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Insbesondere mit hohem Elektrodendruck arbeitende elektrische Einfachpunkt-,
Oder Nahtschweißmaschine E s ist bekannt, elektrische Punkt- oder
Nahtschweißmaschinen mit verschiebbar am Maschinengestell gelagerten Tragarmen für
die Elektroden auszurüsten.
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Im allgemeinen ist dabei die Anordnung so getroffen, daß der untere
Tragarm sowohl nach der Höhe als auch nach der Seite verschiebbar ist, während der
obere Arm nur in Richtung seiner Längsachse verschoben werden kann. Der obere Tragarm
wird dabei meist als drehbar am Maschinengestell gelagerter Schwingarin ausgebildet
und gleichzeitig als Leiter für den Schweißstrom benutzt.
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Auch sind Punkt- und Nahtschweißmaschinen bekannt, bei denen der Tragarm
für die obere Schweißelektrode mit Hilfe einer Schlittenführung nur in Richtung
seiner Längsachse verschiebbar ist. Auch dort dient der Tragarm gleichzeitig als
Leiter für den Schweißstrom und ist aus diesem Grunde ebenso wie die schwenkbar
gelagerten Tragarme aus Messing, Kupfer oder Rotguß hergestellt.
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Soll nun eine derartige Maschine mit einem verhältnismäßig hohen Elektrodendruck
betrieben werden, dann federn insbesondere bei großen Armausladungen die Arme wegen
der verhältnismäßig kleinen Dehnungszahl des Armmaterials unzulässig stark durch.
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Um eine zu starke Durchbiegung der Arme zu vermeiden, ist man daher
dazu übergegangen, bei Einfachpunktschweißmaschinen, insbesondere solchen mit großen
Armausladungen, feststehende Tragarme etwa kastenförmigen Querschnitts aus Gußeisen,
Stahl o. dgl. zu benutzen und in den Tragarm besondere Anschlußleiter für die am
freien Ende des Tragarms sitzende Elektrode zu verlegen.
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Eine derartige Maschine ist jedoch nicht für alle, Zwecke brauchbar.
So ist sie beispielsweise nicht zur Ausführung von Schweißungen in Raumecken geeignet,
weil dort entsprechend ausladende Sonder-, insbesondere Winkelelektroden verwendet
werden müssen. Voraussetzung für die Benutzung von Sonder-, insbesondere Winkelelektroden
ist, daß mindestens einer der beiden Arme in Richtung und am -besten
auch
quer zu seiner Längsachse verschiebbar ist. Der kastenförmig ausgebildete obere
Elektrodenarm kommt bei den zuletzt erwähnten Maschinen für die Verschiebung nicht
in Frage, da er ja fest mit dem Gehäusedeckel der Maschine verbunden oder mit diesem
aus einem Stück hergestellt ist. Es bleibt also nichts anderes übrig, als den unteren
Elektrodenarm in Richtung der Längsachse verschiebbar auszuführen. Dies stößt jedoch
auf Schwierigkeiten, denn der untere Tragarm soll ja auch quer zu seiner Längsachse,
und zwar sowohl in senkrechter als auch in waagerechter Richtung verschiebbar sein.
Der untere Elektrodenarm muß infolgedessen an einer Aufspannplatte gelagert Werden,
die die Verschiebung in waagerechter und senkrechter Richtung zuläßt. Dadurch kann
es aber namentlich bei der Anwendung hoher Elektrodendrücke leicht zu einer Verformung
des Maschinengestells kommen, da die Tragplatte nur mit einer Seite des Maschinengestells
verbunden - ist.
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Ferner ist eine Veränderung der Länge des Elektrodenarms nur dadurch
möglich, daß man einen aus zwei oder mehreren teleskopartig ineinanderschiebbaren
Teilen bestehenden Elektrodenarm benutzt. Soll nun die Maschine, wie erwähnt, mit
hohen Elektrodendrücken arbeiten, dann ist ohne weiteres einzusehen, daß die Verschiebbarkeit
des Elektrodenarms in seiner Längsachse mit Hilfe teleskopartig ineinandergreifender
Teile nur in beschränktem Maße möglich ist, denn bei längeren Armausladungen würden
die Abmessungen der teleskopartig ausziehbaren Teile im Vergleich zu den übrigen
Abmessungen der Maschine derart groß ausfallen, daß damit wiederum die Verwendungsmöglichkeit
der Maschine erheblich beschränkt wäre. Man hat sich daher -bisher meist damit begnügt
-, im Bedarfsfalle den unteren Elektrodenarm der Maschine gegen einen längeren oder
kürzeren Arm auszuwechseln.
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Die Erfindung beseitigt die den bisher bekannten Einfachpunkt- und
* Nahtschweißmaschinen hinsichtlich ihrer Verwendungsmöglichkeit anhaftenden Mängel.
Es wird dabei ebenfalls von in Richtung der Längsachse verschiebbaren Tragarmen
für die obere Schweißelektrode Gebrauch gemacht, an deren freien Ende ein Halterkopf
für die in Richtung ihrer Längsachse bewegliche t' Z>
Elektrode sitzt.
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Nach der Erfindung ist der am freien Ende des oberen Elektrodenarms
sitzende Halterkopf senkrecht zur Elektrodenhubbewegung und quer zur Längsachse
des Tragarmes verstellbar befestigt. Der Tragarm ist dabei als Hohlträgger kastenförmigen
Querschnitts ausgeführt. Soweit es sich um- die Ausbildung des oberen Tragarmes
als in Richtung seiner Längsachse verschiebbarer Hohlträger kastenförmigen Querschnitts
handelt, -so ist diese bei Doppelpunktschweißmaschinen bekannt, bei denen ebenfalls
die Doppelpunktelektroden an einem verschiebbaren kastenförmigen Träger sitzen.
Mit der bekannten Maschine können jedoch nur Werkstücke bestimmter Blechstarke und
einfacher Form geschweißt werden. Das Schweißen von Werkstücken komplizierter Form
ist ebenso unmöglich wie mit den bereits eingangs erwähnten bekannten Einfachpunktschweißmaschinen,
denn hier lassen sich die Elektroden bezüglich ihrer Stellung noch viel weniger
als bei den bekannten Einfachpunktschweißmaschinen der Werkstückform anpassen.
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Ein großer Vorzug der Maschine nach der Erfindung gegenüber der bekannten
Doppelpunktschweißmaschine besteht daher darin, daß die obere Elektrode zur Anpassung
an die Form des jeweils zu schweißenden Werkstücks in allen drei Achsen verstellt
werden kann, ohne daß jedoch diese Verstellung zu einer unzulässigen Beanspruchung
und Verformung des oberen Elektrodenarms oder des Maschinengestells führt. Durch
Verstellen der Elektrode senkrecht zur Elektrodenhubbewegung und quer zur Längsachse
des Tragarms können nämlich leicht neben der Biegebeanspruchung auch Verwindungsbeanspruchungen
auftreten, die sich jedoch bei der Maschine nach der Erfindung niemals schädlich
auszuwirken vermögen, weil der Elektrodentragarm infolge seiner Ausbildung als Hohlträger
kastenförmigen Querschnitts diese Beanspruchung ohne weiteres aufzunehmen vermag.
Die Erfindung soll an Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele
näher erläutert werden.
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Die Fig. i zeigt teilweise im Schnitt eine Punktschweißmaschine in
der Seitenansicht. Fig. 2 ist ein Schnitt nach der Linie A-B der in Fig. i dargestellten
Maschine.
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In Fig. 3 ist die Lagerung des oberen Elektrodenkopfes der Maschine
nach den Fig. i und 2 in derVorderansicht dargestellt.
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Fig. 4 zeigt die Seitenansicht einer Rollennahtschweißmaschine.
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In den Fig. 5 und 6 ist schließlich eine Punktnahtschweißmaschine
in der Seitenansicht und in der Draufsicht dargestellt.
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In sämtlichen Figuren sind einander entsprechende Teile mit den gleichen
Bezugszeichen versehen.
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. Mit i ist das etwa kastenförmig ausgebildete, Maschinengestell
bezeichnet. in dem in an sich bekannter Weise der Schweißtransformator:2 und gegebenenfalls
die übrigen 23
Zubehörteile der Schweißmaschine, wie Schalteinrichtungen
u. dgl. untergebracht sind. Der Tragarm für die obere Elektrode ist mit
3 bezeichnet. Dieser Tragarm ist, Z,
wie namentlich die Fig. 2 erkennen
läßt, als Hohlträger kastenförmigen Querschnitts -aus-. geführt und in auf dem Gehäuse
angeordneten Schlittenführungen 4 gelagert.
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Mit 5 ist der an dem freien Ende des oberen Tragarms 3 angeordnete
Elektrodenhalterkopf bezeichnet, der neben der Elektrodenführung die Antriebsorgane
für die Elektrode enthält, die in an sich bekannter Weise elektrisch, pneumatisch
oder auf eine andere Weise mechanisch betätigt werden. Der Elektrodenhalterkopf
ist mittels eines zweiten, am Tragarm angeordneten Schlittens 6 senkrecht zur Elektradenhubbewegung
und quer zur Achse des Tragarms verschiebbar. Außerdem kann er, wie in Fig. 3 für
das Ausführungsbeispiel nach den Fig. i und 2 angedeutet" verdreh- und feststellbar
an diesem Querschlitten gelagert sein. Durch die Verstellbarkeit des Elektrodenkopfes
in den verschiedensten Richtungen ist es möglich, auch an. schwer zugängliche Schweißstellen
- unter Zuhilfenahme entsprechend geformter Elektroden heranzukommen.
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Ferner sind die Schlittenführungen 4 und 6 des oberen Elektrodentragarms,
namentlich bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. i und --;" mit in der Zeichnung
-der Einfachheit halber fortgelassenen Feststellorganen ausgerüstet, so daß diese
Schlitten in jede beliebige Betriebsstellung gebracht und -in dieser Stellung festgehalten
werden können.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. i und :2 ist an der Unterseite
des oberen Tragarms 3 eine Schiene 8 aus elektrisch gut leitendem Material,- beispielsweise
Kupfer oder Aluminium, befestigt, die einerseits über stromleitende Bänder
9 mit dem. einen Pol des Schweißtransformators -, und andererseits
über allseitig bewegliche Leiter Io mit der Elektrode 7 verbunden ist.
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Zum Anschluß der zum Transformator führenden Strombänder
9 an die Schiene 8
dienen Klemmbolzen II, die in Längsschlitzen 8o
der Schiene 8 sitzen. Durch die Führung der Anschlußbolzen i i in Längsschlitzen
der Schiene 8 ist es möglich, in jeder beliebigen Betriebsstellung des Oberarms
3 eine gute Stromübertragung nach der Elektrode 7 sicherzustellen. Bei einer
Verschiebung des Armes 3 brauchen nur die Klemmbolzen II gelockert und nach der
Verschiebung wieder angezogen zu werden.
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Der untere Elektrodenarm ist mit 12 bezeichnet. Als Tragteile für
diesen Arm dienen an der Vorder- und Rückseite des Maschinengestells isoliert angebrachte
Schlitten 13, 14, die ebenso wie die Schlitten 4, 6 des oberen Tragarms in
jeder beliebigen Betriebsstellung feststellbar sind.
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Ferner ist der untere Elektrodenarm 12 in Richtung seiner Längsachse
verschiebbar und in jeder beliebigen Betriebsstellung feststellbar in dem Schlitten
13, 14 gelagert. Durch die Verschiebbarkeit der Arme 3 und i?- in Richtung ihrer
Längsachsen ist es möglich, die Armausladungen den Abmessungen des jeweils zu schweißenden
Werkstückes weitgehend anzupassen und dabei gleichzeitig die Verluste im Schweißstromkreis
auf das kleinstmöglichste Maß herabzudrücken.
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Für sämtliche verstellbaren Teile, insbesondere Schlitten, werden
am besten in der Zeichnung der Einfachheit halber nicht dargestellte, an sich bekannte
Spindeltriebe, hydraulische Antriebe o. dgl. benutzt, die eine feinfühlige - und
rasche Verstellung der erwähnten Teile zulassen. Ferner empfiehlt es sich, zur Feststellung
der einzelnen Maschinenschlitten in der jeweils gewünschten Betriebsstellung hydraulische
oderpneumatische Spannvorrichtungen zu -benutzen, da diese sehr einfach zu bedienen
sind und eine sehr rasche Verstellung zulassen. Da derartige Spannvorrichtungen
an sich bekannt sind, ist auf eine Darstellung dieser Teile in der Zeichnung verzichtet.
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Die in den Fig. 4 und 5- dargestellten Maschinen, die sich hinsichtlich
der Verschiebbarkeit und Ausbildung des Oberarms und auch hinsichtlich der Lagerung
und Verschiebbarkeit des Unterarms in Richtung seiner Längsachse von dem Ausführungsbeispiel
nach Fig. i nicht unterscheiden, dienen zum Nahtschweißen oder Punktnahtschweißen
von unbeweglich auf dem Unterarm gelagerten Werkstücken. Der Unterarm ist zu diesem
Zweck als stromführender Dorn ausgeführt. In den Oberarm ist ein elektromotorischer,
hydraulischer o. dgl. Antrieb eingebaut, durch den der Oberarm während der Schweißarbeit
in Richtung der Schweißnaht verschoben wird.
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B ei den Ausführungsbeispielen nach den Fige 4 und 5 wird zum
Antrieb ein in den kastenförmigen Oberarm eingebauter, in der Zeichnung nicht sichtbarer
Elektromotor be-.nutzt, der gegebenenfalls über.ein Ziwischengetriebe ein: Ritzel
15 antreibt, das seinerseits mit einer längs des Führungsschlittens für den Oberarm
verlegten Zahnstange 16 in Eingriff steht.
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Ferner dient bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 der Elektromotor
gleichzeitig el Z,
zum Antrieb der Punktelektrode, deren Antriebsorgane über
eine Kardanwelle 17 Mit dem Antriebsmotor bzw. seinem Vorgelege
verbunden
sind. Dieses Vorgelege ist namentlich mit Rücksicht auf die Verwendung einer Punktelektrode
derart auszubilden, daß es beispielsweise mit Hilfe von Malteserkreuzen, Kurvenscheiben,
Plungerpumpen o. dgl. dem Oberarm eine ungleichförmige Bewegung erteilt. Gleichzeitig
ist dabei darauf zu achten, daß der Vorschub des Oberarms nur bei angehobener Elektrodenspitze
und abgeschaltetem Schweißstrom erfolgt.
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Da es sich ferner bei den beschriebenen Maschinen um mit hohem Elektrodendruck
arbeitende Hochleistungsmaschinen handelt, ist dafür Sorge zu tragen, daß die Ein-
und Ausschaltung der hohen Ströme funkenfrei erfolgt. Dies läßt sich am einfachsten
dadurch bewerkstelligen, daß man in bekannter Weise den Oberarm, die Stromunterbrechungsorgane
und die die Elektrodenbewegung herbeiführenden Getriebeteile gemeinsam durch einen
Synchronmotor antreibt. Die Stromunterbrechungsorgane werden dabei zweckmäßi g so
ausgeführt, daß sie auf die günstigsten Schaltverhältnisse betriebsmäßig eingestellt
werden können.
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Am besten eignen sich hierfür gittergesteuerte Stromtore, in deren
Gitterkreis ein von dem Synchronmotor gesteuerter Kommandoschalter liegt.
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Soll schließlich die Maschine zur Ausführung nicht geradlinig verlaufender
Schweißnähte benutzt werden können, dann empfiehlt es sich, wie in Fig. 6 angedeutet,
den den Elektrodenkopf 5 tragenden Querschlitten des Oberarms mit Hilfe von den
Verlauf der Schweißnaht abbildenden Schablonen betriebsmäßig verschiebbar auszuführen.
Die gleiche Anordnung ist sogar auch dann brauchbar, wenn statt einer Punktelektrode
eine Rollenelektrode benutzt wird. Dabei ist nur dafür zu sorgen, daß die Elektrodenrolle
durch Kurven o. dgl. so um ihren Schaft gedreht wird, daß die Richtung ihrer Mittelebene
ungefähr mit der aus der Längs- und Querverschiebung des Elektrodenkopfes resultierenden
Bewegungsrichtung übereinstimmt.