DE633265C - Einrichtung zum Erzielen einer gleichmaessigen Schweissung beim Arbeiten mit elektrischen Lichtbogen- oder Rollennahtschweissmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Lichtbogen- oder Rollennahtschweißmaschinen, bei denen für den Vorschub des Schweißwerkzeuges oder des Werkstückes ein Vorschub antrieb zur Erzeugung einer Grundbewegung und ein Vorschubantrieb zur Erzeugung einer in der einen oder anderen Richtung zur Grundbewegung senkrecht verlaufenden Bewegung vorgesehen sind und beide Vorsehubantriebe mit Hilfe einer elektrischen Fühlersteuerung durch eine Schablone selbsttätig so gesteuert werden, daß der Schweißweg ein Abbild der Schablone ergibt. Bei einer solchen Steuerung werden nicht in die Richtung der Grund- oder Querbewegungen fallende Schweißrichtungen (Sollschweißrichtungen) durch Aneinanderreihen von abwechselnd in die Grund- und Querbewegungsrichtung fallende Schweißwegstrecken verwirklicht. Es ist leicht zu übersehen, daß beim Schweißen in einer solchen Sollschweißrichtung immer mehr oder weniger eine Anhäufung von Schweißmaterial stattfindet gegenüber Schweißungen, die in gerader Strecke längs der Grundbewegung oder einer der Querbewegungen vorgenommen werden.

Die vorliegende Erfindung besteht darin, solche Schweißmaterialanhäufungen zu verhindern. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst, daß selbsttätig beim Schweißen in einer Richtung, die nicht direkt in die der Grundbewegung oder einer der Querbewegungen fällt, die Schweißstromstärke vermindert wird. Die Verminderung der Schweißstromstärke erfolgt dabei durch einen Richtungsfühler, der gleichzeitig mit dem die Vorschubantriebe steuernden Hauptfühler die Schablone abtastet. Das Ergebnis der Schweißstromverminderung in den beiden Bewegungsrichtungen beim Schweißen in einer Sollschweißrichtung, die durch gewissermaßen treppenartiges Aneinandersetzen von in die Richtung der Grund- und Querbewegungen fallenden Schweißstrekken verwirklicht wird, besteht darin, daß bei Lichtbogenschweißmaschinen infolge der Schweißstrom verminderung hierbei weniger Schweißmaterial von der Schweißelektrode niedergeschmolzen wird. Das Gesagte wird an Hand der Figuren deutlich.

Es sei beispielsweise angenommen, daß eine Schweißung ausgeführt werden soll, die ein Abbild der in Fig. 1 dargestellten Schablonenform ergeben soll. Da eine Vorschubbewegung entsprechend dem Aufbau der Maschine bzw. der Steuerung nur in Richtung der in

*) Von dem Patentsweher ist als der Erfinder angegeben worden:

Karl Meiler in Berlin-Siernensstadt.

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Fig. ι eingetragenen Pfeile ι bis 4 - erfolgen kann, kann eine Schweißung in einer Sollrichtung entsprechend dem Pfeil 5 nur so erfolgen, daß in entsprechender Weise treppenartig in _die Grund- und Querbewegungsrichtung fallende . Schweißwegstrecken aneinandergereiht werden. Fig. 2 läßt erkennen, wie eine entsprechend der Schablone nach Fig. ι ausgeführte Schweißung in diesem Falle aussieht. Insbesondere der rechte Teil der Fig. 2 zeigt die erwähnte treppenförmige Schweißraupenform. In dieser Figur ist ein in Richtung des Pfeiles 2 verlaufender Schweißweg einem gleich langen, in Richtung des Pfeiles 5 verlaufenden Schweißweg gegenübergestellt. Streckt man die treppenförmig verlaufende Schweißraupe des rechten Teiles der Fig. 2, so erhält man, wie Fig. 2 a erkennen läßt, eine Schweißraupenlänge, die beträchtlich größer ist als die beim Schweißen in Richtung der Grundbewegung 2. Praktisch verläuft die Schweißung nicht in der im rechten Teil der Fig. 2 präzise dargestellten Form. Es findet vielmehr ein Zusammenfließen des Schweißmaterials statt, so daß letzten Endes eine mehr oder weniger geradlinig verlaufende Schweißraupe von größerer Stärke entsteht. Es wird in diesem Zusammenhange jetzt deutlieh, daß man die Schweißraupenstärke ohne weiteres wieder auf das ursprüngliche Maß ■ zurückführen kann, wenn man die Schweißstromstärke und damit die Menge des niederschmelzenden Schweißmaterials beim Durchlaufen der treppenförmigen Bahn vermindert. Die Erscheinung -der Schweißmaterialanhäufung tritt um so ' weniger hervor, je mehr die zu verwirklichende Schweißrichtung entsprechend dem Pfeil 5 der Fig. 1 entweder in die Richtung der Grundbewegung entsprechend den Pfeilen 1 und 2 oder in Richtung der Querbewegungen entsprechend den Pfeilen 3 und 4 der gleichen Figur fällt. Man muß deshalb dafür sorgen, daß die Schweiß-Stromverminderung beim Schweißen in Richtungen, die nicht mit der Grund- oder einer der Querbewegungen zusammenfallen, je nach dem Richtungswinkel, den die dazwischenliegende Sollschweißrichtung mit der Richtung der Grundbewegung einschließt, entsprechend verändert wird. Die Schweißstromstärke muß dann um ihren Höchstwert vermindert werden, wenn die besagte Sollschweißrichtung jeweils den Winkel zwischen der Richtung der Grundbewegung und der einen oder der anderen der möglichen Querbewegungen halbiert.

Wie man den Erfindungsgedanken beispielsweise verwirklichen kann, ist aus Fig. 3 zu entnehmen. Die Schablone, nach der die Schweißung ausgeführt werden soll, ist mit 6 bezeichnet. Sie wird durch einen Fühlhebel 7 abgetastet, der in eine Platte 8 ausläuft, in welcher die Rolle 9 drehbar gelagert ist. Die Schablone 6 nimmt an den Bewegungen des Schweißkopfes oder des Werkstückes teil; sie läuft also vor der Fühleinrichtung vorbei. Die Rolle 9 wird dabei ständig gegen die Bahn der Schablone 6 gedrückt, so daß der Fühlhebel/ entsprechende Bewegungen ausführt, die in bekannter Weise zur Steuerung des Vorschubes in der einen oder anderen Querbewegungsrichtung dienen. Wie die eigentliche Steuerung des Vorschubes und damit die selbsttätige Kopierung der Schablonenform vor sich geht, ist im vorliegenden Zusammenhange ohne Bedeutung. Wichtig ist dagegen die Wirkungsweise eines Richtungsfühlers, der im wesentlichen durch eine Rolle 10 und einen Winkelhebel 11 verkörpert wird. Der Winkelhebel 11 ist in der Platte S, und zwar in dem Punkt 12 drehbar gelagert. Um Mißverständnisse zu vermeiden, sei darauf hingewiesen, daß die Bewegungen des Winkelhebels 11 bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel von denen der Rolle'9 unabhängig sind. Der Winkelhebel 11 trägt an seinem Ende ein Kontaktstück 13, das über den Widerstand 14 hinweggleiten kann. Die Punkte 15, 16 und 17 des Widerstandes 14 sind miteinander verbunden und über die bewegliche Leitung 18 an die eine Leitung des Netzes 19 angeschlossen. Das Kontaktstück 13 steht über die bewegliche Leitung 20 mit der Erregerwicklung 21 des Schweißstromgenerators 22 in Verbindung, der durch den Elektromotor 23 angetrieben wird.

Die Wirkungsweise der in Fig. 3 dargestellten Einrichtung ist folgende: Solange die Teile die in der Figur dargestellte Lage zueinander einnehmen, weist der Schweißstrom einen normalen oder größten Wert auf. Schlägt der Winkelhebel 11 infolge der Gestalt der an der Fühlereinrichtung vorbeilaufenden Schablone 6 entgegen dem Uhrzeigersinne aus, so wird damit in den Stromkreis der Erregerwicklung 21 mehr und mehr Widerstand eingeschaltet, die Schweißstromstärke also vermindert. Erreicht der Ausschlag die 45°-Stellung, so ist der in diesen Stromkreis eingeschaltete Widerstand am größten, die Schweißstromstärke am geringsten. Schlägt der Winkelhebel 11 über die 45^a-Stellung hinaus weiter aus, so nähert sich das Kontaktstück 13 mehr und mehr dem Stromzuführungspunkt 17, und die Schweißstromstärke nimmt wieder zu, bis schließlich beim Ausschlag um 90⁰ der ganze Widerstand ausgeschaltet ist und der Schweißstrom seinen normalen Ausgangswert erreicht hat. Zu dem gleichen Ergebnis kommt man, wenn man die Vorgänge beim Ausschlagen des

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Winkelhebels 11, von seiner normalen Stellung ausgehend, im Uhrzeigersinne verfolgt. Aus der Beschreibung der Wirkungsweise der Steuerung geht hervor, daß die Schweißstromstärke bei Sollschweißrichtungen, die nur durch treppenartiges Aneinanderreihen einzelner Schweißstrecken verwirklicht werden * können, tatsächlich immer geringer ist als die normale Schweißstromstärke, daß ferner die

ίο Stromverminderung mit der Größe der Abweichung der Sollschweißrichtung von der Richtung der Grundbewegung anwächst, schließlich aber mit der Annäherung der Sollschweißrichtung an die Richtung der einen oder anderen Querbewegung wieder rückgängig gemacht wird.

Nach welcher Gesetzmäßigkeit man die Änderungen der Schweißstromstärke sich vollziehen läßt, ist von Fall zu Fall zu ent-

ao scheiden. An sich kann man jede gewünschte Gesetzmäßigkeit durch entsprechende Bemessung oder Abstufung des Widerstandes 14 erreichen.

Für die Regelung eines Schweißstromaggregates sind eine Fülle von Vorschlägen bekanntgeworden. Bei der Durchführung der Erfindung spielt die Art der Steuerung des Schweißstromaggregates keine Rolle. Man kann also bekanntgewordene Steuerungen ohne Schwierigkeiten in ähnlicher Weise unter den Einfluß des Richtungsfühlers stellen, wie es beim Ausführungsbeispiel der Fall ist. Unter Umständen kann es dabei erforderlich werden, den Winkelhebel 11 außer dem Widerstand 14 noch einen zweiten Widerstand ein- und ausschalten zu lassen.

BeiRollennahtschweißmaschinen würde beim Durchlaufen eines treppenförmigen Schweißweges anstatt der Gefahr einer Schweißmaterialanhäufung die Gefahr einer unzulässigen Stromdichte und damit die Gefahr einer örtlichen Überhitzung des Werkstückes treten. Diese Überhitzung kann besonders gefährlich werden, wenn sie eine Gefügeänderung im Material des Sclvvveißstückes zur Folge hat.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Einrichtung zum Erzielen einer gleichmäßigen Schweißung beim Arbeiten mit elektrischen Lichtbogen- oder Rollennahtschweißmaschinen, bei denen für den Vorschub des . Schweißwerkzeuges oder des Werkstückes ein Vorschubantrieb zur Erzeugung einer Grundbewegung und ein Vorschubantrieb zur Erzeugung einer in der einen oder anderen Richtung zur Grundbewegung senkrecht verlaufenden Bewegung vorgesehen sind, und beide Vorschubantriebe mit Hilfe einer elektrischen Fühlersteuerung durch eine Schablone selbsttätig so gesteuert werden, daß der Schweißweg ein Abbild der Schablone ergibt, wobei durch die Schablone vorgeschrieb ene, nicht in die Richtung der Grund- oder Querbewegungen fallende Sollschweißrichtungen durch Aneinanderreihen von abwechselnd in die Grund- und Querbewegungsrichtung fallenden Schweiß Wegstrecken erzielt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Schablone zusätzlich durch einen Richtungsfühler (1 o, 11) abgetastet wird, der mit der Große der Abweichungen derartiger Sollschweißrichtungen von der Grundbewegungsrichtung die Schweißstromstärke zunächst bis- auf ein bestimmtes Maß vermindert und sie mit weiterer Zunahme der Abweichungen wieder erhöht, bis sie schließlich beim Zusammenfallen der Sollschweißrichtung mit der einen oder anderen Querbewegungsrichtung wieder ihren Ausgangswert erreicht.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen