Elektrische Lichtbogen-Schweissmaschine.
Gegenstand vorliegender Erfindung ist eine elektrische Lichtbogen-Schweissmaschine.
Zweck der Erfindung ist, eine Maschine herzustellen, die selbstt#tig eine mindestens an nähernd konstante Länge des Lichtbogens aufrecht erhält, und selbsttätig die Geschwin- digkeit regelt, wodurch eine Ersparnis an elektrischer Energie, eine erhöhte Arbeitsge- schwindigkeit und eine bessere Beschaffenheit der Sehweissung bezüglich Stärke, Bieg samkeit, Gleichförmigkeit, erreicht wird, wobei ferner auch die Beanspruchung des Arbeiters vermindert wird und welche Machine endlich erm#glicht, gewisse Arten von Schweissung, die nicht durch Handschwei- #ung hergestellt werden können, herzustellen.
Die Erfindung bezweckt ferner, eine Maschine zu schaffen, die insbesondere zur Herstellung langer gerader Schweissnähte geeignet ist, wie diese zum Beispiel bei der Herstellung von geschweissten R#hren vorkommen. Die Maschine kann zum Beispiel mit Gleichstrom wie auch mit Wechselstrom, und zwar in Elektroden aus beliebigem Material verwendet werden, z. B. kann Stahldraht verwendet werden, zum Schweissen von Flusseisen.
In der beiliegenden Zeichnung ist eine beispielsweise Ausfthrungsform des Erfindungsgegenstandes dargestellt, und zwar zeigt :
Fig. 1 die Machine in perspektivischer Ansicht ;
Fig. 2 ist ein Längsschnitt durch dieselbe ;
Fig. 3 und 4 zeigen Details der Machine zum Teil im Schnitt ;
Fig. 5 ist ein Grundriss, einzelne Teile sind im Sehnitt dargestellt ;
Fig. 6 zeigt ein Detail, und
Fig. 7 einen Teil der Machine im L#ngs- schnitt in grösserem Massstab ;
Fig. 8,9,10 und 11 sind Schnitte nach den Linien 8-8, 9-9, 10-10, 11-11 der Fig. 7,8,9 und 10 ; .
Fig. 12 zeigt einen Querschnitt durch eine Antriebseinrichtung einer Divise ;
Fig. 13 ist ein Schnitt nach der Linie 13-13 der Fig. 12 ;
Fig. 14,15,16 zeigen schematisch die Wirkung des Lichtbogens wahrend des Schweissens ;
Fig. 17 und 18 veranschaulichen die Wir- kung der magnetischen Steuerung während des Schweissens ;
Fig. 19 zeigt eine Endansicht der Maschine ;
Fig. 20 und 21 zeigen Details zum Antrieb des Maschinenkopfes ;
Fig. 22,23 und 24 zeigen schematisch die Anwendung der Machine zur Herstellung von Schweissnähten auf der Aussenwand von R#hren und auf der Innenwand derselben, sowie auch auf flachen Blechen ;
Fig. 25 und 26 zeigen Schaltungsschemas.
Die Machine weist ein Gehäuse 30 auf, das mit einem durchbrochenen Deckel 31 versehen ist und auf einstellbaren Rädern 32, 33 ruht. Eines der Räder, 33, ist mit einem Schneckenrad 34 verbunden, mit welchem eine Schneeke 35 in Eingriff steht. Die Schnecke 35 ist auf einer Welle 36 gelagert, die ein Zahnrad 37 tr#gt. Das Rad 37 steht mittelst eines Zahnrades 38 mit einem Zahnkolben 39 in Eingriff. Letzteres ist auf der Welle 40 aufgekeilt. Die Welle 40 steht mittelst zweier Kegelräder 41,42 mit einer Welle 43 in Eingriff. Letztere ist in einem Lager 44 gelagert.
Am obern Ende der Welle 4a sitzt eine Scheibe 45, auf welcher mehrere konzentrische Zahnkränze 46 (Fig. 8) befestigt sind. Mit jedem der Zahnkränze 46 kann ein Zahnkolben 47 in Eingriff gebracht werden, welcher versehiebbar auf einer Welle 57 angeordnet ist. Der Zahnkolben 47 kann mittelst einer Gabel, die in eine Ringnut des Rades 47 eingreift, mittelst eines Hebels 49 verstellt werden. Der Hebel 49 sitzt drehbar auf einem Zapfen 50 eines Bügels 51. Das äussere Ende des Hebels ragt in ein Gehäuse 52 und ist innerhalb des Gehäuses mit dem einen Ende einer Stange 53 verbunden, die in einem Lager 54 geführt ist.
Das Gehäuse 52 schützt das Getriebe gegen das Eindrin- gen von Staub. Die Stange 54 ist mit einem Knopf 55 versehen (Fig. 1). Ferner ist eine Sperrvorrichtung 56 für die Stange 53 vorgesehen. Durch Verstellen der Stange 53 wird die Fahrgeschwindigkeit der Machine geändert. Das Rad 47 ist versehiebbar aber nicht drehbar auf der Welle 57 angeordnet.
Zum Antrieb der Welle 57 ist ein Zahnrädergetriebe 58 vorgesehen, welches Getriebe in einem Kasten 59 untergebracht ist. Zum Antrieb dient ein Elektromotor 60, der innerhalb des Gehäuses 30 angeordnet ist und passend auf Arbeitsleisten 61 aufruht und mittelst Sehrauben 62 festgehalten wird. Um den Motor 60 in der richtigen Lage zu halten, ist eine Feder 63 vorgesehen, die gegen den Motor 60 anliegt und ebenso an einen gelochten DecLel 64 des Geh#uses 30. Der Motor treibt einen Ventilator 65 (Fig. 2). Das Geh#use selbst ist mit Öffnungen 66 versehen, so dass der Motor durch den Luftstrom, der durch den Ventilator erzeugt wird, kühl gehalten wird.
Die Luft wird durch den gelochten Deckel 64 und die Öffnung 67 angesaugt und durch die Öffnungen 66 und durch den gelochten Deckel 31 ausgetrieben. Der Luftstrom wird durch eine Scheibe 68 durch den Motor hindurchgeleitet.
Im Gehäuse 30 ist ein mit Flansch versehenes zylindrisches Stützlager 70 vorgeseben, das mittelst einer Scheibe 71 elektrisch isoliert ist, wobei die Scheibe 71 auch das Eintreten von Staub verhindert. Das Stützlager 70 besitzt einen Lagerkörper 72 für eine Welle 73, die koaxial zur Welle 57 liegt und mit dieser gekuppelt ist, indem die Wellen 73, 57 durch eine elektrisch isolierende Kupplung 74 miteinander verbunden sind.
Das Stützlager 70 bildet das Lager für eine Büchse 75, welche lose drehbar auf dem Lager 70 mittelst eines Ringes 76 gehalten wird. Auf der Büchse 75 ist ein genuteter Ring 77 drehbar gelagert, welcher mittelst Klemmschrauben 78 feststellbar ist. Der Ring 77 trägt Lappen 79 für eine Stellschraube 80, die durch einen mit Gewinde versehenen Block 81 ges, chraubt ist. Der Block 81 ist lose zwischen zwei Baeken 82, die mit einem Band 83 ein Ganzes bilden.
Das Band 83 passt in die Nute des Ringes 77 und besitzt zwei Lappen 84, durch welche eine Klemmschraube 85 geführt ist, und zwar zu einem nachstehend beschriebenen Zwecke.
Mit dem Band 83 fest verbunden, aber gegen dieses mittelst Isolierung 86 gat iso- liert, ist ein Lager 87 befestigt, in dem ein geschlitzter Lagerbloek 88 (Fig. 20) angeordnet ist. Im Block 88 gleitet ein einstell barerEurbelzapfen 89. Der Eurbelzapfen 89 bildet einen Teil einer mit Gewinde versehenen Scheibe 90 (Fig. 7). Die Scheibe 90 ist in den hohlen Kopf 91 der Welle 40 eingeschraubt. Die Aussparung im Kopf 91 ist exzentrisch zur Welle 40 und der Kurbel- zapfen 89 ist drehbar in der Scheibe 90, so daB er sowohl konzentrisch zur Welle 40, wie auch in beliebigem Grade exzentrisch eingestellt werden kann (Fig. 21). Zum Sichern des Eurbelzapfens in seiner Lage dient ein Stift 92.
Mit der Büchse 75 ist ein oszillierender Maschinenkopf 93 starr verbunden (Fig. 7).
Am Ende der Welle 73 ist eine Schnecke 94 befestigt, die mit einem Schneckenrad 95 einer Querelle 96 in Verbindung steht. Letztere ist im Kopf 93 drehbar gelagert und trägt ein Zahnrad 97, das mit einem Zahnrad 98 in Eingriff steht. Letzteres sitzt auf einer Welle 99, die mit genuteten und geriffelten Schaltrollen 100 versehen ist und ein Zahnrad 101 trägt. Letzteres steht mit einem Zahnrad 102 in Eingriff, das drehbar auf einer feststehenden Welle 103 angeordnet ist.
Das Zahnrad 102 steht in Eingriff mit einem Zahnrad 104, das lose drehbar auf einer Welle 105 sitzt. An der Welle 105 greift ein Spannhebel 106 an, welcher durch einen Sehlitz 107 im Gehäuse des Kopfes 93 ragt, und welcher am obern Ende mit einer Durchbrechung 108 versehen ist (Fig. 6). Dureh diese Öffnung greift eine Spannspindel 109.
Letztere ist in einem Lager 110 drehbar gelagert und trägt eine Spannfeder 111 und eine auswechselbare Büchse 112, ferner ein kugelförmiges Gegenlager 113 und eine Spannschraube 114. Die ausweehselbare Büchse 112 ist in einem Stahlgehäuse 115 gelagert, das die Spannvorrichtung schiitzt.
Auf der Welle 105 ist ferner ein Arm 116 befestigt (Fig. 10,11), der ausserhalb des Kopfes 93 liegt und der dem Spannarm 106 gegenübersteht. Der Arm 116 und der Arm 106 bilden ein Lager für eine Welle 117, welche mit einem Ende durch einen : Creis- schlitz 118 ragt. Auf der Welle 117 ist eine zweite gerippelte und genutete Schaltrolle 119 gelagert und ein Zahnrad 120, das mit dem Rad 104 in Eingriff steht.
Am Gehäuse 30 sind Stützen 121 vorgesehen, auf denen eine Trommel 122 drehbar gelagert ist, auf welcher der Draht aufgewik- kelt ist, der als Elektrode dient. Der Draht wird von der Trommel 122 durch eine Off- nung 124 (Fig. 7) nach den Schaltrollen 100, 119 geführt und von dort durch einFüh- rungsrohr 125, mit welchem der Draht in leitender Berührung steht. Das Führungsrohr 125 besitzt nahe dem untern Ende einen solchen Sitz 126 innerhalb einer Düse 127, daB das Rohr 125 sich zusammen mit dem Draht 123 einstellen kann.
Am untern Ende des Rohres 125 sitzt eine Motter 128, welche das Rohr sichert, Das obere Ende 129 des Rohres 125 ist trichterförmig, so da3 der Draht 123 leicht eingeführt werden kann. Ferner besitzt das Rohr 125 eine Klemme 130. Die Dise 127 ist drehbar auf Zapfen 131 (Fig.
3) und ragt durch eine Öffnung 132 des os zillierenden Kopfes 93. Ein Ablenker 133 ist an der Düse befestigt und wenn letztere nicht hin-und herbewegt wird, so wird ein konischer Staubdeckel 134 am Kopf 93 befestigt. An der Mutter 128 ist das Mundstück 135 befestigt. Wenn clie Düse in der Richtung der Sehweissnaht oszillieren soll, so muss der Deekel 134 entfernt werden und an dessen Stelle müssen Mittel zum Hin-und Herbewegen der Düse vorgesehen werden.
Diese Mittel (Fig. 12 und 13) umfassen einen einstellbaren Stellring 136, der mittelst Steekstiften 137 und Sperrmuttern 138 an der Düse festgestellt wird. Die Stiften ragen durch Schlitze 139 eines U-förmigen Armes 140, welcher bei 141 mit einem Winkelhebel 142 verbunden ist. Letzterer ist im Kopf 93 gelagert und ragt durch eine Öffnung 143.
Der Hebel 142 ist auf einem Zapfen 144 eines Lagers 145 drehbar gelagert und ist mit dem Arm 146 eines Exzenterringes 147 gelenkig verbunden. Der Ring 147 ist auf der Exzenterscheibe 148 gleitbar, welche lose auf der Welle 96 sitzt. Mit der Exzenterscheibe 148 ist ein Zahnrad 149 fest, das ebenfalls lose auf der Welle 96 lagert und mit einem Zahnrad 150 in Eingriff steht. Letzteres sitzt lose auf einem feststehenden Zapfen 151 des Kopfes 93. Mit dem Zahnrad 150 ist ein zweites Zahnrad 152 starr verbunden, das mit dem Zahnrad 97 in Eingriff steht. Letzteres ist auf der Welle 96 festgelegt. Der Exzenter 148 erteilt der Düse 127 die gewiinschte Oszillation, wobei die Elektrode 123 die Bewegung mitmacht.
Die Grösse der Oszillation kann durch Einstellen des Stellringes 136 auf der Düse geändert werden.
Am Kopf 93 sind nochStaubdeckel 153 vorgesehen zum Abdecken des Armes 116 und der Wellen 99 und 105.
Um einen guten elektrischen Kontakt mit Rolle 100 herzustellen, ist die Welle 99 an ihrem Ende mit einem Ansatz 154 versehen, welcher mit einem federbeeinflussten Kon taktstück 155 in Berührung steht. Der Kontakt 155 ist in einem Gehäuse 156 angeordnet, welches im Deckel 153 isoliert angeordnet ist. Das Gehäuse ist mit einer Klemme 157 (Fig. 9) versehen, an welche ein Draht 235 (Fig. 26) angeschlossen ist. Das kaon- taktstüek 155 besitzt eine Drahtklemme 155', welche durch einen Schlitz des Gehäuses. 156 ragt und durch einen Draht 156'mit dem Gehäuse 156 in leitender Verbindung steht.
Der Kopf 93 ist mit einem Deckel 159 versehen, der mittelst S, charnier 160 verschwenkbar und durch Bolzen 161 (Fig. 1) feststellbar ist. Am Deckel 159 ist ein Lager 162, welches einen Elektromagneten 163 tr#gt. Letzterer besitzt Polstücke 164, an denen Ansätze 165 befestigt sind (Fig. 7 und 19). Die Ansätze 165 sind einstellbar in bezug auf die Polstücke 164 und können mit Schraubenbolzen 166 in ihrer Lage gesiehert werden. Am Elektromagneten 163 sind An schluBklemmen 167,168 vorgesehen.
Am Deckel 31 des Gehäuses 30 sind isoliert gegen das Gehäuse mehrere Widerstandsstreifen 170 befestigt, die mit einem gelochten Deckel 171 abgedeckt sind. Die Widerstände 170 sind in den Schweissstrom- kreis eingeschaltet, und zwar mittelst Schraubenbolzen 172 und mittelst Klemmen 173, 174 (Fig. 2).
Der Luftstrom, welcher durch den vom Motor 60 angetriebenen Ventilator erzeugt wird, streicht durch den Deckel 31 zwischen denWiderstandstreifen 170 und hält letztere k#hl. Die Luft entweic ! ht durch den Deckel 171. Am Deckel 171 ist noch ein Halter 175 für ein Führungsrad 32 befestigt (Fig. 1 und 23).
Im Gehäuse 30 sind, isoliert von diesem, Drahtklemmen 176, 177, 178,179 (Fig. 5) vorgesehen, ferner ein Scha. ltkasten 180, in welchem ein Druckknopf 181 (Fig. 1) vorgesehen ist. Am oszillierenden Kopf 93 ist ein Stutzen 182 vorgesehen, an welchem ein Steeker eines elektrisehen Kabels angebracht werden kann.
Die Machine wird während dem Schwei Ben längs der zu schweiBenden Naht entlang bewegt, und zwar mittelst des Rades 33, das durch das Schneekengetriebe 34,35, die Zahnräder 37,38,39 und Kegelräder 41 und 42, sowie durch einen der konzentrischen Zahnkränze 46 getrieben wird. Von den Zahnkränzen steht immer einer in Eingriff mit'dem Zahnrad 47 der Welle 57, welche durch die Räder 58 vom Motor 60 aus angetrieben wird.
Um einen gröBeren Krater ausbrennen zu können und eine entsprechend grosse Abgabe von SchweiBmaterial auf die Naht zu sichern, wird mit dem Kurbelzapfen 89 der Kopf 93 während des Vorrüekens der Machine hin-und herbewegt, wobei die Düse 127 und die Elektrode 123 mitschwingt. Der Kurbelzapfen 89 wird mittelst der Kegelräder 41,42 durch den Exzenter 83 angetrieben.
Die Elektrode 123 und die Düse 127 k#n- nen auch statt quer zur Naht in der Rich tung der Naht und in der Richtung des ATor- sehaltens der Machine gesehwungen werden, wobei der Deckel 134 aber erst entfernt werden mu#. Zum Ausschwingen dient der Arm 140, welcher von dem Exzenter 148 mittelst des Winkelhebels 142 und Armes 146 angetrieben wird. Der Exzenter 148 seinerseits wird durch die Zahnräder 97,152,150 und 149 durch Welle 96 (Fig. 2 und 7) durch Schneekengetriebe 94,95 und Wellen 73, 57 vom Motor 60 aus mittelst der Räder 58 angetrieben.
Durch dieses Ausschwingen wird die Länge des Kraters 184 (Fig. 15) ver längert.
Beim gewöhnliehen SchweiBen von Eisen und Stahl (Fig. 14,16,17 und 18) ist der magnetische Widerstand viel höher an der Naht als im benachbarten Material, aueh dann, wenn die Kanten längs der Naht hart aneinander anliegen. Dieser grössere Wider- stand an der Naht veranlaBt die magneti- schen Kraftlinien 185, die im Material verlaufen und die konzentrische Kreise um den Krater 184 bilden, einen Bogen zu beschrei- ben, und zwar an der Naht unmittelbar neben der Elektrode 123 in der Fahrrichtung der Machine, so dass der Bogen in einer Richtung abgelenkt wird, die entgegengesetzt zur Fahrrichtung liegt (Fig. 16 in punktier- ten Linien angedeutet).
Dadurch wird bewirkt, dass das Metall nicht genügend erhitzt wird vor der Elektrode 123 (Fig. 14) und die Elektrode hat das Bestreben, mit der Kante des Kraters 184 in Berührung zu kommen, so dass die Elektrode sich festschweibt, wodurch ein Stillstand entsteht. Um diese Schwierigkeit zu beheben, ist der Elektromagnet 163 vorgesehen, dessen Polstücke 165 so eingestellt sind, dass sie ein Feld erzeugen können, das entgegengesetzt zur Richtung der abgelenkten Magnetlinie wirkt, und zwar so, daB die Ablenkung vollkommen aufgehoben wird. Durch Einstellen der Polstiicke 165 kann aueh erreicht werden, dans der Lichtbogen in der Fahrrichtung der Maschine abgelenkt wird (Fig. 16).
Bei Verwendung von starkem Schweissstrom ist die Tiefe des Kraters oft so, dass i die Elektrode 123 eben oder sogar unter der Oberfläche des zu schweissenden Materials liegt und wie oben erwähnt wurde, infolge der Ablenkung der magnetischen Linie, mit der in der Fahrrichtung vorwärts liegenden Kante des Kraters in Berührung kommt.
Auch in diesem Falle wirkt der Elektro magnet 163 diesem"Anfrieren"entgegen. In Fig. 22 und 23 ist die Machine zum Schweissen von sich überlappenden Ble @ von Rohrstucken eingestellt. Gemal3 Fig. 22 ist der Schwei#kop 93 schräg eingestellt, so dass die Mittellinie der Düse und der Elektrode mindestens an nähernd den Winkel zwisehen der Kante des einen Bleches und der Oberflache. des andern Bleches halbiert.
Eines oder mehrere der Räder 32 sind durch die Kante des Bleches geführt, so dass die Maschine parallel zur Ka. nte lauft. Um die Rader 32 im Winkel zu halten, wird die Machine etwas aus der vertikalen Lage geschwenkt, so dass sie gegen die Naht zu neigt. Um den SchweiBkopf schräg zu stellen, wird die Klemmschraube 78 gelost, worauf der Kopf annähernd in die gewünschte Winkelstellung eingestellt wird.
Die Klemmschraube wird dann wieder angezogen, und eine genaue Einstellung wird durch Betätigen der Stellschraube 80 bewirkt.
In Fig. 23 ist die Machine in der Lage gezeigt, in welcher diese eine Naht im Innern einer Rohre schweisst. Das Rad 32, das mittelst des Trägers 175 am Deckel 171 gelagert ist, stützt die Machine, während das Antriebsrad 33 längs einer Blechkante läuft.
Das Rohr wird dabei so gelegt, dass die Ma- sehine etwas aus der vertikalem Lage ausges, chwenkt ist, so daB das Rad 33 stets der Blechkante entlang läuft.
In Fig. 24 stossen die zu verschweissen- den Bleche, die in einer Ebene liegen, flach gegeneinander. Zur Führung der Machine ist eine Fiihrungsschiene 187 vorgesehen, auf welcher ein mit Nute versehenes F#h- rungsrad 32 läuft.
Die Elektrode 123 ist durch das Rohr 125 geführt. Dieses Rohr ist mittelst eines biegsamen Kupferleiters 188 mit Kopf 93 leitend verbunden (Fig. 7). Es nimmt den Strom von der Elektrode ab, und zwar ist der Stromübergang nahe am untern Ende des Rohres. Dadurch wird erreicht, dan, der SchweiBstrom nur eine kurze Streeke die Elektrode innerhalb des Kopfes 93 durchfliesst und ein Spannungsverlust, der durch das FlieBen des Stromes über eine grössere Länge der erhitzten Elektrode entstehen würde, kommt im Ankerstromkreis nicht vor.
Es wird also annähernd vollkommen die Lichtbogenspannung in der Ankerwicklung herrschen. Der Ankerstrom geht durch die Elektrode auf die Schaltrollen 100 und 119 und dieser Strom durch die Elektrode 123 vom untern Ende des Rohres 125 bis zu den Sehaltrollen, der lediglich zum Antrieb der Maschine dient, ist sehr klein.
Eine Slehutzplatte 189, die lose am Ge lause 30 angelenkt ist, schützt jene Teile der Machine hinter der Elektrode gegen die Hitze und gegen abspritzende kleine Teil- chen, die durch den Lichtbogen während dem Schweissen fortgeschleudert werden. In Fig.
26 ist die Schaltungseinrichtung schematisch dargestellt. Diese weist eine Grundplatte 190 auf, welche ein Voltmeter 192, ein Ampère- meter 193, einen einstellbaren Widerstand 194, eine Kontaktvorriehtung 195, ein langsam wirkendes Relais 196, zwei Schmelz- sicherungen 197, 198 (5 Ampère bezw. 15 Ampere) und einen Strombegrenzer 199 tram. Ausserdem sind noch ein magnetischer Widerstand 200, ein einstellbarer Widerstand 201 und ein Hauptschalter 202 vorge- sehen.
Um die Maschine zur Arbeit fertig zu stellen, wird der Widerstand der Streiten 170 entsprechend der gewünschten Stärke des SchweiBstromes eingestellt, unter Berück- sichtigung der Durchmesser der Schaltrollen 100 und 119 und der Fahrgesehwindigkeit, welche durch Einstellen des Hebels 49 gewählt werden kann, entsprechend der zu lei stenden Arbeit. Die Elektrode 123 wird in die riehtige Lage eingestellt, so dass ihre Spitze etwa 3 bis 4 mm vom Werkstück 203 absteht. Der Positivleiter 204 und der Draht 205 werden mit dem Werkstück 203 elek trisch leitend verbunden.
Der Stromlauf ist dann folgender :
Der Schalter 202 wird eingeschaltet und der Widerstand 201 so eingestellt, da# der erwünschte Schweissstrom erhalten wird.
Eine Stange 206 wird zwischen die Elektro- den 123 und das Werkstüek 203 gelegt. Hierauf wird der Druekknopf 181 niedergedriiekt, so da# er mit Kontakt 207 in Berührung l ; ommt. In dieser Lage wird der Kontakt 207 für kurze Zeit, z.
B. 3 Sekunden, gehalten, so dass ein Stromkreis entsteht vom negativen Leiter 208 über Schalter 202, Kontakt 209, Draht 210, Klemme 211, über die 5 Amp#re. Schmelzsicherung 197, Draht 212, Klemme 213, Draht 214, Klemme 176, Draht 215, Kontakt 207, Druckknopf 181, Klemme 177, Draht 2lti, Klemme 217, Draht 218, Wicklung 219, des Strombegrenzers 199, Drähte 220 und 221, Widerstand 222 des Strombegrenzers 199, Draht 223, 15 Ampère- schmelzsicherung 198, Draht 224, Klemme 225, Draht 205 zum Werkst#ck 203 und damit zum positiven Leiter 204. Dadurch wird erreicht,
da# die Kontakte 227 des Strombe greniers grenzers 199 geschlossen werden, wodurch der folgende Stromkreis geschlossen wird : Vom negativen Leiter 208 über Schalter 202, Kontakt 209, Draht 210, Klemme 211,5 Amp#reschmelzsicherung 197, Draht 212, Klemme 213, Draht 214, Klemme 176, Draht 215, Kontakt 207, Druckknopf 181, Klemme 217, Drähte 218, 228, Kontakte 227, Draht 229, Wicklung des Verzogerungsrelais 196, Draht 230, Klemme 231. Draht 232, Klemme 179, Draht 233,25 Ampereschmelzsicherung 234, Draht 235, Kontakt 157, zu den Schaltrollen 100 und 119, Elektrode 123,
Stange 206, zum Werkstück 203 und damit zum positiven Leiter 204. Durch diesen Stromkreis wird das Relais 196 erregt. Der Anker 236 wird verstellt und macht Kontakt mit dem Kontakt 237, wodurch folgender Stromkreis geschlossen ist :
Vom negativen Leiter 208 zur 5 Ampère- schmelzsicherung 197, #ber Draht 238, Wi- derstand 194, Draht 239, Wicklung des Kon t ; aktes t95, I) raLt 240, Kontakt 237, Anker 236, Draht 241, 15 Ampèresehmelzsieherung 198, Draht 224, Klemme 225, Draht 205 zum Werkstüek 203 und zum positiven Leiter 204.
Dieser Stromkreis erregt den Kontaktapparat 195 und veranlasst den Anker 242 mit dem Kontakt 243 in Berührung zu kommen, wodurch der Hauptschweissstrom- kreis geschlossen ist. Dieser flip-but durch den Widerstand 201, Wicklung 200, Draht 244, Klemme 245, Draht 246, Wicklung 247, des Strombegrenzers 199, Amp#remeter 193, Draht 248, Anker 242, Kontakt 243, Draht ; 249, Klemme 250, Draht 251, Klemme 252, Klemme 174 des Nebenschlusses 170, Klemme 173, Draht 253, durch Wicklung 163 des Kopfes 93, Draht 188 zur Klemme 130 des Führungsrohres 125, zur Elektrode 123, und von da zur Stange 206, und zum Werkstück 203 zurück zum positiven Leiter 204.
Der Druckknopf 181 wird nun freigege- ben, so dass die Kontakte 254 und 255 verbunden werden. Gleichzeitig wird die Stange 206 zur#ckgezogen, so dass nun ein Licht- bogen zwischen der Elektrode 123 und dem Werkstück 203 entsteht. Durch Freigabe des Druckknopfes wird die Wicklung 219 des Strombegrenzers 199 stromlos, da der Stromkreis bei Kontakt 207 unterbrochen wird.
Dagegen bleiben die Kontakte 227 geschlos- sen, da die Wicklung 247 im Hauptschweiss- stromkreis liegt. Der Motor 60 dreht sich und hält den Lichtbogen mindestens annä- hernd konstant. Das Motorfeld wird vom Ne benschluss 170'des Hauptstromes erregt, w#hrend der Anker von der Liehtbogenspan- nung erregt ist.
Der Ankerstromkreis ist folgender :
Von der Elektrode 123 zu den Schaltrol- len 100,119, Draht 235,25 Ampereschmelzsicherung 234, Motoranker 60, Draht 256, Kontakt 255, Druekknopf 181, Kontakt 254, Klemme 178, Draht 257, Klemme 258, Draht 221, Strombegrenzer 199, Kontakt 259, Draht 260,223,15 Ampèresehmelzsicherung 198, Draht 224, Klemme 225, Draht 205, Werkstüek 203 und positiver Leiter 204.
Das Relais 196 Hält seinen Anker 236 in Berührung mit Kontakt 237, da es unter der Lichtbogenspannung steht. Dieser Stromkreis ist folgender :
Elektrode 123, Schaltrollen 100,119, Schmelzsicherung 234, Draht 233, Klemme 179, Draht 232, Klemme 231, Draht 230, Relaiswicklung 196, Draht 229, Kontakt 227 des Strombegrenzers 199, Drähte 228 und 218, Klemme 217, Draht 216, Klemme 177, Druckknopf 181, Kontakt 254, Klemme 178, Draht 257, Klemme 258, Draht 221, Strombegrenzer 199, Kontakt 259, Draht 260,223, Schmelzsicherung 198, Draht 224, Klemme 225, Draht 205,
Werkstüek 203 und positiver Leiter 204.
Statt dem langsam wirkenden Relais 196 konnte auch ein gewöhnliehes Relais mit Katarakt vorgesehen sein. Ein langsam wirken- des Relais ist angezeigt, um das Unterbre- chen des Kontaktes des Ankers 236 mit dem Kontakte 237 zu verzögern, und um dadurch das Kontaktrelais 195 während dem kurzen Zeitabschnitt nicht stromlos zu machen, wäh- rend welchem der Relaisstromkreis unterbro- chen ist, wenn der Druckknopf 181 von der Schaltlage in die Normallage sich bewegt.
Der Motor hält den Lichtbogen innerhalb enger Grenzen auf konstanter Länge, da der Anker im Nebenschlu# zum Lichtbogen und das Feld im Nebenschluss mit dem Heurt- strom ist.
Sollte der Lichtbogen länger werden, so würde seine Spannung sich erhohen, wodurch eine Verminderung der Schweissstromstärke entstünde. Kommt diese erhöhte Spannung im Anker in Verbindung mit einem ge schwächten Feld, zur Wirkung, welch letzteres durch den verminderten Schweissstrom erzeugt wird, so wird der Motor beschleunigt, während das Umgekelirte stattfinden wird, wenn der Lichtbogen kürzer wird. Falls die Abschmelzgeschwindigkeit der Elektrode wächst, so wird die Motorgeschwindigkeit ebenfalls wachsen, und dadurch ein rascheres Vorschalten der Elektrode bewirkt.
Gleich- zeitig wird auch die Fahrgeschwindigkeit der Machine längs der Schweissnaht erhöht, und so wird eine Schweissung erreicht, die gleich- mässig ist. Es wird gleichmässig Metall längs der Schweissnaht abgegeben. Das Umgekehrte des obgenannten wird dann eintreten, wenn die Abschmelzgeschwindigkeit der Elektrode sich vermindert.
Falls durch irgendwelche abnormale Um st#nde der Liehtbogen unterbrochen oder die Elektrode am Werkst#ck ,,anfriert", so würde durch die Kontrolleinrichtung der Strom automatisch abgestellt werden ; zum Beispiel kann folgendes eintreten, wenn der Lichtbogen eine Unterbrechung erfährt :
Der Strombegrenzer 199 wird stromlos.
Seine Kontakte 227, 259 öffnen sich. Die Wicklung 196 des Verzögerungsrelais wird stromlos, dessen Kontakt 237 gibt den Anker 236 frei. Die Wicklung 195 wird stromlos, der Kontakt 243 gibt den Anker 242 frei.
Sobald ein"Anfrieren"stattfindet, so wird Relais 196 stromlos, da die Lichtbogenspannung null wird. Dadurch wird erreicht. dass der Kontaktapparat. 195 den Hauptstrom- kreis öffnet.
Der veränderliehe Widerstand 170 gestattet die Verwendung der Maschine für Spannungen, die ziemlich stark voneinander verschieden sind.
Der Strombegrenzer schützt den Anker des rotors gegen Stromstösse, welche eintreten können, wenn die Netzspannung an den Ankerklemmen vorhanden ist. Letzteres tritt ein, wenn der Lichtbogen unterbrochen wird.
Zum Stillsetzen der Maschine sind zwei Wege offen :
Erstens kann der Druckknopf 181 so be t#tigt werden, dass er keinen Kontakt macht.
Dadurch wird der Ankerstromkreis unterbrochen. Die Relais 196,195 werden stromlos, und die entsprechenden Anker 236, 242 un terbrechen den Stromkreis bei den Kontakten 237,243.
Es kann auch zweitens die Stange 206 zwischen Elektrode 123 und Werkstück 203 eingeschoben werden, so da# die Lichtbogen- spannung aufgehoben wird. Es werden dann alle Relais stromlos.
Um den Elektromagneten 163 auszuschalten, wird der Leiter 254 aus dem Stecker 182 gezogen und Leiter 253 wird von der Klemme 167 gelöst und in die Öffnung 182 gesteekt.
Electric arc welding machine.
The present invention relates to an electric arc welding machine.
The purpose of the invention is to produce a machine which automatically maintains an at least approximately constant length of the arc and automatically regulates the speed, thereby saving electrical energy, increasing the working speed and improving the quality of the visual welding in terms of strength, flexibility, uniformity, is achieved, furthermore the stress on the worker is reduced and which machine finally enables certain types of welds to be made that cannot be made by manual welding.
The invention also aims to create a machine which is particularly suitable for producing long, straight weld seams, as occur, for example, in the production of welded pipes. The machine can, for example, be used with direct current as well as alternating current in electrodes made of any material, e.g. B. steel wire can be used to weld mild iron.
The accompanying drawing shows an example of an embodiment of the subject matter of the invention, namely:
1 shows the machine in a perspective view;
Fig. 2 is a longitudinal section through the same;
3 and 4 show details of the machine partly in section;
Fig. 5 is a plan view, individual parts are shown in section;
Fig. 6 shows a detail, and
7 shows a part of the machine in longitudinal section on a larger scale;
Figures 8, 9, 10 and 11 are sections along lines 8-8, 9-9, 10-10, 11-11 of Figures 7, 8, 9 and 10; .
12 shows a cross section through a drive device of a divise;
Figure 13 is a section on line 13-13 of Figure 12;
14, 15, 16 show schematically the effect of the arc during welding;
Figures 17 and 18 illustrate the effect of the magnetic control during welding;
19 shows an end view of the machine;
FIGS. 20 and 21 show details for driving the machine head;
22, 23 and 24 show schematically the use of the machine for producing weld seams on the outer wall of pipes and on the inner wall of the same, as well as on flat metal sheets;
25 and 26 show circuit diagrams.
The machine has a housing 30 which is provided with a perforated cover 31 and rests on adjustable wheels 32, 33. One of the wheels, 33, is connected to a worm wheel 34 with which a Schneeke 35 is in engagement. The worm 35 is mounted on a shaft 36 which carries a gear 37. The wheel 37 is in engagement with a toothed piston 39 by means of a toothed wheel 38. The latter is keyed onto the shaft 40. The shaft 40 is in engagement with a shaft 43 by means of two bevel gears 41, 42. The latter is stored in a warehouse 44.
At the upper end of the shaft 4a sits a disk 45 on which a plurality of concentric ring gears 46 (FIG. 8) are attached. A toothed piston 47, which is displaceably arranged on a shaft 57, can be brought into engagement with each of the toothed rims 46. The toothed piston 47 can be adjusted by means of a lever 49 by means of a fork which engages in an annular groove of the wheel 47. The lever 49 is rotatably seated on a pin 50 of a bracket 51. The outer end of the lever protrudes into a housing 52 and is connected within the housing to one end of a rod 53 which is guided in a bearing 54.
The housing 52 protects the transmission against the ingress of dust. The rod 54 is provided with a button 55 (Fig. 1). A locking device 56 for the rod 53 is also provided. By adjusting the rod 53, the driving speed of the machine is changed. The wheel 47 is arranged on the shaft 57 so as to be displaceable but not rotatable.
To drive the shaft 57, a gear transmission 58 is provided, which transmission is housed in a box 59. An electric motor 60 is used for the drive, which is arranged inside the housing 30 and rests appropriately on work strips 61 and is held in place by means of visual dusters 62. In order to keep the motor 60 in the correct position, a spring 63 is provided which rests against the motor 60 and also against a perforated cover 64 of the housing 30. The motor drives a fan 65 (FIG. 2). The housing itself is provided with openings 66 so that the motor is kept cool by the air flow generated by the fan.
The air is sucked in through the perforated cover 64 and the opening 67 and expelled through the openings 66 and through the perforated cover 31. The air flow is directed through a disc 68 through the motor.
In the housing 30 a cylindrical support bearing 70 provided with a flange is provided, which is electrically insulated by means of a disk 71, the disk 71 also preventing the entry of dust. The support bearing 70 has a bearing body 72 for a shaft 73, which lies coaxially with the shaft 57 and is coupled to it by the shafts 73, 57 being connected to one another by an electrically insulating coupling 74.
The support bearing 70 forms the bearing for a bushing 75, which is held loosely rotatably on the bearing 70 by means of a ring 76. A grooved ring 77 is rotatably mounted on the sleeve 75 and can be locked by means of clamping screws 78. The ring 77 carries tabs 79 for an adjusting screw 80 which is screwed through a threaded block 81. The block 81 is loosely between two sheets 82 which form a whole with a band 83.
The band 83 fits into the groove of the ring 77 and has two tabs 84 through which a clamping screw 85 is passed, for a purpose described below.
A bearing 87, in which a slotted bearing block 88 (FIG. 20) is arranged, is fixedly connected to the band 83, but insulated against it by means of insulation 86. An adjustable crank pin 89 slides in block 88. The Euro pin 89 forms part of a threaded washer 90 (Fig. 7). The disk 90 is screwed into the hollow head 91 of the shaft 40. The recess in the head 91 is eccentric to the shaft 40 and the crank pin 89 is rotatable in the disk 90, so that it can be set concentric to the shaft 40 as well as eccentrically to any degree (FIG. 21). A pin 92 is used to secure the Eurbel pin in its position.
An oscillating machine head 93 is rigidly connected to the sleeve 75 (FIG. 7).
At the end of the shaft 73 a worm 94 is attached, which is connected to a worm wheel 95 of a transverse shaft 96. The latter is rotatably mounted in the head 93 and carries a gear 97 which meshes with a gear 98. The latter is seated on a shaft 99 which is provided with grooved and corrugated pulleys 100 and carries a gear 101. The latter is in engagement with a gear 102 which is rotatably arranged on a stationary shaft 103.
The gear 102 meshes with a gear 104 which is loosely rotatably seated on a shaft 105. A clamping lever 106 engages on the shaft 105, which protrudes through a seat seat 107 in the housing of the head 93 and which is provided with an opening 108 at the upper end (FIG. 6). A clamping spindle 109 engages through this opening.
The latter is rotatably mounted in a bearing 110 and carries a tension spring 111 and an exchangeable sleeve 112, further a spherical counter-bearing 113 and a tensioning screw 114. The replaceable sleeve 112 is mounted in a steel housing 115 which protects the tensioning device.
An arm 116 is also attached to the shaft 105 (FIGS. 10, 11), which lies outside the head 93 and which faces the tensioning arm 106. The arm 116 and the arm 106 form a bearing for a shaft 117 which protrudes with one end through a circular slot 118. A second ribbed and grooved switching pulley 119 and a gear wheel 120 which meshes with the wheel 104 are mounted on the shaft 117.
Supports 121 are provided on the housing 30, on which a drum 122 is rotatably mounted, on which the wire is wound, which serves as an electrode. The wire is guided from the drum 122 through an opening 124 (FIG. 7) to the switching rollers 100, 119 and from there through a guide tube 125 with which the wire is in conductive contact. The guide tube 125 has such a seat 126 within a nozzle 127 near the lower end that the tube 125 can adjust itself together with the wire 123.
At the lower end of the tube 125 sits a moth 128, which secures the tube. The upper end 129 of the tube 125 is funnel-shaped so that the wire 123 can be easily inserted. The tube 125 also has a clamp 130. The nozzle 127 can be rotated on pin 131 (Fig.
3) and protrudes through an opening 132 of the oscillating head 93. A deflector 133 is attached to the nozzle and when the latter is not being reciprocated, a conical dust cover 134 is attached to the head 93. The mouthpiece 135 is attached to the nut 128. If the nozzle is to oscillate in the direction of the weld seam, the cover 134 must be removed and means for moving the nozzle to and fro must be provided in its place.
These means (Figs. 12 and 13) include an adjustable collar 136 which is secured to the nozzle by means of pegs 137 and lock nuts 138. The pins protrude through slots 139 of a U-shaped arm 140 which is connected at 141 to an angle lever 142. The latter is mounted in the head 93 and protrudes through an opening 143.
The lever 142 is rotatably mounted on a pin 144 of a bearing 145 and is articulated to the arm 146 of an eccentric ring 147. The ring 147 is slidable on the eccentric disk 148, which sits loosely on the shaft 96. A gearwheel 149 is fixed to the eccentric disk 148 and is also loosely supported on the shaft 96 and meshes with a gearwheel 150. The latter sits loosely on a stationary pin 151 of the head 93. A second gear 152, which meshes with the gear 97, is rigidly connected to the gear 150. The latter is set on the shaft 96. The eccentric 148 gives the nozzle 127 the desired oscillation, the electrode 123 taking part in the movement.
The size of the oscillation can be changed by adjusting the adjusting ring 136 on the nozzle.
Dust covers 153 are also provided on head 93 to cover arm 116 and shafts 99 and 105.
In order to make good electrical contact with roller 100, the shaft 99 is provided at its end with an extension 154 which is in contact with a spring-influenced contact piece 155. The contact 155 is arranged in a housing 156 which is arranged insulated in the cover 153. The housing is provided with a terminal 157 (Fig. 9) to which a wire 235 (Fig. 26) is connected. The kaontaktstüek 155 has a wire clamp 155 ', which through a slot in the housing. 156 protrudes and is in conductive connection with the housing 156 by a wire 156 ′.
The head 93 is provided with a cover 159 which can be pivoted by means of S, bracket 160 and can be fixed by bolts 161 (FIG. 1). On the cover 159 is a bearing 162 which carries an electromagnet 163. The latter has pole pieces 164 to which lugs 165 are attached (FIGS. 7 and 19). The lugs 165 are adjustable with respect to the pole pieces 164 and can be locked in place with bolts 166. Connection terminals 167, 168 are provided on the electromagnet 163.
A plurality of resistance strips 170, which are covered with a perforated cover 171, are fastened to the cover 31 of the housing 30, insulated from the housing. The resistors 170 are connected to the welding circuit by means of screw bolts 172 and by means of terminals 173, 174 (FIG. 2).
The air flow, which is generated by the fan driven by the motor 60, passes through the cover 31 between the resistance strips 170 and keeps the latter cool. Let the air escape! ht through the cover 171. A holder 175 for a guide wheel 32 is also attached to the cover 171 (FIGS. 1 and 23).
In the housing 30, insulated therefrom, wire terminals 176, 177, 178, 179 (FIG. 5) are provided, as well as a shell. Box 180 in which a push button 181 (Fig. 1) is provided. A connector 182 is provided on the oscillating head 93, to which a plug of an electrical cable can be attached.
During the welding, the machine is moved along the seam to be welded, namely by means of the wheel 33, which is driven by the Schneeken gear 34, 35, the gears 37, 38, 39 and bevel gears 41 and 42, as well as by one of the concentric ring gears 46 is driven. One of the ring gears is always in engagement with the gear wheel 47 of the shaft 57, which is driven by the wheels 58 from the motor 60.
In order to be able to burn out a larger crater and to ensure a correspondingly large discharge of welding material onto the seam, the head 93 is moved to and fro with the crank pin 89 while the machine is advancing, the nozzle 127 and the electrode 123 also oscillating. The crank pin 89 is driven by the eccentric 83 by means of the bevel gears 41, 42.
The electrode 123 and the nozzle 127 can also be swung in the direction of the seam and in the direction in which the machine is held at the door instead of at right angles to the seam, but the cover 134 first has to be removed. The arm 140, which is driven by the eccentric 148 by means of the angle lever 142 and arm 146, serves to swing out. The eccentric 148 in turn is driven by the gear wheels 97, 152, 150 and 149 through the shaft 96 (FIGS. 2 and 7) through Schneeken gear 94, 95 and shafts 73, 57 from the motor 60 by means of the wheels 58.
By this swinging out the length of the crater 184 (Fig. 15) is lengthened ver.
With the usual welding of iron and steel (Figs. 14, 16, 17 and 18) the magnetic resistance is much higher at the seam than in the neighboring material, even if the edges are tight against each other along the seam. This greater resistance at the seam causes the magnetic lines of force 185, which run in the material and which form concentric circles around the crater 184, to describe an arc, namely at the seam directly next to the electrode 123 in the direction of travel of the machine, so that the sheet is deflected in a direction which is opposite to the direction of travel (FIG. 16 indicated in dotted lines).
This causes the metal to be insufficiently heated in front of the electrode 123 (FIG. 14) and the electrode tends to contact the edge of the crater 184 so that the electrode floats, causing a standstill. To overcome this problem, the electromagnet 163 is provided, the pole pieces 165 of which are adjusted so that they can generate a field which acts opposite to the direction of the deflected magnetic line, in such a way that the deflection is completely canceled. By adjusting the pole pieces 165 it can also be achieved that the arc is deflected in the direction of travel of the machine (FIG. 16).
When using a strong welding current, the depth of the crater is often such that the electrode 123 is level or even below the surface of the material to be welded and, as mentioned above, due to the deflection of the magnetic line with the edge lying forward in the direction of travel the crater comes into contact.
In this case, too, the electric magnet 163 counteracts this “freezing”. In FIGS. 22 and 23, the machine is set for welding overlapping sheets of pipe sections. According to Fig. 22, the welding head 93 is set obliquely so that the center line of the nozzle and the electrode at least approximates the angle between the edge of one sheet and the surface. the other sheet halved.
One or more of the wheels 32 are guided through the edge of the sheet metal so that the machine runs parallel to the edge. In order to keep the wheels 32 at an angle, the machine is pivoted slightly from the vertical position so that it is inclined against the seam. In order to set the welding head at an angle, the clamping screw 78 is loosened, whereupon the head is set approximately in the desired angular position.
The clamping screw is then tightened again and precise adjustment is effected by operating the set screw 80.
In Fig. 23 the machine is shown in the position in which it welds a seam inside a pipe. The wheel 32, which is mounted on the cover 171 by means of the carrier 175, supports the machine, while the drive wheel 33 runs along a sheet metal edge.
The pipe is placed in such a way that the machine is pivoted slightly out of the vertical position, so that the wheel 33 always runs along the edge of the sheet metal.
In FIG. 24, the sheets to be welded, which lie in one plane, butt flat against one another. To guide the machine, a guide rail 187 is provided on which a guide wheel 32 provided with grooves runs.
The electrode 123 is passed through the tube 125. This tube is conductively connected to head 93 by means of a flexible copper conductor 188 (FIG. 7). It takes the current from the electrode and the current transfer is close to the lower end of the tube. This ensures that the welding current only flows through the electrode within the head 93 for a short distance and there is no voltage loss in the armature circuit, which would result from the current flowing over a greater length of the heated electrode.
The arc voltage will therefore prevail almost completely in the armature winding. The armature current goes through the electrode to the pulleys 100 and 119 and this current through the electrode 123 from the lower end of the tube 125 to the pulleys, which is only used to drive the machine, is very small.
A protective plate 189, which is loosely hinged to the casing 30, protects those parts of the machine behind the electrode against the heat and against spraying small particles which are thrown away by the arc during welding. In Fig.
26 the circuit device is shown schematically. This has a base plate 190 which contains a voltmeter 192, an ammeter 193, an adjustable resistor 194, a contact device 195, a slow-acting relay 196, two fuses 197, 198 (5 amps and 15 amps, respectively) and one Current limiter 199 tram. In addition, a magnetic resistor 200, an adjustable resistor 201 and a main switch 202 are also provided.
To get the machine ready for work, the resistance of the quarrels 170 is adjusted according to the desired strength of the welding current, taking into account the diameter of the pulleys 100 and 119 and the driving speed, which can be selected by adjusting the lever 49, according to the work to be done. The electrode 123 is set in the correct position so that its tip protrudes approximately 3 to 4 mm from the workpiece 203. The positive conductor 204 and the wire 205 are electrically conductively connected to the workpiece 203.
The circuit is then as follows:
The switch 202 is turned on and the resistor 201 is set in such a way that the desired welding current is obtained.
A rod 206 is placed between the electrodes 123 and the workpiece 203. The push button 181 is then depressed so that it comes into contact with contact 207; ommt. In this position, the contact 207 is for a short time, e.g.
B. 3 seconds, held so that a circuit is created from the negative conductor 208 via switch 202, contact 209, wire 210, terminal 211, via the 5 amp # re. Fuse 197, wire 212, clamp 213, wire 214, clamp 176, wire 215, contact 207, push button 181, clamp 177, wire 2lti, clamp 217, wire 218, winding 219, current limiter 199, wires 220 and 221, resistor 222 of the current limiter 199, wire 223, 15 ampere fuse 198, wire 224, terminal 225, wire 205 to workpiece 203 and thus to positive conductor 204. This achieves
because the contacts 227 of the current limit limiter 199 are closed, thereby completing the following circuit: From the negative conductor 208 via switch 202, contact 209, wire 210, terminal 211.5 amp # fuse 197, wire 212, terminal 213, wire 214, terminal 176, wire 215, contact 207, push button 181, terminal 217, wires 218, 228, contacts 227, wire 229, winding of delay relay 196, wire 230, terminal 231.Wire 232, terminal 179, wire 233.25 amp fuse 234, wire 235, contact 157, to pulleys 100 and 119, electrode 123,
Rod 206, to workpiece 203 and thus to positive conductor 204. The relay 196 is energized by this circuit. The armature 236 is moved and makes contact with the contact 237, whereby the following circuit is closed:
From negative conductor 208 to 5 ampere fuse 197, # over wire 238, resistor 194, wire 239, winding of the con t; aktes t95, I) raLt 240, contact 237, armature 236, wire 241, 15 ampere meter 198, wire 224, terminal 225, wire 205 to workpiece 203 and to positive conductor 204.
This circuit excites the contact apparatus 195 and causes the armature 242 to come into contact with the contact 243, whereby the main welding circuit is closed. This flip-but through resistor 201, winding 200, wire 244, terminal 245, wire 246, winding 247, current limiter 199, amp # remeter 193, wire 248, armature 242, contact 243, wire; 249, clamp 250, wire 251, clamp 252, clamp 174 of shunt 170, clamp 173, wire 253, through winding 163 of head 93, wire 188 to clamp 130 of guide tube 125, to electrode 123, and thence to rod 206, and to workpiece 203 back to positive conductor 204.
The push button 181 is now released so that the contacts 254 and 255 are connected. At the same time, the rod 206 is withdrawn so that an arc now arises between the electrode 123 and the workpiece 203. By releasing the push button, the winding 219 of the current limiter 199 is de-energized, since the circuit is interrupted at contact 207.
In contrast, the contacts 227 remain closed, since the winding 247 is in the main welding circuit. The motor 60 rotates and keeps the arc at least approximately constant. The motor field is excited by the shunt 170 'of the main current, while the armature is excited by the light arc voltage.
The armature circuit is as follows:
From electrode 123 to pulleys 100, 119, wire 235, 25, amperage fuse 234, motor armature 60, wire 256, contact 255, push button 181, contact 254, terminal 178, wire 257, terminal 258, wire 221, current limiter 199, contact 259 , Wire 260,223,15 ampere fuse 198, wire 224, terminal 225, wire 205, workpiece 203 and positive conductor 204.
Relay 196 maintains its armature 236 in contact with contact 237 because it is under the arc voltage. This circuit is as follows:
Electrode 123, pulleys 100,119, fuse 234, wire 233, terminal 179, wire 232, terminal 231, wire 230, relay winding 196, wire 229, contact 227 of current limiter 199, wires 228 and 218, terminal 217, wire 216, terminal 177, Push button 181, contact 254, clamp 178, wire 257, clamp 258, wire 221, current limiter 199, contact 259, wire 260,223, fuse 198, wire 224, clamp 225, wire 205,
Workpiece 203 and positive conductor 204.
Instead of the slow-acting relay 196, an ordinary relay with a cataract could also be provided. A slow-acting relay is indicated in order to delay the breaking of the contact of the armature 236 with the contact 237 and thereby not to de-energize the contact relay 195 during the short period of time during which the relay circuit is broken is when the push button 181 moves from the switching position to the normal position.
The motor keeps the arc within narrow limits at a constant length, since the armature is in the bypass to the arc and the field in the bypass with the Heurtstrom.
Should the arc become longer, its voltage would increase, which would reduce the welding current. If this increased voltage in the armature comes in connection with a ge weakened field, the effect, which latter is generated by the reduced welding current, the motor is accelerated, while the reverse will take place when the arc becomes shorter. If the melting rate of the electrode increases, the motor speed will also increase, and this will cause the electrode to be connected more quickly.
At the same time, the machine's travel speed along the weld seam is increased, and a weld that is uniform is achieved. Metal is released evenly along the weld seam. The reverse of the above will occur when the rate of melting of the electrode decreases.
If the arc is interrupted by any abnormal circumstances or the electrode "freezes" to the workpiece, the control device would automatically cut off the current; for example, the following can occur if the arc is interrupted:
The current limiter 199 is de-energized.
Its contacts 227, 259 open. The winding 196 of the delay relay is de-energized, its contact 237 releases the armature 236. The winding 195 is de-energized, the contact 243 releases the armature 242.
As soon as "freezing" occurs, relay 196 is de-energized because the arc voltage becomes zero. This is achieved. that the contact apparatus. 195 opens the main circuit.
The variable resistor 170 allows the machine to be used for voltages which are quite different from one another.
The current limiter protects the rotor's armature against current surges, which can occur when the mains voltage is present at the armature terminals. The latter occurs when the arc is interrupted.
There are two ways to stop the machine:
First, the push button 181 can be operated so as not to make contact.
This interrupts the armature circuit. The relays 196,195 are de-energized, and the corresponding armature 236, 242 interrupt the circuit at the contacts 237,243.
Second, the rod 206 can also be inserted between electrode 123 and workpiece 203, so that the arc voltage is canceled. All relays are then de-energized.
To switch off the electromagnet 163, the conductor 254 is pulled out of the plug 182 and conductor 253 is released from the clamp 167 and plugged into the opening 182.