Einrichtung zum Regeln der Abschmelzgeschwindigkeit von Werkstücken in Widerstandsstumpfschweissmaschinen
Die Erfindung bezieht sich auf Einrichtungen zum Regeln der Abschmelzgaschwmdigkeit von Werkstük- ken in Widerstandsstumpfschweissmaschihen, die einen Sbouersohieber für ahydraulischen Antrieb des Werkstückvorsohubas bsim Abschmelzen und Stauohen und einen regelbaren Elektroantrieb zur Schie berstangenverstellung besitzen.
Bekannte Einrichtun- gen idieser Art sichern keine genügende Beständigkeit des ununterbrochenen Abschmelzvorganges beim Schweissen, sind konstruktiv kompliziert und erlauben nicht, den Schweissvorgang nach einem vorgegebenen (Programm durchzuführen.
Zur Beseitigung diese r Nachteile wird gemäss Er findung vorgeschlagen, m der Speisescbaltung des Elektroantriebes der Schieberstangenverstellung Mittel vorzusehen,dieeineAbhängigkeitderSpeise- spannung vom Schweissstrom bewirken, derart, dass sie die Werkstückvordschubgeschwindigkeit beim Abschmelzen bai Schweissstromgrössen, die eine vorge gebene überschreiten, beeinflussen.
Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung kann der Elektroantrieb mit einem Schraubengetrie- be ausgerüstet sein, das mit der Schieberstange über einen Elektromagneten und eine Zugstange, die durch die Schraubenspindel dieses Getriebes geht, verbunden ist, wobei der Kern des Elektromagneten mit der Schnaubenspindel, das bewegliche Joch des Elektromagneten mit der Zugstange gekoppelt sind und der Abstand zwischen dem Kern und dem Joch eingestellt und damit die Staucbgrösse festgelegt wer- den kann.
Zur Empfuidlichkeitserhohung des hydraulischen Antriebes in bezug auf idie eingegebenen Kommandos können die Schieber der Schioberstange mit Nuten zur Verminderung des Flüssigkeitsverbrauchs beim Schieberöffnen versehen sein.
Ein praktisches Ausführungsbeispiel der erfin- dungsgemässen Einrichtung ist in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigen :
Fig. 1 das Gesamtschema der erfindungsgemässen Einrichtung,
Fig. 2 einen Längsschnitt des Steuersohlebers für den Hydroantrieb des Vorschubs beim Abschmel- zen und Stauohen auf der Schweissmaschine,
Fig. 3 die Prinzipschaltung der Speisung des Elektroantriebs für die Schieberstangenverstellung,
Fig. 4 einen Längsschnitt des Schraubengetriebes zur Schieberstangenverstellunig.
Im unbeweglichen Teil des Schweissmaschinengestells (Fig. 1) ist eine Steuerung 2 für die Flüssig- . keitszufuhr m die Zylinder 3 des hydraulischen An triebes des Vorschubs beim Abschmelzen und Stau chen angeordnet. Auif dem beweglichen Teil des Gestells 4 befindet sich ein regelbarer Elektroantrieb 5 mit Schraubengetriebe 6 zur Steuerung der Verstelung der Schieberstange 7.
Die Schieber 8 der Schieberstange 7 (Fig. 1 und 2) überdecken die Ringnuten 9, die durch die Offnungen 10 und Rohrleitungen 11 mit dem Zylinder 3 verbunden sind. Die Öffnung 12. der Steuerung 2 ist durch aine Rohrleitung 13 mit der Hochdruckleitung des hydraulischen Systems und die Öffnung 14 mit der Abflussleitung 15 verbunden. Die Nuten 16 auf den Schiebern 8 sind zur Verminderung des Betriebsflüssigkeitsverbrauchs beim Schieberöffnen bestimmt.
Der regelbare Elektroantrieb 5 enthält einen Gleichstromkleinmotor 17 (Fig. 3) in dessen Speisestromkreis eine negative Rückkopplung der Speise spannung in Abhängigkeit vom Schweissstrom angewandt ist. Der Elektromotor 17 wird vom Genera- tor 18 gespeist, während die Erregerwiclclung 19 des Elektromotors 17 an eine Gleiohstromqmellc angeschlossen ist.
Die Erregerwicklung 20. dient. als. Steuerwicklung und ist parallel zum Anker des Generators 18 über den Regelwiderstand 30. angeschlossen. Die Wicklung 20 wird von einer SbabiSsieriungswicklurlg 29 beeinflusst, an derem einen Ende eine Spannung be stimmter Grösse vom Gleichrichter 21 und dem Wi derstand 22 zugeführt wind, und an derem.anderen Ende sich eine Steuerspannung einstellt, die vom Glaichridhter 23 und dem Widerstand 24 zugeführt wird.
Der Gleichrichter 21 wird von einer Fremd- stromquelle gespeist. Die Speisespannung des Gleich richters 23 kommt von der Sekundärwicklung 26 des im Kreis der Primärwicklung 27 des Schweisstrans- formators 28 aufgestellten Stromtransformators, über den Regelwiderstand 25.
Die Gleichrichter 21 und 23 sind gegengeschaltet.
Der Elektromotor 17 setzt idie Schneckenwelle 31 und das Schneckenrad 32 des Getriebes 33 (Fig. 4) in Drehung. Die Nabe 34 des Schneckenrads 32 ist mit Gewinde versehen und wirkt als Mutter der Schraubenspindel 35 des. Schraubengetriebes. Durch die Schraube ist'die Zugstange 36 geführt, die mit dem beweglichen Joch 37 des Elektromagneten 38 verbunden ist. Der Kem 39 des Elektromagneten ist auf der Schraubenspindel 35 befestigt. Der Abstand 40 zwischen dem beweglichen Joch 37 und dem Kern 39 wird mit Hilfe der Schraubenmuttern 41, die auf der Zugstange 36 sitzen, reguliert.
Bei Betrieb des Elektromotors 17 wird die Schraubenspindel 35 in Axialrichtung verstellt und wirkt über Zugstange 36 mit Schraubenmuttern 41 auf die Stange 7 ein, wobei diese in bezug. auf den Steuerkörper 2 verstellt wird.
Die beschriebene Einrichtung. funktioniert in fol- gender Weise :
Werm der Gleichrichter 21 unter Spannung ge- setzt wird und der Generator 18 sich dreht, wird der Elektromotor 17 vom Generator gespeist und setzt die Schneckenwelle 31 und das Schneckenrad 32 in Drehung, wodurch die Schraubenspindel 35 mit der Stange 36 in Axialrichtung verschoben wird.
Die Stange 7 der Steuerung 2, die von der Feder 42 an die Stange 36 angedrücktwird,verschiebtsicheben- falls in Aaialriohtung. Je nach der Verstellungsrichtung. der Stange 7 in bezug auf die Steuerung 2 verschieben sich die Schieber 8 relativ zu den Ringnuten 9 derart, dass die Hochdruckrohrleitung 13 des hydraulischen Systems über die Öffnung 12, die Ringnuten 9, eine der Öffnungen 10 und die Rohrleitung 11 mit einem der Räume des Zylinders 3 verbunden wird. Gleichzeitig wird ein anderer Raum des Zylinders 3 mit der Abflussleitung 15 verbunden.
Der bewegliohe, mit dem Kolben des Zylinders 3 verbundene Teil des Gestells 4 beginnt sich zu ver sbellen. Die Bewegung dauert so lange, bis die Ver- stellung der Schrauhenspindel 35 bzw. der Zugstange 36 aufhört. Das Ende der Verstellung der Schraubenspindel 35 in Axialrichtung hat zur Folge, dal3 durch die Feder 42 die Schieberstange 7 relativ zum Steuerkörper 2 verstellt wird, die Schieber 8 die Ringnuten 9 ilberdecken und auf diese Weise der Flüssigkeitszustrom im Zylinder 3 gesperrt wird.
Die Verstellungsgeschwindigkeit und-richtung der Schraubenspindel 35, die die Verstellungsgeschwin digkeit und-richtung des beweglichen Teiles des Ge stells 4 bestimmen, hängen von der Drehgeschwin- digkeit und-richtung des Elektromotors 17 und von der Grösse und der Polarität der Spannung des Generators 18 ab. DIe Generatorspannung wird ihrerseits durch die Spannung der Erregerwicklung 20 bestimmt.
Wenn kein Schweissstrom vorhanden ist und auch bei, derartigen Stromgrössen, bei denen die Spannung des Gleichnichters 23 kleiner ist als die Spannung des Gleichrichters 21, bleibt der Strom der Erregerwicklung 20 und folglich, auch die Span nung des Generators 18 unverändert und wird durch die Spannung des Gleichrichters 21 bestimmt. Nachdem infolge des Schweissstromanstiegs die Spannung des Gleichrichters 23 grösser wird als die des Gleichrichters 21, ändert sich der Strom in der Er regerwicklung 20 und die Spannung des Generators 18 entsprechend der Schweissstromänderung. Bei Stromanstieg wird die Generatorspannung geninger und bei Stromabfall grösser.
Dementsprechend ändert sich die Djjshgeschwindigkeit des Elektromotors 17, die Varstellungsgeschwindigkeit der Schraubenspindel 35 bzw. der Zugstange 36 sowie die Verstellungs geschwindigkeit des beweglichen Teiles des Schweiss- maschinengestells 4. Auf diese Weise wird die Werk stückvor. sohubgesohwijmdigkeit beim Abschmelzen in Abhängigkeit vom Schweissstrom bestimmt. Dies wird durch Anwendung einer negativen Rückkopplung der Speisespannung in Abhängigkeit vom Schweissstrom erreicht.
Beim Stauchen spricht der Elektromagnet 38 an und das Joch 37 wird, an den Kern 39 herangezogen.
Dabei wird die Zugstange 36 in Axialrichtung nach rechts verstellt und sdie mit ihr verbundene Schieberstange 7 um die Grösse des Abstandes zwischen Joch 37 und Kern 39 des Elektromagneten verschoben. Der Schieber gibt einer grösseren Menge Flüs -sigkeit den Zutritt zum Zylinder 3 frei, der fiür die Verstellung des beweglichen Teiles des Gestells mit grösserer Geschwindigkeit sorgt.
Zur EmpNndlichbeits'erhöhfung des hydraulischen Antriebes in bezug auf die Kommandos zum Andern der Verstellgeschwindigkeit des bewegliches Gestellteils sind an den Schiebern 8 der Schieberstange Nuten 16 zur Verminderung des Flüssigkeitsverbrauches beim Schieberöffnen vorgesehen.
Die erfindungsgemässe Einrichtung sichert zweck mässig'einen stabilen, ununterbrochenen Absohmelz- vorgang beim Widerstandsstumpfschweissen, bei ge ringem Stromverbrauch der Sohwaissmaschine. Das Schweissverfahren mittels ununterbrochener Abschmelzung gestattet im Vergleich zum Schweissver- fahren mit unterbrochenem Anwärmen, die zum Schweissen erforderliche Leistung wesentlich zu vermindern und folglich beim Schweissen von Werkstük- kan mit verhältnismässig. grossem Querschnitt Sohweiss- maschinen geringerer Leistung anzuwenden.
Im selben Sinn n wirkt auch die beim Einsatz der erfmdungsgemässenEinrichtungentstehendeMöglich- keit eines Sahweissens mit Programmsteuerung der Schweissmaschinenhauptparameter.
Eine hohe Empfindlicbketit in bezug. auf die eingegebenen Kommandos bei Durchführung eines vor gegebenen Scbweissprogramms wind vorteilhaft durch die Speiseschaltung das Elektroantriebs der Schieber- stangenveistellung des hydraulischen Antriebs, durch die Nuten auf den Schiebern der Schieberstange und infolge der Bauart des Schraubenantriebs der Schieberstangenverstellung gewährleistet.
All das ermöglicht eine wesentliche Ausrüstungs- vereinfachung, eine Leistungssteigerung und eine Kostensenkung der Werkstückfertigung.