigungsschalter schließt.
In dem Schaltschema der Fig.4 sind die Anschlüsse an die Speiseleitung bei 16 und
17 angegeben. Ein Relais mit der Wicklung 9o und den Kontakten 92, 93 und 94, das
einen wesentlichen Teil der Einrichtung bildet, ist nur in dem Schaltschema dargestellt.
Der Kontakt 92, der bei nicht erregter Wicklung go gewöhnlich offen ist, liegt parallel
zu dem Schalter 69 des Rückführanschlages. Der Kontakt 93, der bei nicht erregter
Wicklung 9o gewöhnlich geschlossen ist, liegt parallel zum Schalter 72 des Fallblockes.
Der Kontakt 9i, der bei nicht erregter Wicklung go gewöhnlich offen ist, schließt
einen Stromkreis über die Wicklung 95 eines Schaltschützes, dessen Kontakte 96 und
97 den Starkstrom von den Speiseleitungen zur Primärwicklung des Umformers schalten.
Wenn somit der Handgriff 81 in die Abeitsstellung bewegt wird, wird über den Schalter
85 die Wicklung go erregt, die ihrerseits den Kontakt 91 schließt, der die Wicklung
95 erregt und damit die Kontakte 96 und 97 schließt, so daß die Primärwicklung des
Transformators an die Speiseleitungen angeschlossen wird. Ferner werden die Kontakte
92 und 93 geschlossen bzw. geöffnet, wobei der schließende Kontakt 92 die Spule
64 erregt und somit der Fallblock gehoben wird. Das Zurückziehen des Stößels 67
ermöglicht, daß der Schlitten sich unter der Wirkung der Feder 49 vorbewegt, so
daß die Werkstücke 22 und 41 sich berühren und den Stromkreis für den Sekundärstrom
des Umformers schließen. Dieser Strom erzeugt magnetische Abstoßung zwischen den
Leitern 23 und 42, die den Gleitwagen gegen die vorspannende Federkraft zurückdrückt
und gleichzeitig den Sprühvorgang zwischen den Oberflächen der Werkstücke einleitet.
Dieses Sprühen setzt sich selbsttätig fort, da die magnetische Abstoßung gegen die
vorspannende Federkraft ausgeglichen ist. Unter Annahme einer genauen Anfangseinstellung
der Federvorspannung wird der vom Transformator gelieferte Strom einen konstanten
hohen Wert beibehalten, der gewöhnlich etwa 75% des Kurzschlußstromes beträgt, und
wird durch das Sprühen auf schnellstem Wege Hitze erzeugt. Obgleich Neigung zum
Abbrennen der Werkstücke besteht, ist hierfür eine ständige Nachstellung vorhanden,
da, wenn das Gleichgewicht zwischen der Abstoßung und der Vorspannkraft sich ändert,
durch Korrektur unverzüglich das Gleichgewicht wiederhergestellt wird. Die Zeitdauer
des Sprühvorganges ist durch die gesamte Vorwärtsbewegung des Wagens bzw. Schlittens
bestimmt, durch die das Abbrennen der Werkstücke kompensiert wird, bis der Fallblock
an der Kante des Stößels 52 herabfallen kann. Der Fallblock wird während des größten
Teiles des Sprüvorganges hochgehalten, dadurch, daß der Schalter 69 am Rücklaufanschlag
und der Schalter 72 am Fallblock gemeinsam den Strom der Spule 64 beeinflussen.
Beim ersten Vorlauf des Schlittens schließt der Schalter 69. Der Schalter 72 schließt
entsprechend der Einstellung der Stange 75, bis der Schlitten. fast um den gewünschten
Betrag vorgelaufen ist. Der Schalter 72 unterbricht, wenn der Schlitten 25 fast
um den festgelegten Betrag vorgelaufen ist und der Fallblock 63 in den zwischen
dem Stößel 52 und dem Schlitten 25 gebildeten Raum einfällt. Wenn der Fallblock
am Ende seiner Fallbewegung anlangt, betätigt er den Schalter 76 für das Stauchventil.
Es ist zu beachten, daß durch die Voreinstellung des Stauchstößels 52 festliegt,
wieweit der Schlitten vorlaufen muß, bevor der Fallblock fällt, und die Anordnung
ist so getroffen, daß die Werkstückflächen, an denen das Sprühen auftritt, stark
genug erhitzt werden, um zum Schweißen einen plastischen Zustand anzunehmen, wenn
die diese Bewegung ergebende Metallmenge abgebrannt ist.
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Durch das Schließen des Stauchventilschalters 76 wird ein Stromkreis
zur Spule 89 hergestellt, was bewirkt, daß Druckluft dem Stauchzylinder 55 zugeführt
wird und dadurch der Kolben und der Stauchstößel nach links gegen den Fallblock
getrieben werden. Der Fallblock überträgt die Kraft auf den Schlitten, derart, daß
die erhitzten Flächen der Werkstücke unter hohem Druck zusammengepreßtwerden, um
die Schweißung zu vollziehen. Wenn der Stauchstößel sich bewegt, wird der Ausschalter
78 betätigt und der Stromkreis der Schützspule 95 unterbrochen, so daß die Primärwicklung
des Transformators vom Netz abgeschaltet und ein fortgesetzter Kurzschluß der Sekundärwicklung
verhindert wird. Der Stauchdruck wird aufrechterhalten, während die Schweißstelle
abkühlt, und wenn die Abkühlung ausreichend ist, werden die Spannvorrichtungen 2r
und 39 von Hand gelöst und der Handgriff 81 in die Rücklaufstellung gebracht. In
dieser Stellung wird der Betätigungsschalter 85 geöffnet, so daß die Relaisspule
go stromlos wird, worauf die Kontakte gi und 92 öffnen und Kontakt 93 schließt.
Bis der Schlitten 25 zurückgelaufen ist, ist der Schalter
am Rücklaufanschlag
geschlossen, und durch das Schließen des Kontaktes 93 wird der Stromkreis der Fallblockspule
64 hergestellt, die den Fallblock hebt und so den Schlitten ganz zurücklaufen läßt.
Wenn der Arm 65 den Anschlag 68 erreicht, wird dessen Schalter 69 geöffnet und dadurch
der Stromkreis zur Fallblockspule unterbrochen, so daß kein Strom mehr-aus dem Netz
entnommen wird, bis die Maschine wieder betätigt wird. Wenn die Ventilspule 89 durch
das Anheben des Fallblockes 63 ausgeschaltet wird, bewirkt das Ventil 88, daß der
Stößel 52 zurückgezogen wird, und beim Betrieb wird hierdurch der Ausschalter 78
geöffnet.
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Es ist ersichtlich, daß der gesamte Herstellungsvorgang der Schweißverbindung
vom Einspannen der Werkstücke und Betätigen des Handgriffs 81 bis zum Ausspannen
der Werkstücke nach voll-. zogener Schweißung selbsttätig ist und daß nach dem Einrichten
der Maschine durch eine Fachkraft eine ungelernte Kraft die Bedienung übernehmen
und weitere gleich gute Schweißungen an gleichen Werkstücken vornehmen kann.
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Bei der abgeänderten Ausführung nach Fig. 5 sind Stauchzylinder und
-kolben, wie in Fig. i dargestellt, durch einen Verstärker ersetzt. Der Zweck dieses
Verstärkers ist kurz der, daß ein hoher Druck für den Stauchvorgang erzeugt wird,
der nicht plötzlich einsetzt, sondern allmählich bis zu einem Höchstdruck gesteigert
wird.
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Bei der abgeänderten Ausführung nach Fig.6 und 7 ist die Maschine
der Fig. i mit einer Vorrichtung versehen, durch die eine verstärkte Abstoßungskraft
zwischen den Schlitten ausgeübt wird, damit die Maschine schwere Werkstücke auf
dem Gleitschlitten aufnehmen kann. Diese verstärkte Kraft wird zusätzlich zu der
magnetischen Abstoßung aufgewendet, die bei der Ausführung nach Fig. i erzeugt wird.
Wie in Fig. 6 dargestellt, ist die Vorrichtung zur Aufbringung der verstärkten Kraft
eine Spule ioo, welche auf den Arm 65 des Schlittens 25 wirkt derart, daß sie den
Schlitten in einer die Werkstücke trehnenden Richtung zieht. Das Schaltschema ist
in Fig.7 dargestellt und entspricht im wesentlichen dem Schema der Fig. q., das
durch Einfügung eines Magnetverstärkers in den Speisestromkreis der Spule ioo abgeändert
ist. Der Magnetverstärker umfaßt einen Gleichrichter ioi und eine vormagnetisierbare
Drossel io2, die eine Drosselwicklung 103 und eine Steuerwicklung 10q. besitzt.
Der Steuerstrom für den Verstärker wird von einem Stromwandler io5 geliefert, dessen
Primärwicklung io6 in Reihe mit der Primärwicklung des Transformators 13 an der
Netzleitung 16 liegt. Die Sekundärwicklung 107
des Stromwandlers führt dem
Gleichrichter ioi Wechselstrom zu, der proportional zu dem zugeführten Wechselstrom
Gleichstrom erzeugt, der die Steuerwicklung 10q. der Drossel io2 speist. Die Wirkungsweise
des Magnetverstärkers besteht bekanntlich darin, daß der Kern der Drossel durch
den Strom in der Steuerwicklung ioq. mehr oder weniger gesättigt wird, wobei der
Sättigungsgrad die Impedanz .oder Drosselwirkung der Drosselwicklung 103 bestimmt:
Die Trennspule ioo wird mit Strom aus dem Netz über die Drosselwicklung 103 gespeist,
und die Anordnung ist so beschaffen, däß, wenn der Primärstrom des Transformators
13 hoch ist, der Gleichstrom in der Steuerwicklung 10q. ebenfalls hoch ist und eine
hohe Sättigung des Kerns sowie eine verringerte Impedanz der Drosselwirkung io3
verursacht, so daß die Spule ioo einen hohen Strom erhält und eine hohe rücktreibende
Kraft auf den Gleitschlitten 25 ausübt. Um den Verstärker einwandfrei zu betätigen,
ist es notwendig, den Fallblockschalter 76 so abzuändern, daß er ein weiteres Kontaktpaar
io8 erhält, das gewöhnlich geschlossen ist, jedoch geöffnet wird, wenn der Fallblock
63 herabfällt und den Stauchvorgang einleitet. Der Kontakt io8 hat die Aufgabe,
die Spule ioo abzuschalten, so daß sie der Stauchkraft nicht entgegenwirkt. Abgesehen
von der Spule ioo ist die Wirkungsweise dieser Schaltung und der abgeänderten Maschine
die gleiche wie diejenige Mach Fig. i bis q..
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Es ist zu beachten, daß bei den beschriebenen Ausführungen die Wirkungsweise
während des Sprühvorganges im weitesten Sinne eine solche ist, bei der der Sprühstrom
so geregelt wird, daß er einen annähernd konstanten Wert beibehält, während jede
auf eine Änderung des Stromes hinwirkende Störung unverzüglich durch Änderung des
Abstandes zwischen den Werkstücken korrigiert wird, um den Strom ungefähr auf seinen
stetigen Wert zurückzuführen. Die Regelurig des Spaltes ist bei diesen Ausführungsbeispielen
dadurch erreicht, daß eine Vorspannkraft gegen eine Abstoßkraft ausgeglichen wird,
doch gibt es andere Hilfsmittel, durch welche dasselbe Ergebnis erzielt werden kann.
Ferner gehören die beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung zu einer Gattung,
bei der Sprühstrom im wesentlichen konstant gehalten wird, dadurch, daß beständig
zwei Kräfte, nämlich die Vorspannkraft und die Rückführkraft, so gegeneinanderwirken,
daß die größere Kraft die relative Stellung der Schlitten verändert. Bei der beschriebenen
Ausführung ist die Vorspannkraft im wesentlichen konstant, während die Rückführkraft
sich mit der Stärke des Sprühens verändert. Es liegt ferner im Rahmen der Erfindung,
die Vorspannkraft entgegengesetzt zum Sprühstrom zu ändern, nämlich so, daß ihre
Größe bei Zunahme - des Sprühstromes abnimmt und umgekehrt, wobei diese Vorspannkraft
entweder mit einer konstanten Rückführkraft verwendet wird oder mit einer Rückführkraft,
deren Größe sich wie beschrieben mit der Stärke des Sprühstromes ändert. Als Beispiel
für eine Einrichtung zur Erzielung einer Vorspannkraft ist bei der beschriebenen
Ausführung nach Fig. i an dem Maschinenbett eine Spule befestigt, die auf den Arm
65 des beweglichen Schlittens 25 so einwirkt, daß bei ihrer Erregung der Schlitten
25 nach links getrieben wird. Der Erregerstrom für die Spule wird der Speiseleitung
über die Drosselwicklung eines Magnetverstärkers entnommen, die durch
zwei
Steuerwicklungen beeinflußt wird. Die erste Steuerwicklung ist ständig durch einen
konstanten Gleichstrom erregt, der gewöhnlich zur Sättigung des Drosselkernes ausreicht,
während die zweite Steuerwicklung von der Sekundärwicklung eines Stromwandlers im
Primärkreis des Schweißumformers über einen Gleichrichter gespeist wird derart,
daß die Magnetisierung des Kerns derjenigen durch die erste Steuerwicklung entgegengesetzt
ist.
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Die Wirkungsweise ist so, daß, wenn die Stärke des Sprühstromes zunimmt;
die Sättigung des Kerns herabgesetzt wird und damit die Drosselwirkung steigert
derart, daß der durch die Drosselwicklung fließende Spulenstrom geschwächt und damit
die Vorspannkraft herabgesetzt wird, was der Rückführkraft ermöglicht, die Schlitten
auseinanderzutreiben. Wenn die Stärke des Sprühstromes abnimmt, ist die Wirkung
entgegengesetzt, und die Schlitten werden zueinander-bewegt. Wenn diese Anordnung
bei Fig. i angewendet wird, ändert sich die Vorspannkraft entgegengesetzt zum Sprühstrom,
während die Rückführkraft sich in demselben Sinne wie der Sprühstrom ändert. Während
bei den beschriebenen Ausführungen die Erfindung auf sehr einfache Weise verwirklicht
ist, indem eine Feder als Träger der Vorspannkraft verwendet wird, kann offensichtlich
die Vorspannkraft auch auf andere Weise erzeugt werden, am einfachsten durch die
Schwerkraft, die man unmittelbar auf den beweglichen Schlitten einwirken läßt oder
mittelbar etwa durch ein biegsames Kabel' oder eine Kette, die mit einem Ende an
einem Gewicht angreifen und über eine Rolle zu dem beweglichen Schlitten laufen.
Die einfache Art der Erzeugung der Rückführkraft durch die magnetische Wechselwirkung
zwischen zwei Leitern kann gegebenenfalls auch verbessert werden, indem neben jedem
starren Leiter ein geblätterter Eisenkern von hoher Permeabilität befestigt wird
und diese Kerne die Abstoßwirkung verstärken.
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Es ist ersichtlich, daß bei allen Ausführungen der Erfindung der Schweißtransformator
so belastet werden kann, daß er den günstigsten gleichförmigen Strom abgibt und
daß der Umstand, daß das Sprühen stetig ohne Unterbrechung vor sich geht, bedeutet,
daß die Hitzeerzeugung an den zu schweißenden Flächen auf die schnellstmögliche
Weise erfolgt, so daß -der Wärme die geringstmögliche Zeit gelassen wird, um sich
in dem Werkstück zu verteilen. Auf diese Weise ist im Vergleich zu bekannten Verfahren
die benötigte Stromenergie für eine gegebene Schweißung herabgesetzt, und in gewissen-Fällen
kann das Vorwärmen entfallen.