DE2022315B2 - Elektrisches widerstandsschweissgeraet - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein elektrisches Widerstandsjchweißgerät mit einem auf einem Träger angeordneten Transformator, der einen Magnetkreis, eine Primärwicklung und eine Sekundärwicklung aufweist, wobei die Sekundärwicklung von einer einzigen, das Werk-Itück enthaltenden Schleife gebildet wird und die Schleife zwei im wesentlichen parallel zueinander verlaufende, im Inneren des Magnetkreises angeordnete, aus elektrisch-leitendem Werkstoff bestehende Stangen enthält, die jeweils mit ihrem einen Ende über den Magnetkreis vorstehen, an diesem Ende eine Elektrode tragen und durch mindestens eine Stellvorrichtung axial verschiebbar sind.

Bei einem vorbekannten Widerstandsschweißgerät dieser Gattung (US-PS 23 00 700) sind die beiden die Elektroden tragenden Stangen Teil eines U-förmigen Bauteils. Am Querschenkel des U-förmigen Bauteils greift das Stellglied eines druckmittelbetätigten Stellmotors an, der somit die beiden starr miteinander verbundenen Elektrodenhalter gemeinsam verschiebt. Da sich die Elektroden im Betrieb unterschiedlich abnutzen, ist es bei dieser Anordnung nicht ohne zusätzliche Maßnahmen möglich, gleichmäßige Schwei-Bungen /u erhalten. Hinzu kommt, daß der Stellmotor unmittelbar auf das U-förmige Bauteil einwirkt, das aus elektrischen Gründen beispielsweise aus Kupfer, also

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einem Werkstoff geringer mechanischer Festigkeit, besteht. Dies hat zur Folge, daß die Stangen größere Abmessungen erhalten müssen, als dies elektrisch erforderlich wäre. Der Transformator muß daher leistungsstärker und platzraubender als eigentlich erforderlich ausgelegt werden.

Bei einem Widerstandsschweißgerät etwas anderer Bauart (US-PS 10 41 778) ist es bereits bekannt, eine mit den Elektroden fest verbundene U-förmige Sekundärwicklung so auszubilden, daß die beiden Elektroden in axialer Richtung relativ zueinander verschiebbar sind. Dies wird dadurch erreicht, daß die beiden die Elektroden tragenden Sekundärwicklungsteile, die als parallel zueinander verlaufende, axial verschiebbare, aus elektrisch-leitendem Werkstoff bestehende Teile ausgeführt sind, durch einen flexiblen, querverlaufenden Wicklungsteil miteinander verbunden sind. Aber auch in diesem FaIt werden die beiden die Elektroden tragenden Sekundärwicklungsieile durch eine gemeinsame Stellvorrichtung verstellt, die über einen angelenkten Waagebalken an den von den Elektroden abgewandten Enden der beiden Sekundärwicklungsteile angreift. Auch bei diesem Widerstandsschweißgerät müsssen daher die die Elektroden tragenden Teile größere Abmessungen erhalten, als dies elektrisch erforderlich wäre.

Es ist ferner ein elektrisches Widerstandschweißgerät (US-PS 29 28 915) bekannt, bei dem die beiden Elektroden durch gesonderte Stellmotoren unabhängig voneinander bewegbar sind. In diesem Fall ist jedoch die U-förmige Sekundärwicklung stationär angeordnet, wobei jeder Arm der Sekundärwicklung durch ein flexibles Leitungsstück mit der zugehörigen Elektrode verbunden ist, die ihrerseits über durch die Sekundärwicklung hindurch geführte, gegenüber dieser elektrisch isolierte Stangen verstellbar sind. Auch in diesem Fall muß das Widerstandsschweißgerät größere Abmessungen als elektrisch eigentlich erforderlich haben, da die Stangen eine Vergrößerung des Querschnitts der Sekundärwicklung bedingen und die Verwendung der aus dem Kreis de; Sekundärwicklung herausragenden biegsamen Anschlußs.tücke eine Impedanzerhöhung der Sekundärwicklung bedingt, ganz abgesehen davon, daß die Anschlußstücke wegen gleichzeitiger elektrischer und mechanischer Beanspruchung relativ rasch abgenutzt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Widerstandsschweißgerät der eingangs angegebenen Gattung so auszubilden, daß es möglichst kleine Abmessungen besitzt und dennoch gleichmäßige Schweißungen erlaubt.

Diese Aufgabe wird bei einem Widerstandsschweißgerät mit den eingangs angegebenen Merkmalen erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die beiden Stangen an ihren von den Elektroden abgewandten Enden durch ein biegsames Leitungsteil elektrisch miteinander verbunden und durch gesonderte Stellvorrichtungen unabhängig voneinander verstellbar sind, und die Stellvorrichtungen aus seitlich versetzt und parallel verlaufend zu den Stangen angeordneten durckmittelbetätigbaren Stellmotoren bestehen, deren bewegbarer Teil jeweils mittels eines Querträgers mit dem die Elektrode tragenden Ende der zugehörigen Stange verbunden ist.

Da die Stellmotoren versetzt zu den Stangen angeordnet sind, brauchen die Stangen keine sehr große mechanische Festigkeit zu haben, wodurch die Abmessungen des Transformators verringerbar sind. Die

i/eiden Elektroden werden unabhängig von etwaigen unterschiedlichen Abnutzungen mit gleicher Kraft an das Werkstück angedrückt, so daß gleichmäßige Schweißungen entstehen. Außerhalb des Transformators liegende biegsame Anschlußteile sind nicht erforderlich, was ebenfalls eine Verringerung der Abmessungen ermöglicht und die Lebensdauer erhöht. Darüber hinaus ermöglicht das erfindungsgemäße Gerät die Herstellung von sehr eng beieinanderliegenden Schweißpunkten. _!0

Im Patentanspruch 2 ist eine an sich bekannte (»Resistance Welding Manual«, Vol. II. 1961, S. 86 bis 89) vorteilhafte Ausgestaltung des Widerstandsschweißgerätes nach Patentanspruch 1 beschrieben.

Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Ansicht eines z. T. aufgebrochenen Widerstandsschweißgerätes,

Fig. 2 eine weitere perspektivische Ansicht des Widerstandsschweißgerätes in einer anderen Lage,

Fig. 3 einen Querschnitt längs der Linie Hl-IiI in Fig. 1.

Fig.4 einen Querschnitt längs der Linie IV-IV in Fig.l.

Das in den Zeichnungen dargestellte elektrische Widerstandsschweißgerät weist zwei Elektroden I und 2 auf, welche mittels Kappen 3 und 4 an den unteren Enden zweier vertikaler Stangen 5 und 6 angebiacht sind. Die Stangen 5 und 6 werden durch ein Gehäuse 8 getragen.

Das Gehäuse 8 besteht im wesentlichen aus dem geschichteten Magnetkreis 11 eines Transformators. Der Magnetkreis ist durch einen Stapel von Blechkörpern gebildet, die zwischen einem unleren Flansch 12 und einem oberen Flansch 13 mittels Stangen 14 -₅ eingespannt sind. Auf dem oberen Flansch 8 befindet sich eine Abdeckung 16, an welcher ein Gewindebolzen 17 angebracht ist. Mit Hilfe des Gewindebolzens 17 kann das Widerstandsschweißgerät an der Halterung geeigneter Maschinen befestigt werden.

Die den Magnetkreis des Transformators bildenden Blechkörper sind von rechtwinkligem Äußerem, leder Blechkörper, so der in Fig. 3 der Zeichnungen mit Bezugsnummer 21 dargestellte Blechkörper, weist zwei Seitenteile 22 und einen Mittelteil 23 auf. Dieser besitzt die doppelte Stärke der beiden Seitenteile. Zwei Blechkörper einer selben Lage sind einander gegenüberliegend entlang der Mittellinie 25 ausgerichtet. Die Blechkörper sind in Form kleiner Pakete angeordnet, welche durch isolierende Lagen 26 jeweils voneinander getrennt sind. Die äußersten Blechkörper sind vom unteren Flansch 12 und vom oberen Flansch 13 durch zwei in gleicher Weise isolierende Lagen 28 und 29 getrennt.

Am Mittelteil 23 des Magnetkreises 11 des Transformators sind zwei Primärwicklungen 32, 33 vorgesehen. ]e nach Anwendungszweck ist eine der beiden Primärwicklungen oder sind beide an eine geeignete Wechselstromquelle angeschlossen.

Der Sekundärkreis des Transformators wird durch ^₀ die einzige Sekundärwicklung gebildet, die die beiden Stangen 5, 6 enthält; ein Leitungsteil 36 verbindet die oberen Enden der beiden Stangen und damit denjenigen Bereich des zu schweißenden Materials, an den gleichzeitig die beiden Elektroden 1 und 2 angelegt (,<, werden.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird das Leitunssteil 36 durch ein biegsames Paket von Kupferla-

45 mellen gebildet, welche die Form eines U aufweisen. Die Enden des U-förmigen Körpers sind mittels Schrauben 38 und 39 an zwei festen Platten 41 und 42 bzw. an den oberen Enden der beiden Stangen 5 und 6 befestigt.

Die zwei Stangen 5 und 6 sind in Längsrichtung in einer unteren Führung 45 und in einer oberen Führung 46 verschiebbar. Die beiden Führungen bestehen aus einem isolierenden Material und sind im unteren Flansch 12 und im oberen Flansch 13 eingefaßt.

Die Verschiebebewegung der beiden Stangen 5 und 6 geschieht mit Hilfe zweier doppelt wirkender Stellmotoren 47,48. die z. B. mit Druckluft beaufschlagt werden. Eines der Teile der Stellmotoren, z. B. der Zylinder, ist am Gehäuse befestigt, während das andere Teil, d. h. der Kolben, fest mit der entsprechenden Stange verbunden ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel trägt jeder Zylinder der beiden Stellmotoren 47 und 48 einen Schraubenbolzen 51, welcher mit Hilfe einer Schraube 52 am oberen Flansch 13 befestigt ist. Der Kolben 54 ist mit einer Stange 55 verbunden, an deren äußerem Ende ein Querträger 57 angeordnet ist. Durch diesen Querträger erstreckt sich die entsprechende Stange und ist an dieser mitteis einer Schraube 58 befestigt. Die Schraube 38 verbindet bzw. verspannt die beiden Teile des Querträgers, die durch einen Spalt 59 gebildet werden. Dieser Spalt mündet in die Bohrung des Querträgers, durch den sich die Stange erstreckt.

Die beiden Stangen 5 und 6 werden durch e-n umlaufendes Medium gekühlt, /.. B. durch Wasser. Aus diesem Grund sind sie rohrförmig ausgebildet und an ihrem unteren Ende durch die entsprechenden Elektroden abgeschlossen, während sie an ihren oberen Enden mit Anschlüssen 62 und 63 versehen sind Diese träger« je ein Rohr 64 oder 65, das sich koaxial in das Innere der entsprechenden Stange bis zum unteren Ende derselben erstreckt, d. h. bis in die Nähe der Elektrode 1 oder 2 der entsprechenden Stange.

Der Anschluß 62 ist über einen Balg 66 mit einer öffnung 67 verbunden, welche sich in der Abdeckung 16 befindet, und welche ihrerseits an eine Zuführungsleitung für Kühlwasser angeschlossen ist. Der obere Bereich des Ringraumes, welcher zwischen dem Rohr 64 und der Wandung der Stange 5 bzw. deren Bohrung gebildet ist, steht über eine biegsame Leitung 68 mit dem oberen Anschluß 63 der anderen Stange 6 in Verbindung. Der obere Teil des Ringraumes, welcher sich zwischen dem im Inneren der zweiten Stange befindlichen Rohr und dieser Stange selbst befindet, ist durch einen weiteren Balg (nicht sichtbar in der Zeichnung) mit einer in der Abdeckung 16 angeordneten Öffnung 71 verbunden, um Kühlmittel abzuleiten, welches sich während des Durchlaufs im Gerät erwärmt hat.

Die Arbeitsweise des Widerstandsschweißgerätes ist wie folgt:

Die zu verschweißenden Werkstücke werden unter den Elektroden 1 und 2 ausgerichtet und liegen auf Gcgenelektroden (nicht dargestellt) auf. Der Beginn eines Schweißtaktes beginnt durch Zuführen von Druckluft an die beiden Stellmotoren 47 und 48, wodurch die beiden Stangen 5 und 6 ausgefahren, d. h. nach unten bewegt werden und somit der Sekundärkreis des Transformators geschlossen wird. Dies ist die Phase der Anlage der Elektroden.

Während die Elektroden nunmehr unier Druck an den zu verschweißenden Werkstücken anliegen, wird der Primärkreis des Transformators während eines bestimmten Zeitabschnittes unter Spannung gesetzt.

Dies ist die sogenannte Schweißphase. Die Elektroden werden während eines vorbestimmten Zeitabschnittes unter Druck auf den zu verschweißenden Werkstücken gehalten; dieser Vorgang entspricht der Phase der Verformung. Schließlich kehrt man die Bewegung der Stellmotoren 47 und 48 um, um die Elektroden von den miteinander verschweißten Werkstücken zu lösen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1. Patentansprüche:

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   I. Elektrisches Widerstandsschweißgerät mit einem auf einem Träger angeordneten Transformator. der einen Magnetkreis, eine Primärwicklung und eine Sekundärwicklung aufweist wobei die Sekundärwicklung von einer einzigen, das Werkstück enthaltenden Schleife gebildet wird und die Schleife zwei im wesentlichen parallel zueinander verlaufende, im Inneren des Magnetkreises angeordnete, aus elektrisch-leitendem Werkstoff bestehende Stangen enthält, die jeweils mit ihrem einen Ende über den Magnetkreis vorstehen, an diesem Ende eine Elektrode tragen und durcli mindestens eine Stellvorrichtung axial verschiebbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Stangen (5,6) an ihren von den Elektroden (I, 2) abgewandten Enden durch ein biegsames Leitungsieil (36) elektrisch miteinander verbunden und durch gesonderte Stellvorrichtungen (47,48) unabhängig voneinander verstellbar sind und die Stellvorrichtungen aus seitlich versetzt und parallel verlaufend zu den Stangen (5, 6) angeordneten druckmittelbetätigbaren Stellmotoren (47, 48) bestehen, deren bewegbarer Teil (55) jeweils mittels eines Querträgers (57) mit dem die Elektrode tragenden Ende der zugehörigen Stange verbunden ist.
2. 2. Widerstandsschweißgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Stangen (5,6) rohrförmig ausgebildet und an ihrem einen Ende durch die von ihr getragene Elektrode geschlossen ist, während das andere Ende der Stange mit einem Anschluß (62,63) versehen ist. der ein sich koaxial ins Innere der Stange erstreckendes Rohr (64,65) trägt. und daß das Rohr einerseits und der Ringraum zwischen dem Rohr und der Innenwand der Stange andererseits über je einen Anschluß mit einem Kühlmittelkreislauf verbunden sind.