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Widerstandsschweißmaschine mit durch eine von einer Steuerung beeinflußten
Arbeitszelle (z. B. Kolben und Zylinder) bewegter Elektrode Die Erfindung betrifft
Widerstandsschweißmaschinen, bei denen der Elektrodendruck durch eine steuerbare
Arbeitszelle erzeugt wird, die auf mindestens eine Elektrode eine über den Betätigungsweg
wirkende Kraft ausübt. Es ist bekannt, als solche Arbeitszelle einen Zylinder und
einen Kolben an der Schweißmaschine anzuordnen, wobei die Elektrode mit dem Kolben
verbunden ist und dem Zylinder ein Druckmittel, z. B. Preßluft oder Drucköl, zugeführt
wird. Es ist ferner bekannt, für die Zufuhr des Druckmittels eine Steuerung vorzusehen,
welche den Druck im Zylinder auf einen konstanten oder - während der Dauer eines
Schweißprogramms - variablen Druck einregelt. Die Steuerung des variablen Druckes,
die sogenannte Druckprogrammsteuerung, erfolgt in Abhängigkeit von Zeitgrößen, wobei
ferner eine Abhängigkeit mit der Schweißstromzufuhr besteht.
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Es ist ferner bekannt, zum Zweck schneller Änderungen des Elektrodendruckes
zwischen der die Elektrode betätigenden Arbeitszelle und der Elektrode einen Druckraum
anzuordnen, der mit einem als Kraftübertragungsmittel zwischen Arbeitszelle und
Elektrode wirkenden Druckmittel angefüllt ist, wobei in den Druckraum ein nockengesteuerter
Verdrängerkolben eintritt, der die Änderung des Elektrodendruckes bewirkt. Der Verdrängerkolben
erzeugt demnach zusätzlich zu der von der Arbeitszelle herrührenden und auf die
Elektrode einwirkenden Kraft eine den Elektrodendruck erhöhende Kraft.
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Es hat sich herausgestellt, daß bei den bekannten Widerstandsschweißmaschinen
die an der Berührungssteile
zwischen Elektrode und Werkstück wirksame
Elektrodendruckkraft trotz der Steuerung des Druckmittels für die Arbeitszelle nicht
gleichmäßig die vorgesehene Größe aufweist. Als Grund hierfür wurde ermittelt, daß
die dem Elektrodendruck entgegenwirkenden Reibungskräfte in der Arbeitszelle unterschiedliche
Größen erreichen.
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Durch die Erfindung wird nun die Möglichkeit geschaffen, den schädlichen
Einfluß der unterschiedlichen Reibungswerte in der Arbeitszelle und in etwaigen
zwischen Arbeitszelle und Elektrode angeordneten Kraftübertragungsgliedern, Führungen
od. dgl. zu beseitigen. Dies wird gemäß der Erfindung durch die Anordnung eines
in Abhängigkeit vom Anpreßdruck der Elektrode wirksamen Steuerwertgebers für die
Arbeitszelle erreicht. Der in Abhängigkeit vom Elektrodendruck wirkende Steuerw:ertgeber
ermittelt demnach die in der Elektrode tatsächlich wirksame Druckkraft und bildet
hieraus einen Steuerwert, der in die Steuerang der Arbeitszelle eingeht. Ist die
Arbeitszelle für die Erzeugung ,eines konstanten Elektrodendruckes vorgesehen, so
schaltet der Steuerwertgeber, z. B. bei Druckmittelbetätigung der Elektrode, die
Zufuhr des Druckmittels zur Arbeitszelle ab, sobald in der Elektrode der vorgesehene
Druck wirksam ist. Unterliegt die Arbeitszelle einer Druckprogrammsteuerung, so
wird dem Steuerwertgeber ein Vergleichsgerät zugeordnet, welches den in der Zeiteinheit
in der Elektrode wirksamen Druck mit dem vorgesehenen Druck vergleicht und bei etwaigen
sich ergebenden Differenzen Berichtigungsgrößen bildet, die in die Steuerung der
Arbeitszelle eingehen.
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Der in Abhängigkeit vom Elektrodendruck wirksame Steuerwertgeber kann
beliebig gestaltet sein, so z. B. kann zwischen Elektrode und Arbeitszelle ein mit
unterschiedlicher Druckeinwirkung sich ändernden elektrischen Durchgangswiderstand
aufweisender Kristall angeordnet sein, dessen jeweiliger Durchgangswiderstand ein
Maß der in der Elektrode wirksamen Druckkraft ergibt, welches für die Steuerung
der Arbeitszelle dient. Ferner können Meßglieder angeordnet sein, welche die vom
Elektrodendruck herrührende elastische Verformung an der Elektrode oder auch an
sonstigen Teilen der Schweißmaschine mißt und hieraus ein Steuerwert für die Arbeitszelle
bildet.
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Eine für einen Dauerbetrieb der Widerstandsschweißmäschine infolge
ihrer Einfachheit besonders geeignete Ausgestaltung des Steuerwertgebers besteht
darin, daß dieser als Kontaktmanometer ausgestaltet ist, dessen Druckmittel einen
in an sich bekannter Weise zwischen Arbeitszelle und Elektrode angeordneten Druckraum
ausfüllt und als Kraftübertragungsmittel zwischen Gliedern der Arbeitszelle und
der Elektrode dient.
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Handelt es sichumWiderstandsschweißmaschinen, deren Elektrode durch
einen Kolben betätigt wird, welcher unter Bildung zweier Zylinderräume in einem
Zylinder angeordnet und beiderseits durch ein Druckmittel beäufschlagbar ist, so
kann der Steuerwertgeber den Druck in dem zum Abheben der Elektrode vom Werkstück
dienenden Zylinderraum steuern.
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Der Erfindungsgegenstand ist an Hand eines in der Zeichnung veranschaulichten
Ausführungsbeispieles nachstehend - beschrieben, und zwar in Anwendung auf eine
Widerstandsschweißmaschine mit konstantem Elektrodendruck.
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Die im Ausführungsbeispfel als Doppelpunktrollen-Schweißmaschine ausgestaltete
Widerstandsschweißmaschine besitzt die Elektroden 1, 2, welche durch die Arbeitszellen
3, ¢ betätigt werden. Die ATbeitszellen bestehen aus Zylindern 5, 6, .in denen die
Kolben 7 und 8 angeordnet sind, welche von beiden Seiten durch ein Druckmittel beaufschlagt
werden, das einerseits durch die Druckmittel-Leitung 9 und andererseits durch die
gegenüber der Leitung 9 einen höheren Druck aufweisende Druckinittelleitung io über
die Einlaßventile ii und die Druckbehälter 12 zugeführt wird. Außer den Einlaßventilen
i i sind in der Druckmittelleitung io Auslaßventile 12 vorgesehen.
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Zwischen den Elektroden 1, 2 und den ihnen zugeordneten Arbeitszellen
3, q. sind erfindungsgemäß die auf den Elektrodendruck ansprechenden Steuerwertgeber
angeordnet. Diese bestehen aus den Kontaktmanometern 13, deren Druckmittel über
die Leitung 14 mit den Hohlräumen 15 in Verbindung steht. Im Hohlraum 15 ist ein
Druckmittel angeordnet, welches als Kraftübertragungsmittel zwischen den Arbeitszellen
3, q. und den zugehörigen Elektroden 1, 2 wirksam ist.
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Die Arbeitsweise der Einrichtung ist wie folgt: Tritt an der Elektrode
ein zu geringer Elektrodendruck auf, so sinkt der Druck im Raum 15 auf einen solchen
Wert, daß im Kontaktmanometer der über den Minimalkontakt 16 geführte Hilfsstromkreis
17, 18 geschlossen wird. Hierdurch wird das Relais i9 betätigt, welches seinerseits
den Schalter ig' verstellt, derart, daß der Hilfsstromkreis 2o, 21 Strom erhält
und das Auslaßventil 12 betätigt. Durch Öffnen des Auslaßventils erfolgt ein Druckabbau
im unteren Zylinderraum der Arbeitszelle 5 bzw. 6, so daß der Elektrodendruck erhöht
wird.
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Stellt sich ein zu hoher Druck an den Elektroden 1, 2 heraus, so bewirkt
der hierbei entstehende Druckanstieg im Druckraum 15 ein Schließen des Stromkreises
17, a3 über den Maximalkontakt 24., so daß das Relais 25 Spannung erhält
und -der Schalter i9' derart betätigt wird, daß der Stromkreis 26, 27 geschlossen
und die Einlaßventile i i betätigt werden. Da der Druck in der Druckmittelleitung
io höher ist als derjenige in der Druckmittelleitung 9, wird der Druck auf die untere
Seite der Kolben 7 bzw. 8 vergrößert, so daß eine Verringerung des Elektrodendruckes
die Folge ist.
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Sobald der Elektrodendruck die vorgesehene Größe erreicht hat, erfolgt
durch den Kontaktmanometer wieder eine Unterbrechung der Stromkreise 17, 18 bzw.
17, 23 und ein Schließen der Auslaßventile 12 bzw. der Einlaßventile ii.
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Das Ausführungsbeispiel veranschaulicht eine Widerstandsschweißeinrichtung,
deren Elektroden
mit Hilfe der erfindungsgemäßen Steuerwertgeber
auf einen konstanten Anpreßdruck eingeregelt werden. Handelt es sich um Widerstandsschweißmaschinen
mit nach einem Druckprogramm steuerbaren Elektroden, so wird dem erfindungsgemäßen
Steuerwertgeber ein Vergleichsgerät zugeordnet, welches aus etwaigen zwischen dem
vorgesehenen und dem tatsächlichen Elektrodendruck sich ergebenden Differenzen Steuerwerte
bildet.
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Die erfindungsgemäße Einrichtung ermöglicht in jedem Fall eine Steuerung
der Arbeitszellen in Abhängigkeit von dem in der Elektrode herrschenden Anpreßdruck.
Es liegt im Rahmen der Erfindung, daß durch die erfindungsgemäßen Steuerwertgeber
statt der eigentlichen Arbeitszellen zusätzliche auf die Elektrode einwirkende Kraftquellen
gesteuert werden.