DE813866C

DE813866C - Electrical resistance welding

Info

Publication number: DE813866C
Application number: DEP44796A
Authority: DE
Inventors: Hubert Drassl; Walter J Gladitz
Original assignee: Keller and Knappich GmbH
Current assignee: Keller and Knappich GmbH
Priority date: 1949-06-03
Filing date: 1949-06-03
Publication date: 1951-09-17

Description

Elektrische Widerstandsschweißung Die Erfindung besteht in einem neuartigen Verfahren für die elektrische Widerstandsschweißung, be;i dem zur Erzeugung .der Elektrodendruckkraft einer Vorspannkraft periodische Kraftspitzen überlagert werden. Während hi@sher die Elektrodendruckkraft während der Sehweißzeit von gleichbleibendem Wert war, soll diese gemäß der Erfindung in ihrem Wert periodisch wechseln, wobei die Maximalwerte der Elektrodendruckkraft, hier kurz als Kraftspitzen bezeichnet, jeweils die erfahrungsgemäß festliegende Höhe ,derjenigen Elektrodendruckkraft erreichen, die bei einem während der Schweißzeit .gleichbleibenden Wert erforderlich ist. Da.mi,t nun bei dem periodisch auftretenden Abfall der Werte für die Elektrodendruckkraft sich die Elektrode nicht jeweils vom Werkstück abhebt, was eine Funkenbildung zur schädlichen Folge haben würde, werden die Kraftspitzen einer Vorspannkraft überlagert, die ,in jedem Augenblick ein solches Abheben mit Sicherheit verhindert, unabhängig zunächst davon, durch welche Gegenkräfte dies befürchtet werden muß. Die Vorspannkraft stellt somit den ze:klichen Mittelwert der bei dem neuen Verfahren entstehenden Elektrodendruckkraft dar, ,um den die über d.ie Schweißzeit sich ändernden Werte der Elektrodendruckkraft pendeln, und ist in jedem Fall erheblich geringer al:s die nach dem bisher bekannten Verfahren bei einer Elektrodendruc.kkraft von gleichbleibendem Wert aufzubringende Kraft. Dabei erreichen die Kraftsl>itz-:n nach dem Verfahren gemäß der Erfindung die volle Höhe der bei dem bi.shier bekannten Verfahren erforderlichen Eilektrodendruckkraft, nur m,it dem Unterschied, daß @dazwi@schen Zxitabschnitte liegen, in denen die aufgewendeten Kräfte in ihrem Wert abfallen und um d-ie Vorspannkraft piendeln. Diese Zeitabschnitte werden gemäß der Erfindung dazu benutzt, mit Kräften, geringer als die volle Elektrodendruckkraft, Kraftspitzen von voller Höhe vorzubereiten. Der damit erzielbare große Fortschritt liegt also darin, daß Iman mit wesentlich geringeren Kräften auskommt, als das bisher möglich war. Das wirkt sich praktisch darin aus, daß z. B. für Handpunkter wesentlich größere Leistungsbereiche erfaßt werden können und daß man für Bereiche großer Leistung, für die man bisher ganz fremde Kraftquellen, wie z. B. Preßluft, in Anspruch nehmen mußte, mit b:quem zugänglichen elektrischen Kraftquellen .auskommen kann.Electrical resistance welding The invention consists of a novel one Process for electrical resistance welding, be; i that for the production of .the Periodic force peaks are superimposed on the electrode pressure force of a prestressing force. During hi @ sher the electrode pressure force during the visual white time of constant Was value, this should change periodically in value according to the invention, with the maximum values of the electrode pressure force, here briefly referred to as force peaks, each reach the height determined by experience, that electrode pressure force, which is required if the value remains constant during the welding time. In order to now with the periodically occurring drop in the values for the electrode pressure force the electrode does not lift off the workpiece, which leads to the formation of sparks would have harmful consequences, the force peaks are superimposed on a preload force, which, at any moment, will certainly prevent such a take-off, independently first of all, by which opposing forces this must be feared. The preload thus represents the actual mean value of the new method Electrode pressure force, by which the values that change over the welding time of the electrode pressure force, and is in any case considerably less than: s that according to the previously known method with an electrode pressure of constant Value force to be applied. In doing so, the force drops reach: n according to the procedure according to the invention, the full amount of the process known here Electrode pressure force, only with the difference that @ in between Zxit sections lie in which the applied forces decrease in value and by the pretensioning force pendulum. According to the invention, these periods of time are used with forces less than the full electrode pressure force to prepare force peaks of full height. Of the Great progress that can be achieved with this lies in the fact that Iman gets by with significantly lower forces than was previously possible. That works practically in the fact that z. B. for handpointers much larger performance ranges can be grasped and that one for areas of great achievement for which one has hitherto completely foreign sources of power, such as B. compressed air, had to take, with b: quem accessible sources of electrical power.

Die zwisch:ti den @einzelnem Kraftspitzen liegenden Zeitzn kann man in verschiedener `''eise zur Vorbereitung der Kraftspitzen benutzen. Eine Möglichkeit bestfit gemäß der Erfindung darin, die periodischen Kraftspitzen durch schlagartiges Abbremsen -einer bewegten Masse zu erzeugen. Hierbei ist die Bremszeit so klein, daß sich der Schlag als Wellenbewegung durch die Bauteile fortpflanzt. Nachdem nun di.e Erzeugung der schlagartigen Kraftspitzen nicht unmittelbar an der Elektrodenspitze stattfinden kann, weil andernfalls ein Abh-laen der Elektrode eintreten würde, ist es im Sinne des Erfinidungsgedankens zweckmäßig, zur Fortleitung dieser Kraftspitzen von ihrer Erzeugungsstelle bis zur Elektrodenspitze zwischen diesen beidl-n Stellen eine möglichst starre Verbindung vorzusehen. Dadurch werden Abschwächungen der Schlagwelle vermieden. Dem dient es ferner auch, wenn gemäß einer Weiterbildung des Erfindungsg-danke.ns Hammer und Amboß federnd gehaltert werd--n, so daß keine weiteren Massen die Schlagwelle verschlucken können.The times between the individual force peaks can be seen Use in different `` '' ways to prepare the force peaks. A possibility bestfit according to the invention in that the periodic force peaks by sudden Braking - to generate a moving mass. The braking time is so short that the impact propagates as a wave movement through the components. After now ie generation of sudden force peaks not directly at the electrode tip can take place because otherwise the electrode would sag it is expedient in the sense of the invention to pass on these force peaks from its point of generation to the tip of the electrode between these two-n points to provide a connection that is as rigid as possible. This will weaken the impact wave avoided. It also serves this purpose if, according to a further development of the Invention Thank you The hammer and anvil are held in a spring-loaded manner, so that no further masses hit the impact shaft can swallow.

Ein weiterer Weg zur Erzeugung der periodischen Kraftspitzen besteht gemäß der Erfindung in dem federnden Abbremsen einer bewegten Masse. Hi:rbei entsteht eine wesentlich größere Abbre :mszeit. Die Möglichkeit zu Kraftverlusten dürfte geringer sein. Weitere Einzelheiten hierzu werd:n nachstehend noch besprochen.There is another way of generating the periodic force peaks according to the invention in the resilient braking of a moving mass. Hi: it arises a much greater breakdown time. The possibility of loss of strength is likely be less. Further details are discussed below.

Die Erfindung bezieht sich ferner auf ein Werkzeug zur Ausführung der neuen Widerstandsschweißung,worunter nicht nur Handpunkter, sondern auch Zangen verstanden werden sollen, und besteht darin, daß die .periodischen Kraftspitzen durch einen Wechedstrommagnet erzeugt werden, der unter Umständen einen Bestandteil des Schweißtransformators bildet. Es ist zwar bekannt, von einem Wechselstrommagnet, der einen Bestandteil des Schweißtransformators bildet, die Elektrodendruckkraft erzeugen zu lassen, wobei diese über die Schweißzeit konstant bleiben soll. Dabei neigt jeder Weahselstrommagnet wegen des periodischen Wechsels des Stromes zum Brummen, doch sind genügend Mittel bekannt, dies oder gar ein :Schwingen zu unterdrücken. Jedenfalls ist eine solche Wirkung, die gemäß der Erfindung gerade angestrebt wird, bei .den bekannten Einricht:ungen unerwünscht. Ihnen fehlen auch alle Merkmale, die auf einständiges Schlagen oder Schwingen schließen ließen. Sie sind ortsfest aufgestellt, also mit einem istarken Fundament verbunden, eine Vielzahl von Gelenken ;ist vorhanden, die Elektrodendruckkraft soll während der Schweißzeit von gleichbleibendem Wert sein. Bei der Erfindung erzeugt nun der Wechselstrom eine Schwingungsbewegung von einer der Periodenzahl des verwendeten Wechselstromes :ntsprechenden Frequenz, die entw:derschlagartig od°r federnd abgebremst werden kann. Im ersten Fall bildet der Anker dm Hammer und der Magnet den Amboß. Wenn beide federnd gehaltert sind, was für das schlagartige Abbremsen das Verschlucken der Schlagwelle verhindert, ist Beis zweckmäßig, daß beide möglichst gleiche Massen bilden, damit sie auf die Halterung keine zusätzlichen Kräfte ausüben und .möglichst ihre Lage gegenül>r der Halterung nicht verändern. Das ist aber auch günstig, wenn die bewegte Masse federnd abgebremst wird und bade Magnetpole entgegengesetzt gleiche Schwingungen ausführen, was überdies den Vorteil hat, daß nicht nur auf die Halterung, sondern auch auf das Werkstück keine Schwingungskräfte übertragen werden, da,sie sich gegenseitig .aufheben. Zu di::sem Zweck bilden gemäß der Erfindung Anker und Magnet je einen bewickaten T ransformatorteil und vereinigen so wirkungsvoll eine elektromagnetische und eine transformatorisch.e Leistung.The invention also relates to a tool for execution the new resistance welding, including not only hand punches, but also pliers should be understood, and consists in the fact that the .periodic force peaks be generated by an AC magnet, which may be a component of the welding transformer forms. Although it is known of an alternating current magnet, which forms part of the welding transformer, the electrode pressure force to be generated, whereby this should remain constant over the welding time. Included every Weahselstrommagnet tends to hum because of the periodic change of the current, but enough means are known to suppress this or even one: swinging. In any case, such an effect, which is currently being sought according to the invention, is in the case of the known institutions: not wanted. They also lack all the features which suggested constant hitting or swinging. They are stationary erected, i.e. connected to a strong foundation, a multitude of joints ; is available, the electrode pressure force should be constant during the welding time Be worth. In the invention, the alternating current now generates an oscillating movement of one of the number of periods of the alternating current used: n corresponding frequency, which can be braked either suddenly or resiliently. In the first case forms the anchor to the hammer and the magnet to the anvil. When both are spring-loaded, what prevents the shock wave from being swallowed for sudden braking, It is also advisable that both form the same masses as possible so that they can act on the Bracket do not exert any additional forces and, if possible, their position in relation to the Do not change the bracket. But this is also beneficial if the moving mass is resilient is decelerated and the magnetic poles carry out opposite and equal oscillations, which also has the advantage that not only on the bracket, but also on No vibratory forces are transmitted to the workpiece, since they are mutually exclusive .lift. For this purpose, armature and magnet each form one according to the invention involve the transformer section and thus effectively combine an electromagnetic one and a transformative performance.

Ist das Werkzeug 1ine Zange, so bilden gemäß der Erfindung der eine Zangenschenkel den Hammer und der andere den Amboß, wobei zwischen dem als Hammer dienenden Zangenschenkel und der von ihm getragenen Elektrode die die Vorspannkraft b:stimmende Feder zwischengeschaltet ist.If the tool 1 is a pair of pliers, then, according to the invention, one of them Pliers leg the hammer and the other the anvil, with between that as a hammer serving pliers legs and the electrode carried by it which the pretensioning force b: correct spring is interposed.

Werden die periodischen Kraftspitzen durch federndes Abbremsen .einer bewegten Masse erz"eiugt, sind gemäß der Erfindung die Magnetkraft, Federkraft und Federweichheit so aufeinander abgestimmt, d@aß sich die Pole d.es Magnets bei dessen Schwingungen nicht berühren, aber einen verhältnismäßig großen SchNvingweg ausführen. Zweckmäßig sind die Federweichheit und die bewegte Masse so aufeinander abgestimmt, daß ,ihre Schwingungen ein Resonanz zur Frequenz des Wechselstromes kommen.If the periodic force peaks are .einer moving mass produced are, according to the invention, the magnetic force, spring force and The softness of the spring so coordinated that the poles of the magnet ate each other during its Do not touch vibrations, but carry out a relatively large SchNvingweg. The softness of the spring and the moving mass are appropriately matched to one another, that their vibrations come into resonance with the frequency of the alternating current.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind aus der zwei Ausführun gsbeiispiele zeigenden Zeichnung zu ersehen. Es zeigt Abb. i eine Seitenansicht, Abb. 2 einen Querschnitt nach der Linie A-B der Abb. i, Abb. 3 eine andere Ausführung in Seitenansicht. Die Zange ist mit ihren beiden Schenkeln i und 2 um eine Achse 3 schwenkbar und etwa über -ihrem Schwerpunkt am oberen Schenkel mittels der Feder 4 bei 5 aufgehängt. Während der obere, als Amboß dienende Zangenschenkel i mit seiner Elektrode 6 starr verbunden ist, befindet .sich die, andere Elektrode 7 an einem besonderen zweiarmigen Hebel 8, der mittels der Achse 9 im unteren Zangenschenkel 2.schwenkbar gelagert ist. An dem einen Arm des zweiarmigen Hebels 8 befindet isich eine Zugstange io mit einer Mutter i i, zwischen der und einem am Zangenschenkel 2 angebrachten Arm 12 eine Feder 13 angeordnet ist. Die durch die Mutter i i bestimmte Vorspannung der Feder fixiert die Lage des zweiarmigen Hebels 8 mit seiner Elektrode 7 gegenüber dem Arm 12 des Zangenschenkels 2. Zwischen den beiden nicht näher bezeichneten Flachträgern des Zangenschenkels i ist der U-förmige Kern 14 des einen Schweißtransformatorteiles starr befestigt, der aus einzelner Lamellen l>estelit und von der Primärwicklung 15 und einer Sekundärwindung 16 umgeben ist. Der andere Zangenschenkel 2 trägt über ein Bolzenpaar 17 schwenkbar den gleichen Kern 18 des anderen Transformatorteiil.es mit der Primärwicklung 19 und einer Sekundärw(in Jung 2o. Ein Paar an den Schenkelaußenseiten angeordneter Laschen 21 verhindert über Langloch 22 und Bolze11 23 ein Herabfallen des unteren Zangenschenkels 2.Further details of the invention are given in the two exemplary embodiments shown drawing. It shows Fig. I a side view, Fig. 2 a Cross-section along the line A-B of Fig. I, Fig. 3, another embodiment in side view. The pliers can be pivoted with their two legs i and 2 about an axis 3 and Suspended approximately over -your center of gravity on the upper leg by means of the spring 4 at 5. While the upper tong arm i, which serves as an anvil, is rigid with its electrode 6 is connected, is .sich the other electrode 7 on a special two-armed Lever 8, which is mounted pivotably in the lower pliers leg 2 by means of the axis 9 is. A pull rod is located on one arm of the two-armed lever 8 with a nut i i, between and an arm attached to the pliers leg 2 12 a spring 13 is arranged. The preload determined by the mother i i the feather fixes the position of the two-armed lever 8 with its electrode 7 opposite the arm 12 of the pliers leg 2. Between the two unspecified Flat supports of the pliers leg i is the U-shaped core 14 of one welding transformer part rigidly attached, which consists of individual lamellas and the primary winding 15 and a secondary winding 16 is surrounded. The other pliers leg 2 carries over a pair of bolts 17 pivotably the same core 18 of the other Transformatorteil.es with the primary winding 19 and a secondary winding (in Jung 2o. A pair on the outside of the legs arranged tabs 21 prevents falling over elongated hole 22 and bolt 11 23 of the lower pliers arm 2.

Bei Einsc'lialtung des Transformators am SchaltCr 24 werden beide Primärwicklungen 15 und i9 in Reiche geschaltet, der Transformator arbeitet und wirkt gleichz:itig als Magnet. Der Kern 18 wird vom Kern 14 angezogen, wobei .die Elektroden 6 und 7 unter der Druckkraft der vorgespannten Feder 13 auf das Werkstück drücken. Diese Druckkraft eist aber wesentlich geringer alis die übliche normale Elektrodendruckkraft. Erst durch das Aufschlagen des als Hammer winkenden Kernes 18 gegen den als Amboß wirkenden Kern 14 entsteht eine Kraftspitze in der Größe .der vollen l#'-lektrodeiidruckkraft, die wie bei einem Hammerschlag auf den Kopf eines Meißels durch Wellenfortpflanzung auf die Meißelspitzt und das Werkstück so hier über Gien Zangenschenkel i auf die Elektrode 6 und damit .auf das Werkstück übertragen wird. Die nach dem Schlag auftretenden Gegenkräfte werden durch die Vorspannkraft der Feder 13 aufgefangen, so daß sich die Elektroden nicht vom Werkstück abheben können. Eine diese Vorspaimkraft zur Wirksamkeit bringende Kraft muß von der Magnetkraft in jedem Fall aufgebracht werden. Der Stromwechsel ist beim Wechselstrom so kurzzeitig, daß dies leicht sichergestellt ist, wenn sich auch der Anker im Augenblick des Nullwertes des Stromes etwas von seinem Magnet abhebt und damit zur Ausübung einer weiteren Schlagkraftspitze vorbereitet wird.When the transformer is connected to SchaltCr 24, both Primary windings 15 and i9 connected in rich, the transformer works and acts as a magnet at the same time. The core 18 is attracted to the core 14, wherein .die Electrodes 6 and 7 under the compressive force of the pretensioned spring 13 on the workpiece to press. However, this compressive force is much less than the usual normal Electrode pressure force. Only by hitting the core, waving as a hammer 18 against the core 14 acting as an anvil, a force peak of the size arises .the full l # '- electrode pressure force, which is like striking the head with a hammer of a chisel by wave propagation onto the chisel point and the workpiece like that here via Gien pliers legs i onto the electrode 6 and thus onto the workpiece is transmitted. The opposing forces occurring after the impact are caused by the pretensioning force caught by the spring 13 so that the electrodes do not lift off the workpiece can. A force that brings this preload force into effect must come from the magnetic force be applied in each case. The current change is so brief with alternating current, that this is easily ensured if the anchor is also at the moment of the zero value of the current lifts something off its magnet and thus for the exercise of another Impact force peak is prepared.

Ist die Magnetkraft auf die Kraft .der Feder 13 und deren Weichheit @so abgestimmt, daß isich die Magnetpole beim Schwingen nicht berühren, sondern einen verhältnismäßig großen Schwingweg ausführen, so wird die bewegte Masse federnd abgebremst, wobei ebenfalls periodische Kraftspitzen erzeugt werden, die größenmäßig über der Vorspannkraft liegen.Is the magnetic force on the force of the spring 13 and its softness @ so tuned that the magnetic poles are not touching when they swing, but rather execute a relatively large oscillation path, the moving mass becomes resilient decelerated, periodic force peaks are also generated, which in terms of size lie above the preload force.

Die in Abb. 3 dargestellte Ausführung ist nach diesen Erläuterungen ohne weiteres verständlich und bedarf keiner näheren Beschreibung.The design shown in Fig. 3 is based on these explanations easily understandable and does not require any further description.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Electrical resistance welding, characterized in that periodically occurring force peaks are superimposed to generate the electrode pressure force of a prestressing force.

2. Resistance sc.hw.edBung according to claim i, characterized in that .the periodically occurring force peaks through sudden braking of a moving mass can be generated.

3. Resistance welding according to claim 2, characterized in that for forwarding these force peaks from its point of generation to the tip of the electrode between these two points the connection is as rigid as possible.

4. Resistance welding according to claim 2, characterized in that the hammer and anvil are resiliently supported.

5. Resistance welding according to claim 4, characterized in that the hammer and anvil are as similar as possible Have crowds.

6. Widerstandsschweißungnach claim i, characterized in that the force peaks periodically occurring slow by resiliently exhaust of a moving mass are produced.

7. Welding tool for electrical resistance welding according to claim i, characterized in that the periodic force peaks through an alternating current magnet are generated, which is in particular a part of the Welding transformer forms. B.

Tail tool according to claim 7, characterized in that g: denotes that armature and magnet each form a wound transformer part.

9. Welding tool For electrical resistance welding according to claims 2 to 5, characterized by a pair of pliers, one of which is designed as a hammer, the other as an anvil .is. ok

Welding tool according to claim 9, characterized in that between the pliers arm serving as a hammer and the electrode carried by it the prestressed spring determining the prestressing force is interposed. i i.

Welding tool according to claim 7 for electrical resistance welding according to claim 6, characterized in that that the magnetic force, spring force and spring softness are so coordinated, that the poles of the magnet do not touch when it vibrates.

12. Welding tool according to claim i i, characterized in that the spring softness and the moving Mass so, are coordinated that their vibrations in resonance with the Frequency of the alternating current.

13. Welding tool according to claim i2, characterized characterized in that both magnetic poles awsführem oppositely identical oscillations.