Vorrichtung zur Erzeugung von Stromstössen von vorbestimmter Dauer für Schweisszwecke. Es wurde festgestellt, .dass beim Wider standsschweissen äusserst hohe Ströme ver wendbar sind, deren Werte zum Beispiel bei Punktschweissungen, um ein Vielfaches grö sser sind als bis jetzt üblich war, und zwar auch in Fällen, wo die Schweisspunktzone nur einen kleinen Bruchteil der bisher übli chen Grösse hat, vorausgesetzt,
dass die Wir kungszeit des Schweissstromes genügend kurz gemacht und genau und verlässlich gesteuert werden kann. Es handelt sich dabei um Stromeinwirkungszeiten zum Beispiel von nur Sekunde und noch kürzer.
Die Erfindung betrifft eine zur Errei- ehung des angestrebten Zweckes geeignete Vorrichtung zur Erzeugung von Stromstössen von vorbestimmter Dauer. Diese Vorrich tung besitzt mehrere relativ zu einander be wegliche Kontaktglieder, von denen eines als nur in einem Sinne drehbares Drehkontakt glied ausgebildet ist und derart mit einem andern der genannten Kontaktglieder zusam men zu wirken vermag, @dass es, wenn es zwecks Speisung des Belastungskreises - be tätigt wird, bei einer vollen Umdrehung einen einzigen Schliess- und Unterbrechungsvor gang im Belastungskreis verursacht,
wobei Antriebsmittel vorgesehen sind, die infolge Betätigung eines Steuerorganes, das ge nannte Drehkontaktglied nur während einer einzigen Umdrehung zur Wirkung zu bringen vermögen.
In der Zeichnung ist ein Ausführungs beispiel des Erfindungsgegenstandes schema tisch dargestellt.
Fig. 1 ist eine Seitenansicht desselben zum Teil im Schnitt, Fig. 2 eine Endansicht desselben zum Teil im Schnitt, Fig. 3 ein Schnitt nach Linie 3-3 der Fig. 1; Fig. 4 bis 10 zeigen schematisch vorbe stimmte Einstellungen der Kontaktteile der Vorrichtung für verschiedene Schweisszeiten; Fig. 11 ist ein Schaltschema eines Ener- giesteuerkreises für Schweisselektroden unter Verwendung der Vorrichtung.
Eine Grundplatte 10 trägt Ständer 12, 14, zur Lagerung einer feststehenden Hohl welle 16, in deren Enden in Ausnehmungen 18 Kugellager 20 für eine drehbare Welle 22 untergebracht sind. Diese trägt am einen Ende eine relativschwere Scheibe 24, die auf die Welle aufgekeilt ist und eine Kontakt tragplatte 26 trägt,. die bei 28 von der Scheibe 24 isoliert ist sowie ein Paar Brük- kenkontakte 30 trägt. Letztere sind durch die Platte 26 elektrisch verbunden und wer den durch eine Schraubenfeder 81 von ihr abgedrückt.
Sie können wahlweise einen Ringkontakt 32 und mehrere in Ringreihe angeordnete Kontaktplatten 3,4, 36, 38, 40 eines feststehenden Blockes 42 (Fig. 3) über brücken.
Das der Drehplatte 24 gegenüberliegende Ende der Welle 22 trägt an der Aussenseite des Ständers 14 ein Schaltrad 83, dessen ge federte Klinke 85 bei 87 am Ständer 14 be festigt ist. Daher kann die Welle 22 sich nur in einer Richtung drehen.
Der Block 42 ist an einem Ständer 44 und dieser an ider Grundplatte 10 befestigt. Die feststehende Platte 42 besteht aus Isolier masse wie Kunstharz, Pressmasse, Holz oder dergleichen und hat geeigneten Abstand von der Drehplatte 24, so dass die Kontakte 30 in Kontaktberührung mit dem Ringkontakt 32 und den Kontakten 34, 36, 38, 40 (Fig. 3) treten können, um sie zu überbrücken und den Schweissstromkreis in noch zu beschrei bender Art zu schliessen.
Die Kontaktplatten 34, 36, 38, 40 haben je an der Aussenseite des Blockes 42 Kon takte 46, 48, '50, 52, mit denen sie durch Bolzen 54 elektrisch verbunden sind. Ein Verteiler 56 ist am Block 42 in der Mitte befestigt und hat die Form einer kupfernen Sektorplatte, durch die ein im Block 42 be festigter Bolzen 60 ragt.
Mehrere Muttern 62 und Scheiben 64 halten den Verteiler 56 am Bolzen 60 in vorbestimmter Winkellage fest, um wahlweise Schweissstrom an einen oder mehrere der Kontakte 46, 48, 50, 52 nach Wunsch zu verteilen. Ein Griff 79 am Verteiler 56 erleichtert seine Handverstellung bei Lockerung der Muttern 62.
Der Verteiler 56 empfängt Primärstrom durch einen Einführungsdraht 66. Die an dere Klemme des Primärstromkreises ist mit- telst eines Leiters 118, einer Schraube 120 und einer Mutter 119 elektrisch mit dem Kontaktring 32 verbunden, so dass Schweiss strom von der entsprechenden Klemme der Primärstromquelle zum Verteiler durch den Leiter 6,6 geführt werden kann und von da durch eine oder mehrere der Kontaktplatten 46, 48, 50, 52 und durch die Brückenkontakte 30 zum Ringkontakt 32 und durch den Leiter 118 zurück zur andern Klemme (Fig. 3).
Ein Isoliersektor 68 (Fig. 3) ist am Block 42 angebracht, und die Scheibe 24 bietet gewöhnlich ihre Brückenkontakte 30 dem Sektor dar, so dass der Stromkreis 66, I1$ offen ist. Bei obiger Anordnung und solcher Stellung der Scheibe kann Strom aus der Primärquelle nicht von irgend einem der Kontakte 34, 3:6, 38, 40 zum Ringkontakt 32 übergehen.
Bei Umdrehung der Scheibe 24 mit vorbestimmter Geschwindigkeit fliesst Schweissstrom von der Primärquelle durch den Verteiler 56 zu den Kontakten 34, 36, 38, 40 durch die Brückenkontakte 30 zum Ring kontakt 32 während der genau bestimmten Zeitspanne während der die Brüakenkontakte 30 den Ringkontakt. 32 mit irgendwelchen der Kontaktplatten 34, 3,6, 38, 40 überbrük- ken, die gerade in Berührung mit dem Ver teiler 5'6 sind.
Gemäss Fig. 1 und 2 hat die Scheibe 24 einen Anschlag 70 an ihrem Umfange zum Eingriff mit einer Stillsetzfalle 72, die an einem Ständer 74 aasgelenkt ist und in wa.grechter Lage durch eine Feder 73 gegen einen Abzug 100 gehalten wird. Gewöhnlich hat die Scheibe solche Lage, dass der Anschlag 70 die Falle erfasst, wie in Fig. ? mit. vollen Linien dargestellt. Auf der Hohlwelle 16 ist zwischen einem Stellring 76 (Fig. 1) und dem Ständer 12 eine Hü1:@e eines Antriebshebels 80 gelagert.
An diesem ist eine Schraubenfeder 82 befe stigt, die die Hohlwelle 16 umgibt und mit ihrem andern Ende bei 84 seitlich vorragt. Die Scheibe 24 hat eine Öffnung 86, in der eine Klinke 88 gelagert ist, die abwärts von der Fläche der Scheibe 24 durch eine an dieser befestigte Blattfeder 90 gedrückt wird.
Ein Anschlag 92 der Klinke 88 kann die Seite der Scheibe erfassen, um das Mass des Vortretens zu begrenzen. Die Klinke 88 wird vom seitwärts ragenden Arm 84 der Feder 82 erfasst und wirkt als Widerla ger zur Aufnahme des Drehmomentes, das in der Feder 82 durch .den Hebel 80 entwickelt wird.
Ein Herabdrücken des Hebels 80 lässt daher .den Arm 84 fest auf der Klinke 88 aufliegen und speichert Energie in der Feder 82 auf, während die Scheibe 24 gegen Dre hung durch den gegen ;die Falle 72 anliegen den Vorsprung 70 festgehalten wird. Die Auslösung der Falle 72 erlaubt, dass die Fe der 82 ihre Energie durch Klinke 88 zur Drehung der Scheibe 24 aufwendet. Die Aus löseeinrichtung für die Falle 7 2 ist durch ein Getriebe mit dem Hebel 80 verbunden.
Am Hebel 80 (Fig. 2) ist eine Konsole 94 befestigt, durch deren Schlitz 96 eine Aus lösestange 98 ragt, deren Kopf 100 einen Abzug bildet, welcher die Falle 72 erfasst. Die Auslösestange 98 ist oben mit einer Schraubenfeder 11 verbunden, deren unteres Ende am Hebel 80. befestigt ist. Dieser wird zur Normallage durch eine Feder 13 ge drängt, die an einer festen Stütze 14 befe stigt ist, und steht in Normallage hoch. Ein Niederdrücken des Hebels lässt durch Feder 11 den Abzug<B>100</B> nachgiebig gegen die Falle 7? anliegen, um sie. Bregen die Wirkung der Feder 73 und 82 niederzudrücken.
Die Kon sole 94 federt und drängt die Auslösestange und den Abzug 100 über das äussere Ende der Falle 72. Diese ist aber so ausgebildet, dass der Abzug 100 von ihrem Ende ab- gleiten kann, nachdem die Falle ausgelöst worden ist. Die Falle wird sofort nach dem Auslösen zu ihrer Normallage gegen den An schlag 71 zurückbewegt, und bei Auslösung des Hebels 80 drängt die Nockenfläche 75 der Falle 72 den Abzug<B>100</B> und die Stange 98 seitlich ab, wenn der Arm zur Normallage durch die Feder 13 zurückgeführt wird. Ein Stift 101. der Stange 98 ragt genug vor, um die Seiten des Schlitzes 96 zu erfassen und dadurch die Abwärtsbewegung zu begrenzen, wenn der Kopf 100 der Stange 98 über die Falle 72 schlüpft.
Daher wird jedesmal, wenn der Hebel 80 niedergedrückt wird, die Scheibe 24 um eine volle Umdrehung mit einer Geschwindigkeit gedreht, die der Stärke der Schraubenfeder 82; der Länge des Feder weges und der Trägheit der Scheibe ent spricht. Die Dauer des Stromflusses durch das Werkstück wird durch die Einstellung der Verteilerscheibe 56 gesteuert. Fig. 4 bis 10 zeigen den Verteiler 56 in mehreren verschie denen Lagen für verschiedene Schweissbedin gungen. Die Kontaktplatten 34 und 36, die Kontaktplatte 38 und die Kontaktplatte 40 sind verschieden lang.
Die Kontaktplatten 34 und 36 sind gleich lang und stellen je eine Einheit der Schweiss zeit dar. Die Kontaktplatte 38 ist so lang wie ,die Kontaktplatten 34 und 3'6 zusammen und stellt zwei Einheiten der Schweisszeit dar, während die Kontaktplatte 40 länger als die Kontaktplatte 38 ist und drei Einheiten der Schweisszeit darstellt. In Fig. 4 dient der Verteiler durch Überdeckung der Kontakt platten 46, 48, 50 und 52 der Kontaktplat ten 34, 36, 38 und 40 dazu, alle diese Kon taktplatten miteinander zu verbinden, und der Brückenkontakt 30 schickt beim Über schleifen dieser Kontaktplatten Strom durch den Stromkreis für eine Zeitspanne, die sieben der willkürlich gewählten Zeiteinhei ten gleichkommt.
In Fig. 5 verbindet der Verteiler die Kontakte 48, 50 und 52 der Kontakte 36, 38 und 40 und verbindet diese drei letzteren Kontaktplatten elektrisch mit- einander, so -dass der Brückenkontakt den Schweissstrom während sechs Zeiteinheiten durch das Werkstück fliessen lässt. In Fig. 6 kombiniert der Verteiler durch Überdeckung der Kontakte 50 und 52 der Kontakte 38 und 40 zwei Schweisszeiteinheiten mit drei dieser willkürlichen Einheiten, und mithin umfassen die Schweissvorgänge je fünf Zeit einheiten.
In Fig. 7, 8, 9 und 10 werden je drei, vier, eine und zwei Einheiten der Zeit aufgewendet, je nachdem, wie dies durch die Einstellung des Verteilers über den -ver schiedenen Kontakten bestimmt wird. In Fig. 9 erfasst der Verteiler nur den Kontakt 46, was die kürzeste Schweisszeit, nämlich eine einzige Zeiteinheit ergibt. Natürlich können statt vier Kontaktplatten auch mehr oder weniger verwendet und dadurch die Schweisszeitlänge entsprechend verändert werden.
Die kürzeren Kontakte werden über schleift, wenn die Scheibe 24 ihre Höchstge schwindigkeit erreicht hat, und die längeren während der Stadien der Verzögerung unter dem Einfluss der Bürstenreibung.
Die Vorrichtung, zu der die Zeitsteuerung nach Fig. 1 gehört, ist in Fig. 11 im Schalt schema dargestellt und zeigt eine Wechsel stromkraftleitung 110, einen Leitungsschalter 111, eine Transfarmatorprimärwicklung 112, eine Sekundärwicklung 113, Schweisselek troden 114 und eine Vorrichtung 115 zum Anlegen der Elektroden an das Werkstück. Diese Vorrichtung 115 hat zum Beispiel nach Zeichnung die Form einer Zange von der für gewisse Arten von Schweissarbeit üblichen Ausführung zum Anlegen der Elektroden von Hand an das Werkstück. Stattdessen können auch entsprechende maschinelle Vor richtungen verwendet werden.
Die Elektro den 114 sind, wie üblich, dauernd in den Stro#mkreis 113 des Schweisstransformators geschaltet.
Der Schweisstransformator 112, 113 ist so bemessen, dass er- alle benötigten Spannun gen und Stromstärken liefern kann.
Die Anzapfungen 11,6 dienen zur Verän derung der wirksamen Windungen der Pri märwicklung 112 des Transformators. Die Einstellung von einer Anzapfung zur andern wird durch Bewegung des Armes 117 über den von,den Zapfkontakten gebildeten Bogen bewirkt. Die Primärwicklung 112 ist durch die Leitung 66 in Verbindung mit dem zen tralen Verteiler 56 und die Leitung 118 in Verbindung mit dem innern Ringkontakt 32 durch die Verbindungen 119 und 120.
Durch Abstimmung der Einstellung des Verteilers 50 (der die Zeit der Einwirkung des Stro mes bestimmt) und durch Einstellung des Transformatorzapfarmes 117 (der die Ener gie des Transformators und demgemäss den in der Sekundärwicklung 113 und daher durch die Schweissstelle fliessenden Strom bestimmt) kann der Wert von Zeit und Strom für die beste .Schweissung für jeden Werkstoff sofort erzielt und solange bei behalten werden, als man die erwähnte rela tive Einstellung beibehält. Daher kann man Werkstoffe verschiedener Arten und Be- schaffenheiten und verschiedener Stärken sämtlich in bester Art schweissen.
Auch kön nen unabhängig von dem Masse oder den rela tiven Massen der Werkstücke und der Art und Beschaffenheit des Werkstoffes die Schweissungen in Grösse und Art durch einen sehr weiten Bereich verändert werden.
Die in Fig. 1 mit D bezeichnete Vorrich tung gestattet Stromstösse von bestimmter Dauer zu erzeugen und ist befähigt, äusserst kleine Zeitspannen genau zu bemessen, die von einer Grössenordnung sind, die man auf elektrischem Gebiete durch den gewöhnlichen Oszillographen oder den Kathodenstrahl- oszillographen meistert. Die Zeitspannen kön nen in weitem Umfange verändert werden, um verschiedenen Verhältnissen zu entsprechen, zum Beispiel von '/soo bis zu 1/sooo Sekunde und sogar bis '/iooooSekunde und noch darüber hinaus.
Die Genauigkeit wird durch die Anbringung dieser Vorrichtung D un mittelbar im Primärkreis gefördert. -Die Stromschliessung wird scharf bemessen. Die Unterbrechung kann durch Verwendung von Vorrichtungen für rasche Lichtbogenlöschung ebenfalls scharf bemessen werden. Die äusserst hohen Geschwindigkeiten der Scheibe _@l-, die nötig sind, um die äusserst kleinen Augenblickszeitspannen selbst zu erzielen, tragen auch sehr zur Schärfe der Unter brechung bei.
Der Umstand, dass die kür zesten der Augenblickszeiten für die Schwei- ssung von der Scheibe 24 bei ihrer Höchst geschwindigkeit abgeleitet werden, und die längeren Schweisszeiten bei ihrer verzögerten Bewegung, verbessert vermöge der Reihen anordnung der Kontakte 35-40 von den kürzesten zii den längsten in Richtung der Bewegung der Scheibe 24 und Kontakt bürsten all fortschreitenden die Genauigkeit der kürzesten Zeitspanne dadurch,
dass grö ssere Längen für die kürzeren Segmente 34 und 46 ermöglicht werden und das Öffnen des Stromkreises bei höchsten Geschwindig keitszuständen bewirkt wird. Die Augenblickszeitspannen für die Schweissun(r sind so klein, dass es unmöglich ist, innerhalb derselben den Hebel 80 mit der Hand zweimal zu bewegen. Mit andern Worten, die potentielle Energie der Feder 82 l)e.selrleunigt die Scheibe 24 auf eine Ge schwindigkeit, die diejenige übersteigt, mit welcher der Hebel 80 nebst Zubehör mög licherweise bewegt werden könnte. Es ergibt sich daher nur eine einzige Stromeinwirkung für jeden Hin- und Hergang des Antrieb lrebels 80.
Zum Dämpfen des .Stosses der Scheibe 24 auf den Abzug 7 2 beim Stillsetzen sind die Cummipolster 121 unter dem Ständer 74 angeordnet. Der Vorsprung 70 nebst Abzug 72 sind nur in einer Stellung der Scheibe wirksam, so dass unabhängig von der Stel lung und aufeinanderfolgenden Bewegungen des Hebels 80 die Scheibe 24 und der Kon takt 30 nicht mitten in einer Schweissung stillgesetzt werden können und die durch die Vorrichtung genau bemessbare Zeitspanne nicht durch Fehlbetätigung der Aussperrung verkürzt werden kann.
Entsprechend bildet der Abzug 72 im Verein mit der Auslöse- stange 98 und ihrem Kopf 1.00 eine zur Wiedereinrückung der Aussperrung dienende Vorrichtung, die gleichfalls nur zwischen aufeinanderfolgenden abgemessenen Zeitspat nen wirksam wird, da der Kopf<B>100</B> not wendigerweise ganz von seiner punktiert ge zeichneten Lage zur mit vollen Linien ge zeichneten Lage zurückgezogen werden muss, bevor die Sperrung für ein nachfolgendes Spiel der Vorrichtung wiedereingerückt wer den kann. Weder können zwei Stromstösse nacheinander bewirkt werden,
noch können die Bewegungen der Scheibe 24 oder ihre Geschwindigkeiten in aufeinanderfolgenden Winkellagen relativ zu den Segmenten 34 bis 40 fehleingestellt werden, noch auch die Zeit des Beginnes oder der Dauer der Schweissung in unerwünschter Weise ver ändert werden.