-
Verfahren und Vorrichtung zum Schweißen Die Erfindung bezieht sich
auf elektrische Schweißengen und insbesondere auf ein Schweißverfahren und die diesbetreffenden
Schweißgeräte solcher Art, bei denen der Stromstoß zum Schweißen zugleich mit einem
mechanischen Schlag verbunden ist, welcher die zu verbindenden Konstruktionsteile
zusammenfügt.
-
Es fst bereits vorgeschlagen worden, während der Stromdurchleitung
durch die zusammenzuschweißenden Werkstücke, beispielsweise zwei Drahtstücke, auf
diese einen Schlag auszuüben. Diese bereits früher in Vorschlag gebrachten Verfahren
erfordern jedoch eine sehr sorgfältige Stromanpassung, Werkstückhaltung und Schlag-
oder Stauchvorrichtung zur Angleichung der mechanischen und elektrischen Einwirkungen
aneinander. In den meisten Fällen sind zudem weitere Vorrichtengen erforderlich,
die dazu dienen, die Werkstücke zunächst einmal in Berührung miteinander zu bringen,
sodann einen Lichtbogen auszuziehen und schließlich die Schlagvorrichtung wirksam
,verden zu lassen.
-
Ein Hauptkennzeichen der vorliegenden Erfindung besteht nun darin,
ein äußerst einfaches, kräftiges und doch zuverlässiges Gerät für die gleichzeitige
Ausübung eines mechanischen Schlages und eines elektrischen Schweißimpulses auf
die beiden durch Schweißeng zu verbindenden Werkstücke zu schaffen sowie in der
Bereitstellung neuartiger Schweißstifte, die das eine der beiden Werkstücke bilden,
und das Verfahren zum Arbeiten mit solchen Stiften.
-
Weitere Merkmale der Erfindung beziehen sich darauf, ein Schweißverfahren
und eine Schweißapparatur
solcher Art zur Verfügung zu stellen,
daß keine -besonderen Vorrichtungen zur Einhaltung einer engen Verbindung der beiden
Werkstücke erforderlich sind und nur eine geringe Geschicklichkeit -bei .der Vorbereitung
der Schweißung und bei ider Durchführung der Schweißarbeit selbst verlangt werden
muß. Ferner betreffen sie die Geräte hierzu; bei denen die den Schlag ausübenden
Teile normalerweise von der elektrischen Stromquelle zum Schweißen abgeschaltet
sind, wobei dann zur Herstellung einer wirksamen elektrischen Verbindung entweder
das Aufeinanderschlagen einzelner Gcrätteile beim Schlag Verwendung findet oder
der Stromschluß in seiner Schaltung von dem eigentlichen Schlag- bzw. Stoßvorgang
getrennt verläuft.
-
Wieder weitere Erfindungsgegenstände betreffen die Ausstattung dieser
Geräte in der Art, daß sie eine befriedigende Zueinanderordnung eines lösen Werkstückes,
-beispielsweise eines erfindungsgemäßen Stiftes, zu einem festen Werkstück oder
Werkzeugteil ermöglichen ohne unmittelbaren elektrischen Kontakt zwischen diesen
Stücken; sie betreffen weiter ein Werkzeug, das sich besonders dazu eignet, an ein
feststehendes Werkstück Stifte anzuschweißen: Ingbesondere wird ein Gerät bereitgestellt,
das dazu geeignet ist, Stifte an glatte Flächen anzuschweißen, wobei erfindungsgemäß
Stifte verwendet werden, die für eine solche Schweißarbeit besonders geformt sind.
Die Erfindung betrifft ferner ein Schweißverfahren mit einem Schlagschweiß:gerät
und einem besonders angepaßten erfindungsgemäßen Stromkreis zum Arbeiten mit diesen
Geräten, bei deren -Gebrauch der Schweißstrom durch einen Kontaktgeber innerhalb
des Gerätes -geschlossen werden kann oder durch einen von diesen getrennten Kontaktgeber,
der seinerseits :durch einen automatischen Regelstrom gesteuert wird.
-
Außerdem betrifft die Erfindung Schweißstifte von besonderer Form
oder Zusammenstellung; die sich speziell zu einer Schlagachweißung ,der vorstehend,beschriebenen
Art eignen, die keine größeren Aufwendungen bedingen und leicht und zufriedenstellend
a unter den unterschiedlichsten Arbeitsbedingungen und für die verschiedenartigen
zu schweißenden Metalle Verwendung finden können. Sie hat weiter eine Apparatur
zum Gegenstand für eine wirklich zufriedenstellende Verwendung solcher Stifte dieses
neuen Typs. Schließlich bezieht sich die. Erfindung auf das Verfahren zur vorteilhaftesten
Verwendung solcher Stifte und der entsprechenden Stiftschweißgeräte.
-
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird ein @starngen- oder
blockförmiger Metallkörper, nachstehend stets als Stift bezeichnet, mit einer Fläche,
die die Längsrichtung; des Stiftes schneildet, dadurch verschweißt, daß man dem
Ende des Stiftes einen wesentlich erhöhten elektrischen Widerstand verleiht, so
daß@ also an diesem Ende eine Kontaktfläche bei der Berührung mit der Platte, auf
welche dieser Stift aufgeschweißt werden soll, sich ergibt, welche beträchtlich
kleiner ist als der Querschnitt des Stiftes selbst. Der Schweißstrom wird durch
den Stift und die anzuschweißende Platte hindurchgeleitet, wobei zugleich ein Druck
ausgeübt wird; der hinsichtlich Stärke und Dauer etwa zwischen dem liegt, welcher
von einem Preßlufthammler bzw. einer Schlagvorrichtung mittels einer Feder erzeugt
werden kann. Dabei wird durch die hohe Stromdichte infolge der verringerten Strorudurchlässigkeit
des engen Querschnittes an der Berührungsstelle ;das Metall an dieser Stelle so
hoch erhitzt, daß es schmilzt. Durch diese, nur sehr kurze Zeit andauernde Schmelzung
wird das Stiftende von der Gegenfläche getrennt, und es entsteht ein Lichtbogen.
Dieses dünnere Ende kann entweder durch eine keilförmige Ausbildung oder eine kreisförmige
Randkante am Ende des Stiftes erhalten werden, ,durch einen vorstehenden Punkt oder
einfach eine raube Bruchfläche, die durch Abkanten od. d@gl. entstanden ist. Anstatt
dem Stiftende eine besondere Form, wie vorstehend beschrieben, zu verleihen, kann
auch der Stift in entsprechender Länge zum gleichen Zweck in seinem Querschnitt
verringert werden; um auf diese Weise wieder zu Beginn des Schweißvorganges einen
Stromdurchgang genügender Stärke zu erzielen, so daß das Metall des Stiftendes zum
Schmelzen gebracht wird, wodurch dann sogleich der Stift und das Werkstück eine
Trennung erfahren. Däibei wird die Bildung des Lichtbogens nicht nur durch die Ionisierung
des Metalls und die gleichzeitige Erweiterung der Lücke zwischen Stift und Werkstück,
sondern auch durch das Abschmelzen beider Werkstücke an dieser Stelle erleichtert.
-
Weitenhin betrifft die Erfindung somit auch solche Stifte, die eine
besondere Eignung zur Verwendung in dem bisher beschriebenen Schweißverfahren aufweisen.
Diese Stifte bestehen erfindungsgemäß aus einem glatten Schaftteil und einem Spitzenteil,
nachstehend als Drahtspitze bezeichnet, der sich in axialer Richtung von dem Schaft
aus nach vorn erstreckt und einen wesentlich geringeren Querschnitt hat als der
Schaft. Das Verhältnis der Länge zum Durchmesser isst bei dem Spitzenteil oder der
Drahtspitze so gehalten, daß eine Stromdichte erreicht wird, die genügt, um die
Drahtspitze zu schmelzen, bevor der eigentliche Stift auf das andere Werkstück auftrifft.
Die OQuerschnittsfläche der Drahtspitze soll wesentlich kleiner sein als die d°s
Schaftteils, und zwar in solchem Maße, daß das Verhältnis der Länge zu der Dicke
dieses Spitzenteils eine Stromdichte erzeugt, die ausreicht, um die Spitze in der
Zeit abzuschmelzen, die der Stift benötigt, um die Wegstrecke entsprechend der Länge
;der Drahtspitze zu durchlaufen, während er durch den Schlag vorgetrieben wird.
Durch den Schlag erfolgt -sodann auch die Verschmelzung der beiden gegenüberliegenden
Flächen von dem Stift und dem Werkstück, die sich infolge der Einwirkung des Lichtbogens,
der durch den abschmelzenden Draht erzeugt wurde, in geschmolzenem Zustand befinden.
Anstatt nur einer einzelnen Drahtspitze können auch mehrere Drahtspitzen am Ende
des Stiftes in Anpassung an die Querschnittsfläche
des eigentlichen
Stiftes angeordnet sein, wie weiter unten noch näher beschrieben wird. Die vorstehenden
Angaben zur Bemessung des Querschnittes und der Länge einer einzelnen Drahtspitze
gelten analog dann auch für den kombinierten Querschnitt eines mit mehreren Drahtspitzen
versehenen Stiftes.
-
Nach einer anderen Durchführungsform gemäß der Erfindung erfolgt beim
Schweißvorgang die Einhaltung einer Entfernung des Stiftes von dem Werkstück nicht
mittels einer zweckentsprechend geformten Stiftspitze, wie vorstehend beschrieben,
sondern durch eine zu Beginn der Schweißung vorgesehene Abhebung der beiden Werkstücke
voneinander. Gemäß dieser Abänderung der Erfindung wird der Stift zunächst möglichst
genau in einer bestimmten Entfernung von der anderen Fläche eingestellt, worauf
der Stromkreis durch die Werkstücke hindurch geschlossen und unmittelbar hierauf
dem Stift ein Schlag erteilt wird, um ihn mit dem größeren Werkstück in Verbindung
zu bringen. Hierbei muß die zu Beginn vorliegende Lücke groß genug sein, um die
Bildung -eines Lichtbogens auszuschließen, bevor der Schlagerfolgt, aber andererseits
genügend eng, um bei der Annäherung der Werkstücke das Metall zum Schmelzen zu bringen,
jedoch nur so stark, daß es genügt, um eine metallische Verbindung herzustellen,
und nicht etwa ein noch ungesohmolzener Teil des Stiftes tiefer in das Gegenstück
ein- oder sogar hindurchdringt.
-
Ein weiterer wichtiger Erfindungsgegenstand betrifft die Bildung der
anfänglichen Lücke zwischen den Werkstucken, die sowohl in mechanischer wie elektrischer
Hinsicht erwünscht ist, dadurch, daß das Ende des Stiftes mit einem Kopf aus leicht
zerbrechbarem Isolationsmaterial abgedeckt wird. Dieser wird an .die größere Werkstücksfläche
angedrückt, und wenn sodann der Stift und die Gegenfläche unter Strom gesetzt und
dem Stift ein Andrückschlag erteilt wird, zerfällt dieser Kopf, und die Schweißfläche
wird ionisiert, so daß sich ein Lichtbogen bildet, bevor noch der Stift voll auf
die Fläche auftrifft. Es ist ersichtlich, daß dieses Verfahren in gewissem Umfange
der anfänglichen Abrückung des Stiftes mittels eines hierfür besonders ausgestatteten
Apparates nach einer d--r Ausführungsformen der Erfindung gleichkommt, wobei aber
die besonderen Vorkehrungen zur Bildung des Abstandes nun nicht mehr erforderlich
sind, vielmehr die Durchführung der Schweißurig mit einem Gerät vorgenommen werden
kann, das von Anfang an eine Anpressung des Stiftes an das Gegenstück vorsieht.
-
Der vorstehend genannte Kopf zur Bildung einer Unterbrechung besteht
erfindungsgemäß aus einer kompakten Masse aus ziemlich steifem und genügend sprödem
Isolationsmaterial, das zerfällt, wenn dem Stift, während der Kopf auf dem Werkstück
aufsitzt, ein Schlag erteilt wird. Um die Zertrümmerung des Kopfes noch zu verstärken,
kann dieser auch außer den Grundbestandteilen, die zur räumlichen Trennung und Isolierung
dienen, zusätzlich ein Mittel enthalten, welches explodiert, wenn dein Stift in
4er Schweißstellung ein Schlag erteilt wird oder wenn die Temperatur der Schmelzzone
bis zur Lichtbogenbildung ansteigt. Außerdem kann .der Kopf noch ein Mittel enthalten,
das bei der Erhitzung oder mechanischen Zertrümmerung ein inertes Gas abgibt, welches
sodann die Schmelzzone schützt. Schließlich kann der Kopf auch weiterhin noch ein
F fußmittel aufnehmen, durch das die Verbindung der beiden Werkstücke begünstigt
wird. Es ist ersichtlich, daß durch die Einhaltung des z#,bstandes, sei es mittels
eines wirklich vorhandenen Luftraumes zwischen den Werkstücken, durch einen isolierenden
Kopf oder durch die unmittelbar aufstoßende, zweckentsprechend dünner gehaltene
Drahtspitze, stets die allen gemeinsame Aufgabe erfüllt wird, zu Beginn der Schweißung
eine Unterbrechung herbeizuführen, und zwar vor, während und unmittelbar im Anschluß
an den Schlag oder wenigstens während und gleich nach dem Schlag; letzteres in :den
Fällen, wo eine ungleichförmige Auftrefffläche oder eine Drahtspitze Verwendung
findet. Die Größe der Lücke kann durch die Ausbil-Jung der Stiftspitze, die Abmessungen
der Drahtspitze oder durch die Stärke und das Material des Kopfes festgelegt werden,
um so den richtigen Ablauf aller einzelnen Verfahrensstufen zu sichern. Diese betreffen
die Einhaltung der richtigen Menge, Temperatur und des Zeitpunktes der Bildung des
geschmolzenen Materials, die Fertigung von sauberen und festen Schweißungen ohne
Abbrände, Ausquellungen oder sonstige qualitätsmindernde Beeinträchtigungen der
unmittelbaren Umgebung der Sc'hweißung, und andererseits auch die Durchführung in
der Art, daß der Stift nicht ganz durch das Werkstück, das in vielen Fällen sehr
dünn ist, hindurchdringt.
-
Die Erfindung betrifft ferner, in Hinblick auf weitere wichtige Kennzeichen,
ein Gerät für die elektrische Schlagschweißung zur Anbrin:gung von Stiften an Werkstücken,
das aus einer Gleichstromquelle .besteht, einem Schlagaggregat, da-s auf einem Rahmenteil
.befestigt ist und eine Werkzeugführung besitzt, einem Stifthalter an der Werkzeugführung,
einem Hammer, welcher in der Führung gleitet und zur schlagartigen Einwirkung auf
den Stifthalter dient, und einem Mechanismus zum Abheben des Stifthalters und des
Hammers sowie auch andererseits zur Verbindung des Hammers mit dem Stifthalter.
Weiterhin weist es einen Stromkreislauf mit einem Stromunterbrecher auf, der durch
das Schlagaggregat vor dem eigentlichen Schlag geschlossen und kurz danach wieder
unterbrochen wird. Das Gerät kann nach Wunsch mit Abstandshaltern versehen sein
zwecks Bildung eines Luftzwischenraumes zwischen dem Stift in dem Geräthalter und
dem Werkstück, gegen welches der Abstandskalter gedrückt wird. Sind solche Abstandshalter
nicht vorgesehen, können mit Köpfen versehene Stifte in der bereits beschriebenen
Weise Verwendung finden oder auch in einigen Fällen Stifte mit Drahtspitzen.
-
Um ehre inerte Atmosphäre um die Schweißstelle herum zu schaffen,
kann auch an Stelle von einem
gasabgebenden Kopf eine gesonderte
Zufuhrleitung treten, die an -dem Werkzeughalter oder den Abstandsstiften angeordnet
ist. Diese Leitung kann auch getrennt zu der Schweißfläche zugeführt sein. Durch
diese wird ein inertes Gas zu der Lücke zwischen denn Werkstück und dem Stift zugeführt.
Diese Gaszufuhr wird durch eine Einrichtung gesteuert, die ihrerseits durch den
Mechanismus für das Schlagwerkzeug oder durch dieses Werkzeug selbst beeinflußt
wird, beispielsweise durch den Hammer des den Stift tragenden Teils.
-
Die einzelnen Ausführungsformen tdes erfindungsgemäßen Verfahrens,
dessen Anwendungsmöglichkeiten und die betreffenden Gerätausibildungen sind nachstehend
näher erläutert und in den Abb. i bis 34, beispielsweise bzw. schematisch wiedergegeben,
und zwar zeigt Fig. i einen axiailen Längsschnitt durch einen Schweißhammer nach
der Erfindung, Fig. 2 eine Seitenansicht der Fig. i von rechts gesehen, Fig. 3 einen
Schnitt nach Linie 3-3 in Fig. z, Fig.4 einen Schaltplan eines Gleichstromkreislaufes
für das Schweißgerät nach der Erfindung, Fig. 5 einen Schaltplan für den Stromkreis
"ahnlieh Fig. 4, jedoch für die Verwendung von Wechselstrom, Fig. 6, 7 und 8 schematische
Schnitte durch zwei Werkstücke während der Schweißung nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren, Fig. g eine schematische Darstellung hinsichtlich der Anwendung eines
Schweißhammers nach Fig. i bis 3, in einer Schweißanlage entsprechend den Fig. 4
und: 5; Fig. io die Vorderansicht einer zweiten Ausführungsförmdes Gerätes nach
der Erfindung, Fig. ii einen Schnitt nach Linie ii-ii in Fig. io, Fig. 12 die Darstellung
eines Stiftes mit der Wiedengatbe der Stifthäiltung im Schnitt beim Gebrauch eines
Werkzeuges gemäß Fig. io und i i, Fig. 13 eine perspektivische Ansicht einer keilförmigen
Stiftspitze zur Verwendung in den erfind:ungsgemäßen Schweißwerkzeugen, Fig. 14
einen Längsschnitt eines Stiftes mit verjüngter, ausgehöhlter Spitze, Fig. 15 einen
Teilschnitt von Fig. i i mit der Darstellung einer Hammereinrichtung ohne Stromeinschalter,
Fig. 16 und 17 Schaltbilder für eine Schweißanlage, unter Verwendung von Werkzeugen
nach Fig. I bis 12, Fig. 18 das Schaltbild einer Schweißanlage zur Verwendung eines
Werkzeuges nach Fig. 15, Fig. i9 die Ansicht eines erfindungsgemäßen Stiftes mit
Drahtspitze, Fig. 2o die Anordnung eines Stiftes nach Fig. i9 in einem Werkzeug
nach Fig. i i, Fig.2i und 22 Darstellungen von Stiften mit mehreren Spitzen, Fiig.
23 bis 28 schematische Darstellungen des erfindungsgemäßen Schweißverfahrens unter
Verwen-.dun von mit Drahtstiften versehenen Stiften nach Fig. i.9 bis 22, Fig. 29
die Ansicht eines Stiftes nach Pig. ig, welcher aber eine am Ende verjüngte Spitze
aufweist, Fig. 30 und 31 Ansichten von Stiften nach Fig.2g mit Abstandsköpfen,
die im Schnitt dargestellt sind, Fig. 32 eine Schnittansicht von einem gesondert
gefertigten Kopf mit dem zugehörigen Stift, bevor dieser in den Kopf eingeschoben
wird, und Fig. 33 und 34 Ansichten der Stifte nach Fig. 2i mit den Darstellungen
der zugehörigen Köpfe im Schnitt einmal reit einem gemeinsamen Kopf und das andere
Mal mit zwei einzelnen Köpfen.
-
Zunächst sei eine Ausführungsform des Schweißhammers nach der Erfindung
an Hand -der Fig. i, 2 und 3 beschrieben.
-
In diesen Figuren bezeichnet die Ziffer io eine äußere Schutz- und
Gleithülse aus Metall mit einem Halter, beispielsweise einem bei i i angeschraubten
Handstück 12, das in Form eines Griffes gehalten werden kann öder in Form eines
abgerundeten, der Handfläche angepaßten Tellers: Es kann auch jede beliebige andere
Form Verwendung finden, die für den jeweiligen Zweck der günstigsten Handhabung
entspricht. Der Halter kann auch so ausgebildet sein, daß das Werkzeug dadurch mit
einem Träger oder Rahmen verbunden werden kann, für .den Fall, daß eine mechanische
Betätigung statt von Hand erwünscht ist.
-
In der Hülse io ist gleitend das Kolbengehäuse 15 angeordnet, welches
aus isolierendem Material besteht und eine Nut 16 besitzt, in welche der Ansatz
17 des Verschlu3ringes 18 eingreift, der seinerseits bei i9 auf die Hülse io aufgeschraubt
ist.
-
Ebenfalls an der Hülse io fest angeordnet, in dem vorliegenden Fall
durch die Schraube ii, welche den Handgriff 12 hält, befindet sich der Auslöseblock
2i, welcher gleichfalls wie das Kolbengehäuse 15 aus isolierendem Material besteht,
beispielsweise aus einem Rohrstück aus Kunststoff, wie Bakelit, mit einer röhrenförmigen
Verlängerung 22, die .einen Ausrückrand, 23 aufweist. In dem Auslöseblock 21, durch
ein Abstandsrohr 24 aus isolierendem Material gehalten, ist ein metallenes, stromleitendes
Anschlußstück 25 mit einer Bohrung vorgesehen, die, wie durch 31 und 32 dargestellt,
zwei abgesetzte Durchmesser aufweist. Die äußere weitere Bohrung 32 nimmt ein lsolatiOnsrohr
33 auf, dessen lichter Durchmesser dem der Bohrung 31 Das Isolationsrohr 33 hält
gemeinsam-mit-der Bohrung 31 die Steckbuchse 35, welche aus Metall besteht und zur
Aufnahme eines in der Zeichnung nicht dargestellten Kabelfußes dient, der durch
die Spannschraube 38 festgehalten wird. Auch das Isolationsrohr 33 ist in .dem Anschlußstück
25 durch eine Halteschraube 39 festgehalten. Außerdem hat ,das Anschlußstück
25 eine zentrale Bohrung 41, die zur Aufnahme eines Verbindungsdrahtes oder Kabels
42 dient, das durch die Halteschraube 43 festgeklemmt wird. Das verjüngte Halsstück
46 des Anschlußstückes 25 ist mit Gewinde 47 zu dem weiter unten näher erläuterten
Zweck versehen.
Im Innern des Kolbengehäuses 15 gleitet der Kolben
51. Dieser besitzt eine etwas hervortretende Schlag- und Kontaktfläche 52 und die
Ausnehrnung 53. In der Ausnehmung des Blockes 51 befindet sich ein zweites Anschlußstück
55, das hierin durch die Halteschrauben 56 festgehalten wird. Der sich nach außen
erstreckende Teil des Anschlußstückes 55 hat einen vergrößerten Durchmesser und
ist mit Ge-
winde 57, ähnlich dem Gewinde 47 des Ansch.lußstückes 25, versehen.
Weiterhin ist in dem Anschlußstück 55 wieder eine Bohrung 61 mit Halteschraube 63
vorhanden, ähnlich den entsprechenden Teilen 41 und 43 des Anschlußstückes 25, zur
Aufnahme des Verbindungslabels 42.
-
Zwischen der Innenfläche der Hülse io und der Außenseite der röhrenförmigen
Verlängerung 22 des Auslöseblockes 21 ist eine Spiraldruckfeder 71 angeordnet, welche
in der nicht gespannten Arbeitsstellung des Werkzeuges gemäß Fig. i ohne stärkeren
Druck an .dem Hammerteil anliegt und zwischen der Druckfläche 27 des Auslö,seblockes
21 und der Endfläche 28 des Kolbengehäuses 15 .sich a;bstütz:t.
-
Eine zweite Spiralfeder 72 ist zwischen den Anschlußblöcken 25 und
55 vorgesehen und mit diesen durch Idas Gewinde 47 bzw. 57 fest verbunden. Wie weiter
unten näher erläutert wird, wirkt diese Feder während der Hammerfunktion sowohl
als Zug- und auch als Druckfeder. Das Anschlußstück 55 ist mit dem inneren Vorsprung
81 des Kolbengehäuses 15 mittels ,einer Schnappvorrichtung verbunden, die aus mehreren,
beispielsweise zwei Schnappfedern 85 besteht, die durch ihre hakenförmigen Teile
86 mit der Randfläche 81 des Rohres 15 im Eingriff stehen. Wie aus den Fig. i bis
3 ersichtlich, sind diese Schnappfedern 85 in den Schlitzen 87 des Kolbens 51 festgemacht,
.beispielsweise durch die Niete 88. Die schrägen Flächen 89
der Schnappfedern
85 sind so geformt, d:aß sie während der Betätigung (des Hammers gegen die innere
Randkante gi des Rohrstückes 2i stoßen und hierbei nach innen in die, Ausschnappstellung
gedrückt werden.
-
Das Kolbengehäuse 15 trägt an seinem äußeren Ende den Kontakt- und
Schlagkloben ioi, welcher durch den Haltering 1o2, der in #das Kolbengehäuse 15
-bei 103 eingeschraubt wird, festgehalten wird. Dieser ist von dem Kontakt-
oder Schlagkloben ioi durch einen Isolationsring io5 aus elastischem Material getrennt.
Dieser Isolationsring dient nicht nur zur Isolation zwischen dem Kloben ioi und
dem Haltering 102, sondern zugleich auch als Stoßdämpfer. Wenn nämlich die gesamte
Masse der Teile 51, 55 und ioi auf den Ring 102 und das Kolbengehäuse 15 auftrifft,
gibt .dieser Ring io5 in gewissem Umfang nach, der genügt, um den Stoß zu absorbieren
und @ zu verhindern, daß der Hammer im ganzen sich bewegt. Weiterhin trägt der Schlagkloben
ioi einen Schraubansatz i i i, welcher zur Aufnahme des Werkstüekhalters 112 dient.
Im vorliegenden Fall besteht dieser aus einem geschlitzten federnden Mundstück,
das sich für die Aufnahme und Festhaltung eines Stiftes oder Drahtes eignet. Natürlich
kann dieser einfache , Werkstückhalter auch durch irgendein Klemmfutter oder ein
ähnliches Werkzeugteil entsprechend der jeweilig durchzuführenden Schweißarbeit
ersetzt werden.
-
Fig. 4 gibt in einem Schaltplan eine Darstellung über die Verwendung
des Schweißhammers nach Fig. i bis 3 im Gebrauch wieder.
-
Der Schweißhammer, welcher in Fig. 4 mit Ziffer Zoo bezeichnet ist,
trägt in dem Halter 112 ein mit gor bezeichnetes Werkstück und ist mittels des Handgriffes
i2 auf das zweite Werkstück 2o2 aufgestützt. Dieses andere Werkstück kann ein beliebiges
Konstruktionsteil sein, beispielsweise ein Eisenboden, eine Stahlwand oder irgendein
H-Träger.
-
Die Einschaltung des Hammers und der Werkstücke in eine Gleichstromschweißanilage
ist folgen-,dermaßen: Der Stromkreis empfängt die elektrische Energie von den Klemmen
a und b eines geeigneten Gleichstromnetzes, beispielsweise von einem 22o-Volt-Industriestromnetz.
Zwischen den Zuleitungen ist ein Spannungsreglerwiderstand R angeschlossen. Eine
der Leitungen führt über einen Strombegrenzer R1 zu der Anschlußklemme 2o5, welche
durch ein bewegliches Kabel 2o6 mit dem zweiten Werkstück 2o2 mittels einer Klemmschraube
2o7 od.,dgl. verbunden ist. Die andere Seite des Widerstandes R steht durch einen
Schleifkontakt T oder ähnliche Mittel und über den Strombegrenzerwiderstand R2 mit
dem Klemmenanschluß 2o8 in Verbindung,.welcher gleich wie die Anschlüsse a,
b
und 2o5 sowie die anderen Stromleitungselemente auf einem passenden Schaltbrett
oder Stromversorgungsag:gregat montiert sein mag. Das Werkstück 2o2 und die Anschluß'kle.mme
2o5 können in geeigneter Weise geerdet sein, wie z. B. in Fig. 4 dargestellt. Zwischen
den Abzweigungen 2o5 und 208 liegt der Kondensator C, durch den die von (dem Stromnetz
a, b gelieferte elektrische Energie gespeichert wird, solange der Stromkreis
im Schweißhammer unterbrochen ist, d. h. während der Zeit, in welcher die Kontaktflächen
52 und io6 entsprechend Fig. i voneinander getrennt sind. Eine stark isolierte Zuleitungsschnur
Zog führt von der Abzweigung 2o8 zu Aden Verbindungselementen 35, 42, 55 und 51
des Hammers, wie ebenfalls in Fig. i dargestellt. Bei d-er Verwendung eines Schweißgerätes
der beispielsweise beschriebenen Art genügen Strombegrenzer von zusammen etwa io
Ohm und ein Kondensator von rund i8 ooo Mikrofarad bei der Schweißurig von 1/ä'
Ei.sendräfiten auf ein Stahlblech.
-
Wenn der Strom zum Arbeiten mit einem Schweißhammer nach der vorliegenden
Erfindung aus einem Wechselstromnetz entnommen werden soll, kann die Schaltung entsprechend
der in Fig. 5 schaubildlich wiedergegebenen Anlage erfolgen.
-
In Fig. 5 bezeichnen e und f die Klemmen, die zum Ansch!luß der Primärwicklung
L1 des Transformators L an ein übliches Wechselstromnetz dienen, dessen Sekundärwicklung
L2 über die Strombegrenzer R1 und R2 zu einem Gleichrichternetz N führt. Dies Gleichrichternetz
mag, wie in
Fig. 5 dargestellt, der üblichen Brückenschaltwei.se
entsprechen, bestehend aus vier Gleichrichtereinheiter r. Die Ableitungen dieses
Gleichrichternetzes sind wieder mit den Abzweigungen Zog und 2o8 verbunden, welche
den gleichbezifferten Abzweigungen in Fig. q, entsprechen. Die Klemme 2o5 ist gleichfalls
;geerdet und mit .dem Werkstück 2o2 verbunden, während die Klemme 2o8 durch das
Kabel 2o9 mit (dem Hammer Zoo in Verbindung steht.
-
Die beschriebene erfindungsgemäße Schweißanlüge arbeitet wie folgt:
Das Werkstück toi, z. B. ein Stift, wie er weiter-unten beschrieben und in Fig:
6 dargestellt ist; wind zunächst in den Werkzeughalter 112 eingeführt und von Hand
mittels des Griffes 12 gegen das zweite Werkstück 2o2 in dem Punkt, wo die beiden
Stücke zusammengeschweißt werden :sollen, angesetzt. Hierauf wird auf das Werkzeug
ein Druck ausgeübt, durch welchen die beiden Spiralfedern 7r und 72 zusammen:gepreßt
werden, so daß sich das Kolbengehäuse 15 in der Hülse i o zurückbewegt und der engere
Teil22 des Auslösebockes2i in den weiteren Teildes Kolbengehäuses 15 eintritt. Sobald
hierbei die abgeschrägten Flächen 89 gegen den Randteil gi des Rohres 22 anstoßen,
werden sie nach innen gedrückt und aus ihrer Abstützung in dem Kolben 51 gelöst,
worauf !dieser mit ziemlicher Wucht gegen den Kontakt- und Schlagkloben ior schnellt.
Zu gleicher Zeit erhalten hierbei die beiden Flächen 52 und io6 Kontakt, so daß
ein Stromstoß von der Abzweigklemme :2o8 (Feg. q. und 5) durch Idas Kabel 2o9, die
Steckbuchse 35, das Anschlußstück a5, das Leitungskabel q.2, die Steckerbuchse
61 und das zweite Anschlußstück 55 hindurch erfolgt sowie j weiter
durch :den Werkstückhalter 11:2 über die Werkstücke toi und 2o2 und die Verbinidungsklammer
207 Ibis zu der Gegenklemme tos. Gegebenenfalls kann an Stelle des Kabells 2o6 auch
die Erde als Rückleitung dienen.
-
Die beiden Werkstücke toi und 2o2 sind nun durch die gleichzeitige
Einwirkung des: Schweißstromes und (des Schlages fest miteinander vereinigt. Wenn
sodann der Druck auf den Griff 12 des Schweißhammers aufgehoben wird, wird der Kolben
51 durch die Feder 72, die kurz vor dem Schlag zunächst zusammengepreßt wunde, wieder
so weit zurückgezogen, @daß -die Schniappfedern 86 mit öden Randflächen 81 des Rohrkörpers
15 in Eingriff kommen. Hierbei unterstützt die Feder 71, welche gleichzeitig mit
der Feder 72 zusammengepreßt worden war, diese Rückführung in die Anfangsstellung..
Nach Einschnappen der Schnappfedern und Entspannung der Feder 72 befindet sich der
Hammer wieder in (der normalen Stellung, und das Werkstück toi kann durch Abziehen
des Hammers von -diesem gelöst werden, worauf das Gerät zur Aufnähme eines neuen
Werkstückes und zu weiteren Scllweißungen erneut bereitsteht. Es wind (darauf hingewiesen,
daß zur Einleitung des Schweißvorganges eine Trennung der Werkstücke voneinander
nicht erforderlich und auch nicht vorgesehen ist. Ein Stromflüß vor dem Zusammentreffen
der beiden 52 und io6 ist nicht möglich, und die Unterbrechung sofort nach denn
Schweißen erfolgt @durch die Trennung dieser beiden Kontaktelemente voneinander.
-
Die Schweiß.ung mit einem Gerät der vorstehend beschriebenen Art vollzieht
sich, soweit dies von dem Erfinder erforscht ist, (dabei folgendermaßen: Die Berührungsfläche
der beiden Werkstücke toi und 2o2 entspricht nicht in ihrem Ausmaß der vollen Fläche,
mit welcher die beiden Teile zusammengefügt werden sollen; insbesondere dann nicht,
wenn das Ende des lösen Werkstückes mehr ad-er weniger unbearbeitet ist. Dieses
besitzt für gewöhnlich auch irgendeine hervortretende Stelle, je nach dem Werkzeug,
mit welchem es abgeschnitten wurde; sei es durch Scheren oder Abstechen. Um diese
Unebenheit noch zu verstärken, wird häufig ein angespitzter Steift vorgezogen. Zu
Beginn des Schweißvorganges befinden sich die Werkstücke in der in Fig. 6 wiedergegebenen
Stellung, so @daß :beim Einschalten des Stromes dieser durch einen verhältnismäßig
kleinen Querschnitt an der Spitze 22o des Stiftas zu fließen gezwungen ist. Diese
Spitze wirst hierbei erhitzt und schmilzt sehr schnell ab, worauf für einen sehr
kurzen Zeitraum, etwa in der Größe von 1/iooo Sekunde, die in Fig. 7 wiedergegebene
Lage sich einstellt. In (diesem Augenblick ist der mechanische Kontakt zwischen
den beiden Werkstücken unterbrochen und die zwischen diesen liegende Zone ionisiert,
so daß :sich ein Liehtbogen 22,(d, wie in Fig. 7 angedeutet, ;bildet, durch den
(der Schweißvorgang infolge .der Schmelzung der gegenüberstehenden Teile (der beiden
Werkstücke unterstützt wird. Sogleich ,darauf werden die beiden Stücke durch den
sich auswirkenden Schlag noch enger zusammen- und ineinandergepreßt, wobei sie sich
über eine verhältnismäßig breite Fläche 225, wie in Fig.8 wiedergegeben,
miteinander verbinden. Diese Verbindung beruht auf (der durch den Lichtbogen hervorgerufenen
Schmelzung. Natürlich sind diese einzelnen Verfahrensstufen nicht scharf voneinander
getrennt, vielmehr sind sie mehr oder weniger miteinander verbunden und ineinandergreifend.
Jedenfalls siwd die beiden Werkstücke während des ganzen Vorganges, soweit die Ein---Wirkung
des Hammers daran beteiligt ist, ständig unter Druck miteinander verbunden, und
die Lichtbo@genbildung erfolgt durch ;das Albschmelzen der Kontaktzone, die einen
nur geringen Querschnitt besitzt und daher einen sehr hohen Widerstand bildet. Dieser
ist größer als etwa bei einer mechanischen Trennung (der beiden Werkstücke, wenn
diese an einen Stromkreis angeschlossen sind.
-
Die !besondere Brauchbarkeit eines Schweißgerätes nach (der Erfindung
ist,aus der Darstellung nach Fig. 9 zu entnehmen. Durch 2o2 ist wieder ein Konstruktionselement
aus Metall gekennzeichnet, und zwar in vorliegendem Fall beispielsweise eine Überwölbung
oder Decke, die mit einem zunächst provisorisch befestigten Isolationsbelag abgedeckt
ist, der durch Metallstifte dauerhaft angebracht werden soll. Zu diesem Zweck werden
die
Stifte gor, die in dem Futter 112 des erfindungsgemäßen Schweißhammers Zoo eingesetzt
sind, durch den Isolationsbelag 21o annähernd rechtwinklig zu der Decke 2o2 hindurchgeführt,
bis sie gegen diese anstoßen. Wenn sodann ein weiterer Druck gegen den Haltegriff
12 ausgeübt wird, tritt der bereits beschriebene Schweißvorgang ein, wodurch der
Stift 2o1 fest mit der Decke 202 verbunden wird. Der Hammer wird sodann abgezogen
und der Arbeitsgang mit dem nächsten Stift wiederholt. Sodann können Unterlegringe,
Lochscheiben, Streifen oder ähnliche Bauteile, wie sie mit 211 bezeichnet sind,
über die Stifte 2o1 geschoben und die letzteren umgebogen werden, entsprechend der
Darstellung 212 in Fig. g. Auf diese Weise wird der Isolationsbelag fest und dauerhaft
an die Metalldecke angeschlossen.
-
Fig. g läßt auch erkennen, wie das Stromzufuhraggregat, das aus den
Stromleitungselementen nach Fig.4 oder 5 -besteht, am besten bei dieser Arbeit anzuordnen
ist.
-
Der bisher b=schriebene Schweißhammer zeigt keine mechanischen Vorkehrungen
zur Trennung oder Abhebung der beiden Werkstücke voneinander. Der nunmehr beschriebene
Schweißhammer enthält dagegen auch eine Vorrichtung zur .Abstandshaltung und ist
besonders zur Durchführung einer anderen Ausführungsform des Schweißverfahrens nach
der Erfindung geeignet, wie sie nachstehend unter Bezugnahme auf "die Fig. 1g bis
28 beschrieben wird.
-
In den Fig. io und 1 i stellt 212 eine Abschlu.ßkappe dar, die auf
ein metallenes Rohrstück 21o aufgeschrawbt ist, welches einen Teil der Hammerhälse
bildet. Das Rohrstück 21o preßt zugleich den Block 222 und eine Unterlegscbeibe
224 aus isolierendem Material gegen die Kappe 212. Die beiden letzten Teile umfassen
ein Metallro'hrstück 226 mit Halteflansch und einem äußeren Gewinde 227 zur
Aufnahme einer Spiralfeder. Im Innern des Rohres 2io :gleitet außerdem ein weiteres
Metallrohr oder Kolbengehäuse 2i5, in welchem gleichachsig angeordnet sich =das
Rohr 216 aus isolierendem Material befindet. Dieses Rohr ist an seinem .rückwärtigen
Ende mit einem abgesetzten schmaleren Teil 217 versehen. Gegen die nach innen
vorspringende Randfläche 218 dieses Rohrteiles liegt das Metallrob,r 2-ig an, das
mit den Rohren 216 und 215 durch ;die Schraube 22o und die Muttern 221 fest verbunden
ist. Unter den Mutbern 22i liegt eine Isolationsringscheibe 222a. Diese Schraube
hält somit die Rohre 215, 216 und Zig fest zusammen und dient zugleich als Stromzuführung,
indem :sie das Rohr Zig mit einem Kabel verbindet, das durch die Einführungsöffnung
231 mit dem Deckel 232 (Fig. io) in der auf dem Zylinder 215 angebrachten Schutzhülse
23o zugeführt wird.
-
In das Rohr 216 eingedrückt und sich gegen das Metallrohr 21g abstützend
befindet sich das den Hammer tragende Rohr 235 aus isolierendem Material, :das wiederum
eine metallene Hülse 236 mit einem Flansch 237 umfaßt. In dieser Hülse 236 ist gleitend
der Schlagbolzen 24o eingesetzt, der einen Kontakt- und Schlagkopf 2q.1 mit der
Randfläche 2q.2 aufweist sowie einen Teil a43 zur Aufnahme des Werkstückfutters.
Beispielsweise kann das Klemmfutter 25o an dem Zapfen 245 durch ein versenktes Niet
2:44 gegen die Anlagefläche 243 festgehalten werden. Das auch in Fig. 12 wiedergegebene
Klemmfutter besteht aus einer napfförmigen Schaibe251 mit einem ringförmigen Rand
252, welcher mit Einschnitten 253 und einer Platte 254 versehen ist. Dieses Futter
eignet sich vornehmlich zum Halten von Scheibenstiften entsprechend der in Fig.
12 gezeigten Ausbildung. Diese Stifte bestehen .aus einem eigentlichen Stiftteil
26o, an welchem eine Scheibe 261 befestigt ist. Diese Scheibe wird in lern Futter
des Schweißhammers einfach dadurch festgehalten, indem man sie in den kandtei1252
eindrückt, wobei dieser Rand infolge der Einschnitte leicht federnd nachgibt. Die
Scheibe wird sodann an die Futterplatte 254 angepreßt festgehalten.
-
Das Rohrstück 216 ist in dem Kolbengehäuse215 durch die Kappe 217a
gehalten. Diese Kappe hat eine Öffnung 218 und kann mit Abstandsstiften 265 besetzt
sein. Die Druckfeder 27o zieht das Haltefutter in Idas Rohr216 zurück und.preßt
die rückwärtige Wand des Futters 251 gegen die Hülse236, wie i@n Fig. i i dargestellt.
Die Öffnung 218 in der Kappe 217a ,ist genügend weit, um das Futter auch wieder
frei aus .dem Rohr 216 austreten zu lassen.
-
Im Innern des Rohres 21g gleitet der Kolben 28o, der einen Kern 281
besitzt und außerdem mehrere Schnappfedern 282, die in der Ruhestellung den Kolben
durch ihre über ,den Rand des Metallrohres 219 greifenden Haken indem Rohr 219 festhalten.
Durch den Kern 28i gehalten, befindet sich im Innern des Kolbens der Hammer 285,
über den auf der anderen Kernseite eine Mutter geschraubt ist, welche auf der Außenseite
auch ein Gewinde 2'87 zur Aufnahme einer Spiralfeder 272 aufweist. Über dieses Gewinde
ist die Spiralfeder 272 mit dem Gegengewinde 227 verbunden, so daß der Kolben 28o-285
mit dem Rohrstück 226 in federnder Verbindung steht. Eine weitere Spiralfeder 271
befindet sich zwischen dem Block 222 und dem Rohr 216. Diese ist in der normalen
Stellung bestrebt, die beiden Rohre 210 und 215 gegen den Zug der Feder 272 leicht
auseinander zu. :drücken, so daß die einzelnen Gehäuseteile in die in Fig. i i wiedergegebene
Stellung gezwungen werden.
-
Auf dem Hammerteil 285 ist eine Kontaktfederkupplung 291 befestigt,
die aus einem rohrförmigen Teil besteht, .der durch mehrere Einschnitte in die einzelnen
federnden Streifen oder Lamellen aufgeteilt ist, wie aus Fig. i i ersichtlich. Der
Kontaktkopf 241 des Bolzens 240 ist in seinen Ausmessungen so gehalten, daß er eng
in die Federlamellen 291 einpaßt und so eine gute Stromleitung gewährleistet.
-
Dieser Schweißhammer arbeitet wie folgt: Der Anschlußstift 22o und
damit auch die Rohre Zig und 280 werden mit einer entsprechenden Stromlieferungsanlage
verbunden,_desgl. das feste-Werkstück
mit dem Üegenpol, und in
das Futter 25o ,wird- ein Scheibenstift eingeführt, Darauf werden die Äbständshälter
265 gegen das größere stationäre oder aiif andere Weise befestigte Werksdick; an
welches der Stift 26o angeschweißt werden soll, angesetzt. Die Abstandshalter 265
sind etwas länger als ,der Stift, so daß dieser ein wenig von dem anderen Werksstück
entfernt bleibt. Sodann wird auf idie Kappe 2i2, welche mit einem Griff versehen
sein mag, ein Druck ausgeübt, bis die innere Randkante des Blockes 222 die Schnappfedern
282 nach innen zwingt, wodurch die Gleithülse 281 freigegeben wird und sich schlagmäßig
gegen den Bolzen 24o bewegt. Hierbei wird zunächst über .den Köpf 24r mit den Federlamellen
29r die elektrische Verbindung hergestellt. Unmittelbar darauf schlägt ider Hammer
2,85 auf den Kopf 24z und treibt -damit den Stift nach dem Werkstück hin, mit welchem
dieser verschweißt werden soll, wobei das Klemmfutter entgegen dem Druck der Feder
27o ein wenig aus der Kappe 217a hinaustritt.
-
Nun vollzieht sich die eigentliche Schweißu.ng, wie sie bereits beschrieben
wurde. Beim Nachlassen des Druckes auf die Kappe 212 ziehen sodann die Federn den
Kolben 28o-281 so weit zurück, daß die Schnappfedern 282 wieder mit der Hülse 2I9
in Eingriff kommen. Zugleich,drückt die Feder 27ö auch den Hammerbolzen 24o zurück
und läßt hierbei,die Schefie ides' Stiftes 26o aus dem Futterrand 25i frei. Der
Schweißhammer isst nun wieder zur Aufnahme eines weiteren Stiftes und zur nächsten
Schweißung eingestellt.
-
Wie ersichtlich, erübrigt diese Ausführung ein nachgiebiges Verbindungskabel
zwischen einem Zuleiturngsanschluß und .den Schlagelementen im Innern ides Werkzeuges,
-da in diesem Fäll durch die Hülsengig und 28o ein durchgehender Kontakt gewährleistet
wird.
-
Werkzeuge dieser Art können auch an die bereits obenerwähnten Stromkreise
angeschlossen werden, wie noch nachstehend näher erläutert wird, -und in dem Schaltbild
(Fig. 17) ist ein solches Werkzeug nach Fig.io und ii wiedergegeben.
-
Essei darauf hingewiesen, idaß bei ,diesem erfindungsgemäßen: Schweißhämmern
jeder zweckentsprechende Werkstückhalter, ein Backenfutter oder sonstige .geeignete
Haltevorrichtungen verwendet werden können, Auch können die Abstandshalter weitgehend
abgewandelt werden, um jeder gewünschten Schweißarbeit zu genügen, -gleichwie ein
Austausch @in Angleichung an die jeweils zu verwendenden Stifte möglich ist.
-
Ferner wurde gefunden, daß für viele Zwecke, vornehmlich für das Schweißen
von Aluminiumstücken, punktförmig auslaufende oder kantige Spitzen gegenüber, stumpfen
Spitzen vorzuziehen sind. Einfache Zuspitzungen, wie beispielsweise in Fig.7 dargestellt,
reichen zumeist aus; noch bessere Ergebnisse werden .aber erhalten, wenn die Berührungsfläche
durch eine Ausdehnung der punktförmigen Spitze nach Fig. 7 verbreitert wird, etwa
in Form einer gerad@linigen Kante entsprechend 3oz in Fig. i3 oder einer noch größeren
Derührungskante nach Form der Hohlrandspitze mit einer kreisförmigen Kante, wie
sie mit 3o2 in Fig. 14 wiedergegeben isst. Eine solche erweiterte Kontaktfläche
beiden Spitzen nach Fig. 8 und besonders Fig. 14 verringert die Stromdichte an der
Schweißstelle, was manchmal von Vorteil ist, da einige Metallbleche, z. B. Kupfer,
leicht dazu neigen durchzubrennen, wenn .die Kontaktfläche zu gering ist, anstatt
zu verschweißen.
-
In gewissen Fällen ist es bei den jeweiligen Arbeitsbedingungen ferner
erwünscht, von elektrischen Kontakten im Innern des Schweißhammers abzusehen. Zur
Vermeidung isolcher Kontakte läßt sich (das in Fig. ii dargestellte Gerät nach der
Erfindung im Sinne der Darstellung nach Fig. 15 abwandeln, wobei -diese abweichende
Ausführung sich, gut zur Verwendung in einem Stromkreis entsprechend dem Schaltbild
(Fig. 18) eignet.
-
Das Gerät gemäß Fig. 15 bleicht der Ausführung nach Fig. i i, jedoch
mit folgenden Abweichungen: Die Kontaktlamellen 29i, welche das Tei1285 in Fig.
i i umgeben, sind fortgefallen, und der Hammer nach Fig. 15 «!eist ein Schlagelement
385 auf, welches unmittelbar auf dem Teil 28o ruht. Die Isolationshülse 235 in Fig:
i i ist durch eine leitende Hülse 335 ersetzt, in welche der Kontaktstift 22o eingeschraubt
ist, und welche von der Metallhülse 2i9: ,durch ein isolierendes Rohrstück
319 getrennt wird. Auf ,diese Weisse fließt der Schweißstrom zu dem Hammerbolzen243
unmittelbar durch den Kontaktstift 22o, die Hülse 335 und das Federgehäuse 236,
in welchem der Bolzen 243 gleitet. Wenn es auch als Vorsichtsmaßnahme im allgemeinen
nicht erforderlich ist, kann jedoch außerdem zwischen der Hülse335 und einer Bolzenflache
241 noch ein biegsames Leitungskabel 340, wie in Fig. 15 @dargestellt, vorgesehen
werden.
-
Die mechanische Betätigung des Schweißhammers nach Fig.15 .entspricht
genau der des Gerätes, wie es bereits im Hinblick auf die Fig. fo und i i beschrieben
wurde. Die Stromführung wird weiter unten an Hand des Schaubildes Fig. i8 näher
beschrieben.
-
Es sei nun unter Heranziehung der Fig. 16; 17 und 18 ein Überblick
über die Stromkreisläufe zur Verwendung der vorstehend beschriebenen Gerätetypen
gegeben.
-
Fig. 16 zeigt in d und e die Anschlüsse .an eine Gleichstromversorgungsanlage,
welche zu dem Schw.eißstromri!@fz unter Einschaltung eines Strombegrenzers R und
eines Energiespeichers C führt, welcher aus einern üblichen Kondensator, einer Elektrolytzelle
oder einer sonstigen Einrichtung zur Energieaufspeicherung, die zu einer plötzlichen
Entladung bei der Schweißung selbst sich eignet, bestehen kann. Diese Stromversorgungsanläge
mit Widerstand und Kondensator kann auch durch eine Sammlerbatterie geeigneter Kapazität
oder durch einen< Stromerzeuger konstanter Spannung ersetzt werden. Einer der
Anschlüsse des Kondensators C ist mit dem .einen, Werkstück, in dem vorliegenden
Falllurch die Erdung g mit der Platte W, ver-
Bunden. Die andere
Kondensatorklemme ist an die Klemme 31 und das Kabel 42, wie in Fig. 16 dargestellt,
angeschlossen.
-
Der Kondensator C gibt seine Ladung in den Sc'hweißs@tromlereislauf
ab, nachdem dieser durch die beiden ZVerkstücke w-W hindurch geschlossen ist und'
nachdem dieser Stromkreis durch den Stromschluß bei 92, kurz vor -dem Zusammentreffen
der Schlagteile 51 und, 11g, vorbereite', wurde.
-
Der in dem Schaubild Fig.17 dargestellte Stromkreis weist einen Schweißhammer
nach Fig. i i auf und besitzt in Serie zu den inneren StromleitungSteilen 2911,
241 geschaltet einen Sicherheitsschalters', der durch. einen Eleletromagneten ilIi
betätigt wird. Dieser wird durch einen Druckknopfschalter s2 od. dgl. eingeschaltet,
welcher vorzugsweise an dem Schweißhammer selbst oder am Ende eines biegsamen Doppelkabels
angeordnet ist und so leicht von dem mit dem Hammer arbeitenden Schweißer bedient
werden kann. Der eine Anisc'hluß des Schalters s2 ist mit der Erde, dem Stromnetz
und dem festen Werkstück W verbunden@ während der andere Anschluß d'urc'h den Magneten
Ml hindurch mit der anderen Klemme der Stromquelle in Verbinidung steht. In der
Darstellung ist diese Stromquelle als die Batterie B angedeutet, welche an ein Wechselstromnetz
a, c unter Zwischenschaltung eines Gleichrichterladegerätes Ne angeschlossen ist.
Eine Klemme des von dem Elektromagneten betätigten Schalters s1 steht in Verbindung
mit dieser vorstehende beschriebenen Stromquelle, während der andere Anschluß von
s1 durch das Kabel2,8o zu dem Leitungsistift 220a des Schweißgerätes entsprechend
der Fig. i i führt, welcher seinerseits wieder in leitender Verbindung mit der Hülse
21g steht, wie in Fig.17 wiedergegeben. Das Kabel 280 wird hierbei durch die Öffnung
23i des Handgriffes 23o nach Fig. i i zugeleitet.
-
Diese Anlage nach Fig. 17 arbeitet wie folgt: Der Schalter s2 ist
normalerweise unterbrochen und, wird nur eingeschaltet, wenn der Schweißhammer zur
Arbeit bereitsteht, wobei der Stift w sich in einer gewissen Entfernung von der
Werkstücktafel, W befindet und die Schaltung 24i, 291 im Innern unterbrochen ist;
also bevor der Handbügel 21o gegen das feste Werkstück W angepreßt wird. Wenn der
Schweißer nunmehr beabsichtigt, den Hand:bügel2io anzupressen, schließt er den Schalter
s2, setzt hierdurch die Magnetspule M1 unter Strom und betätigt damit den Schalters',
der den Stromkreis weiter vorbereitet. Beim Druck auf 21o wird nun das Teil 285
(Fig. i i) ausgelöst und schließt hierbei die Schaltung 241, 2g1, wodurch die Schlagschwei.ßung
in der beschriebenen Art erfolgt. Nach Abschluß der Schweißeng wird der Schalter
s2 wieder freigegeben und damit auch der Schalters', nachdem der Schweißstrom bei
241, 29i wieder unterbrochen wurde, geöffnet. Damit ist die Anlage wieder zu einer
neuen Sc'hw,e,ißung bereitgesellt. Durch diese Schaltung «-erden Unfälle vermieden,
da der Schweißhammer so lange nicht unter Spannung steht, bis er zum Schweißen selbst
verwendet wird.
-
Die Anlage nach dem Schaltbild Fig. 18 zeigt einen Schweißhammer ohne
Innenschaltung, wie :er bereits zu Fig. 15 beschrieben wurde.
-
Die innere Schaltung ist hierbei durch einen äußeren Schalter S ersetzt
unter Zuordnung und Einwirkung der Magnetspulen M2 und M3 in folgender Weise: Die
Kontaktteile 40i und 4o2 des Schalters S sind für gewöhnlich unterbrochen, werden
aber in Verbindung gebracht, wenn die Spule M2 unter Strom gesetzt wird:. Hierbei
wird das Schalterteil 40:2 durch den Schnapphebel l in Schlußstellung festgehalten
unter der Voraussetzung, daß die Magnetspule M3 stromlos ist, d. h. wenn
w und W voneinander getrennt sind. Beim Stromdurchgang durch die Magnetspule
313 wird der Schnapphebel L zurückgezogen, gibt den Kontakthebel 402 frei
und öffnet damit den Schalter S. Der Schalter 402 ist durch die Spule M3 hindurch
mit dem Kontaktstift 22o des Schweißhammers gemäß der Darstellung in Fig. 15 verbunden:.
Die Spule 312 ist zwischen dien beidien Kondensatorklemmen angeschlossen,
von denen( eine geerdet ist und zu dem festenf Werkstück W durch g führt.
-
Die Anlage nach Fig.18 arbeitet folgendermaßen: Wenn der Kondensator
C die geeignete Aufladung erreicht hat, die für die vorgesehene Schweißung genügt,
wird .durch die Magnetspule M2 der Schalter S geschlossen und durch den Schnapphebel
l festgehalten. Der Schweißstrom steht nun völlig zur Durchführung der Schweißung
bereit, und diese erfolgt sodann, wenn der Stift w das Werkstück W berührt, nachdem
der Hammer 385 aus: seinen Schnappfederhaltungen2.82 (Fig. i i) freigegeben wurde.
Durch den Stromstoß beim Schweißen wird auch die Magnetspule M3 unter Spannung gesetzt
und zieht den Schnapphebel l zurück, so d:aß der Schalter S unterbrochen wird. Der
Kondensator C lädt, sich darauf wieder auf, und der Schweißhammer steht, nachdem
die Rufladung des Kondensators beendet ist, wieder zur nächsten Schweißung bereit.
-
Wenn auch die bislang beschriebenen Schweißsysteme für viele Arbeiten
durchaus genügen, bei denen die bereits beschriebenen Stifte mit unebenen, rauhen,
keilförmigen oder hohlrandigen Spitzen verwendet werden, so ist doch die nun näher
erläuterte Schweißtechnik mit Stiften
[email protected] Art oft, insbesondere für sehr
schnell durchzuführende Schweißarbeiten, vorzuziehen.
-
Bei den bislang beschriebenen Geräten an, Hand der Schaltbilder Fig.
16 bis 18, welche Abstandshalter nach, Art von 131 oder 265 aufweisen, können vorteilhaft
Stiftew von der Form nach Fig. 1g verwendet werden. Diese Stifte, die auch als Stifte
mit Drahtspitzien bezeichnet werden, weisen einen Schaftteil 501 auf, welcher sich
zur Einführung in die Haltvorrichtung24o eines Gerätes nach Fig. i i oder 112 nach
Fig. i eignet. An. diesen Schaftteil 50i ist eine Spitze oder ein Drahtstück
502 angesetzt, welic'hes einen Durchmesser d besitzt, der w: sentlich geringer
ist als der Durchinesser
D *des Schaftes 504 -und das sich über
die Länge #t in axialer Richtung über den Schaft 501 . hinb;üs :erstreckt. Die Abmessungen
d und t sind: in gewissem Umfang für die Schweißung ausschlaggebend
und in jedem einzelnen Fall den nachstehend erläuterten Verfahrensgrundsätzen entsprechend
zu wählten.. Fig. 2o zeigt die Lage eines solchen: Stiftes, der sich in einem _
Werkstückhalterentsprechend den Fig. i i, 16, 17 und 18 befindiet,
in bezug auf ein Werkstück W, von. welchem er durch die Abstandshalter rar oder
265 meiner bestimmten Entfernung gehalten wird. Stifte dieses allgemeinen Typs können
auch in den Geräten Verwendung finden, die an Hand der Fig. i bis 9 beschrieben
würden. In. diesem Fall werdenr sie jedoch zweckmäßigerweise mit mit ein=er @ umgli,-#ichförmigen
Endfläche versehen, wie sie beispielsweise unter Heranziehung der Fig. 6, 7, 8,
13 und 1q: beschri=eben, wurde, bzw. wenn es die Strömleitungsbedingungen zulassen,
mit einer Drahtspitze, die so stark ist, daß sie den Preßdruck gegen das feste:
Werkstück, wie er bei Geräten: ohne Abständshalter auftritt, standhält.
-
Bei der Verwendung vorn Schweißhämmern nach Art= -der Fig. i bis,
g sind die Stifte im Artfang dadurch iri; einer bestimmten Entfernung von dem Werkstück
W zu halten, indem man sie mit einem isolierenden'Kopf versieht, wie er nachstehend
noch näher- beschrieben wird. Werden Stifte von verhältnismäßig großem Durchmesser
verwendet, sind vorzugsweise mehrere Drahtspitzen entsprechend 512, 513 und
514 in Fig.2z vorzusehen. Diese Drahtspitzen können von gleicher Länge sein oder
wie In Fig. 22, ungleich lang, wobei zweckmäßiger-. weise die mittle=re Spitze.
516 länger als d=ie anderen; isst: - In gewissen Fällen kann es aber auch von Vorteil:
sein, die mittlere Spitze kürzer als die am Umfang des Stiftendes, zu halten. -Die
Arbeitsweise mit Stiften, die- Drahtspitzen gemäß den Fig. i9 bis 212 be-sitzen;-solil
nachstehend ah Hand' der Fig. 23 bis 27 .näher erläutert werden. .
-
DeT Stift wird von dem Werkstück W - durch geeignete Mittel, beispielsweise
unter Verwendung eiries.Abstandsger'ätes oder durch einen aufgesetzten
]Kopf, in einer bestimmten Entfernung gehalten; dieser Abstand ist mit u
bezeichnet. Die Schweißstücke, nämlich der Stift w mit dem Schaft 50i und der Drahtspitze
5o2 und das Werkstüclk W sind mit den entsprechenden Klemmen einer Stronvversorgun@gsamliage
verbunden, die durch den Kondensator C- dargestellt ist, wobei der Schalter S normalerweise
unterbrochen ist. Durch Einschalten des Schalters wird entsprechend der Kapazität
des Kon=densators C eine angemessene Spannungsdifferent an den beidien Werkstücken,
erzeugt, worauf sodann der- Stift schnell zu dem- Werkstück W hinbewegt wird:. Sohald
sich das Ende 503 der Spitze 5o2 dem Werkstück W ..nähert oder dieses. berührt,
ohne jedoch schon einen festen Kontakt herbeizuführen (Fig. 24), entsteht ein kurzer
Lichtbogen zwischen den Stücken w und W (Fig. 25),. und der Strom fließt durch das
Ende der Spitze 5o2; wobei er,Cieses sofort auf eine so höhe Temperatur erhitzt,
daß es schmilzt und dasi Stück 5o2 verdampft wird, bevor das Erde m des eigentlichen
Stiftschaftes 5oi das Werkstück W erreicht. Die Drahtspitze selbst ist sodann verflüchtigt
und im ihrer ganzen Masse vergast, -,vbbei sie in allen praktischen Fällen"durch
die Ionsierung des Luftraumes als Leiter dient. Auf diese Weise wird ein geringer
Teil der in dem Kondensator aufgespeicherten Energie zur Einleitung des Lichtbogens
verwendet, während der größere Energierest zum Schmelzen der vollen Flächen m und
n des Stiftes sowie des anderen Werkstückes verbraucht wird, Die Endfläche in des
Schaftes 5011 (die Spitze 5o2 ist dann praktisch bereits völlig verflüchtigt)
und die gegenüberliegende Fläche n des Werkstückes W sind nun, so stark, erhitzt,
daß deren Metall schnell in den. Schmelizzuständ, übergeht. In diesem Augenblick
hat sich der eigentliche Stift dem Werkstück etwas weiter genähert, ohne dieses
jedoch schon ganz- erreicht zu haben. In dem unimittelbar darauffolgenden Zeitpunkt,
wie in Fig. @27 wiedergegeben, befindiet'sich das Schaftende des Stiftes m ganz
dicht gegenüber der Werkstückfläche n, wobei die Drahtspitze also bereits völlig
verdampft, aber immer noch ein Lichtbogen mit starker Hitzeentwicklung wirksam ist:
Die beiden Flächen in und n sind nun, völlig erweicht und flüssig und zur Vereinigung
bereit. Der .eigentliche Stift erreicht nun unter Preßdruck das Werkstück W (Fig.28),
worauf die beiden Flächen miteinander verschmelzen. Bei einem zweckentsprechend
bemesserieri Stift mit Drahtspitze ist nicht zu befürchten, daiß der Stift das Werkstück
W, auch wenn dieses sehr dürrn. ist, durchdringt, und es besteht auch keine Gefahr,
daß sich eine Zone unerwünschter Oxydation oder sonstwi.e nachteilig beeinflußten
Materials an der Verbindungsstelle des Stiftes. 50z mit dem Werkstück W bildet.
Die Spannung ist in diesem Augenblick bereits, wie in Fig. 28 .dargestellt; durch
den; unterbrochenen Schalter S aufgehoben, wobei die Unterbrechung auch durch den
bereits beschriebenen Schweißhammer selbst erfolgt. Der Schalter S ist jedoch nicht
unbedingt erforderlich., da die Spannung in diesem Augenblick bereits durch die
Entladung des Kondensators genügend abgesunken ist.
-
Wie bereits erwähnt, sind die Abmessungen sowohl der Länge als auch
des Querschnitts der Drahtspitze, wie sie beispielsweise durch t und
d
bestimmt werden, von ausschlaggebender Bedeüturng, da sie .das Widerstandselement
bestimmen, das verflüchtigen, und die Lichtbogenzone während des Schweißvorganges-
entsprechend den Fig. 25 bis 27 bilden soll. Das eigentliche Verhältnis zwischen
Länge und Querschnittsfläche der Drahtspitze kann zahlenmäßig durch das Verhältnis
der Stromdichte - in b:ezug auf die Zeit zum Ausdruck gebracht werden, die von ,dem
Ende m des eigentlichen Stiftschaftes benötigt wird, um die Fläche n d=er Schweißfläche
TV zu erreichen, oder durch die Kalorienmenge die erforderlich ist, um die
Masse der Drahtspitze zu schmelzen wäahrenidi -der Zeit, in welcher das Schaftende
m die Fläche ra erreicht.
Diese Beziehungen untereinander hängen
von den allgemeinen Arbeitsbedingungen ab sowie von dem zu schweißenden Material,
der Masse dies Stiftes und des Werkstückes W, dem auf dien Stift ausgeübten Druck,
der Schweißspannung und von den anfänglichen Entfernungen 2i und t -I- u
der Spitze 5o2 und des eigentlichen Stiftes 50i bis zu dem Werkstück U'. Außerdem
muß der dem Stift erteilte Preßdruck berücksichtigt werden, der zuweilen der Stärke
eines Schlages gleichkommt.
-
Als wichtigster Punkt bei der Auswahl geeigneter Abmessungen des Stiftes
und .der Spannungs-und Druckwerte ist zu beachten, daß der Spitzenteil
502 wä'hrendi der Schweißunig völilig verbraucht wird. Diese Spitze muß deshalb
völlig aufgehen, um hierdurch irgendwelche bleibenden Kragenbildungen um die Fläche
m beim Eindringen in das Werkstück g' zu vermeiden, insbesondere wenn letzteres
verhältnismäßig dünn, ist. Berücksichtigt man dii-eses, so kann der Schweißvorgang
nach der Erfindung in zwei Grundphasen zerlegt gedacht «-erden, nämlich zuerst in
die Zeit der elektrischen heeinflussung der Spitze oder des verjüngten Drahtes durch
den geschlossenen Stromkreis, während welcher Periode die Spitze wenigstens zum
Teil zur Ionisierung des Luftraumes und damit zur Bildung eines Lichtbogens verbraucht
wird, und in die darauffolgen@d@e, Periode, während: welcher der durch dien Lichtbogen
aufnec'hter'haltene Stromkreis den restlichen Teil -der Spitze und die sich gegenüberliegzn@den
Flächen des, Stiftes und dies festen Werkstückes schmilzt, so daß durch die abschließende
Einwirkung der mechanischen Pressung die Verschmelzung der beiden Stücke erfolgen
kann. Es sei darauf hingewiesen, daß dieser technische Vorgang nicht .einen mechanisch
oder elektrisch: zeitlich aufeinander abgestimmten Apparat zur Festlegung der einzelnen
Perioden für das Ausziehen des Lichtbogens und das Schmelzen des Metalls erfordert,
sondern der Schweißvorgang durch die Auswahl solcher voneinander unizertrennlichen
technischen Einzelheiten geregelt wird, wie z. B. den. Abmessungen dies Stiftes,
der Entfernung der beidien Werkstücke voneinander, der Geschwindigkeit der Annäherung
und der verwendeten, Spannun!gsdiffere@nz. Diese technische Arbeitsweise, vornehmlich
die Geschwindigkeit der Annäherung, verhindert einen der Hauptmängel der bislang
üblichen Schweißmet'hod,-n, nämlich. das Herausquellen: des geschmolzenen Metalls
an den Seiten des Stiftes. Schw@eißungen, die nach dem vorliegenden Verfahren mit
dessen besonderen Stiften durchgeführt würden, sind, völlig .sauber und ahne irwndwelche
Wulst- oder Gratbildungen, die oft sehr unerwünscht sein können" beispielsweise
wenn eine Ringscheibe dicht ans dem angeschweißten Werkstück über den Stift geschoben
werden soll. Im Vergleich zu den bekannten Schweißverfahren ist auch die Dauer der
Schw@eißung w=esentlich verkürzt, da die bisher erforderliche Zeit zum Ausziehen
eines Lichtbogens, indem die b°.id(en Werkstück voneinander getrennt wurden, entfällt
und die I.iclltl)o'-enibil`dung und ihre Abs.timmung, das Schmelzen, des Metalls
sowie die Zusammenfügung der W--rkstücke und deren Verschmelzung, alle diese Vorgänge
während einer einzigen schlagartigen Vorwärtsbewegung stattfinden. Diese einzelnen.
Arbeitsgänge erfordern insgesamt weniger als die Hälfte der Zeit, die sonst darauf
zu verwenden ist, um einen Lichtbogen durch Ab-'hz-ben der bei,di,-n Werkstücke
voneinander auszuziehen, diesen dann zu stoppen und dann wieder die beiden Werkstücke
aneinander zu bringen. Die benötigte Zeit vom Beginn des Stromflusses bis zu der
wirksamen Schweißberührung beläuft sich auf weniger als 1/50o, für gewöhnlich sogar
nur etwa 1/iooo Sekunde bei .einer Schweißung nach der Erfindung, während sie hiermit
verglichen bei dien bisIan!g üblichen Schweißverfahren etwa '/so einer Sekunde erfordert.
-
Jedies der vorstehend, behandelten Verfahrenskennzeichen besitzt einen,
optimalen Wert bei den jeweils vorliegeniden Arbeitsver'hälitnissen, so daß ein
allgemein gültiges Optimum für die verschiedenen denkbaren Schweißarbeiten schwer
theoretisch festgelegt werden kann, aber es kann lieicht durch eine verständige
Auswahl oder durch ein Experiment herausgefunden werden. Jedoch lassen sich unter
Berücksichtigung der gegebenen Beschreibung .dies Vorganges, also im Hinblick auf
das Freiw!-"rden einer genügenden Wärmemenge, um die Stiftspitze während, der Schlagauswirkung
zu schmelzen, zwecks. Bildung eines Lichtbogens, der wieder genügend Wärme zur Erhitzung
der beiden zu verbindenden Flächen: liefert, durchaus und genügend die Zusammenhänge
bestimmen, wenn auch nicht im ieiinizelnen alle diese Einzelwerte und -größere erfaßt
werden können.
-
Ferner wundre gefunden, daß der Durchmesser und die Länge der Dralhtspitze
502 von geringerer Bedeutung ist, wenn !die Schneliligkeit der Annäherung und die
Schlagstärke beispielsweise durch eine mit Preßluft betriebene Schweißapparatur
gesteuert werden. Kann die Stärke des Druckes nicht sehr genau und gleichmäßiig
überwacht werden, z. B. bei Verwendung seines Gerätes nach Fig. i und, i i mit Federauslösung,
sind die Ab-
messungen der Spitze schon von größerer Wichtigkeit. Beim Schweißen
mit einem pneumatischen Werkzeug zeigte eine Spitze von etwa 1,5 mm (1/i.') Länge
und etwa o,8 bis 1,2 mm (1/32 bis 3/04') im Durchmesser in den meisten Fällen zufriedensteliliende
Ergebnisse, wenn die Annäherunggsgesc'hw,indigkeit etwa z2 m/sec, der Enddruck etwa
25 lg/cm2 (35o l.bs/sq. in.) und die effektive Spannungsdifferenz etwa 9o Volt betrug.
Bei diesen Werten beträgt die anfängliche Stromstärke in dem Stift etwa q.50 Amp./mm2
(300 ooo Amp./sq. in.). Diese Werte seien wenigstens als Leitzahlen für die Durchführung
von Vorversuchen mit Stiften von etwa & mm (1/4") Schaftdurchmesser und festen
Werkstücken,,die nicht dünner sind als etwa o,5 min (0,02"), wiedergegegb en. Die
Daten sind in erster Linie für Werkstücke aus Flußeisen oder -#lumiinium maßgeblich.
In den: Zeichnungen sind die- Spitzenabmiessungen in vergrößertem
Maßstahe
wiedergegeben, um auf diese Weise anschaulicher zu wirken.
-
Wie weiter in Fig. 29 dargestellt, können die abgesetztem oder mit
Drahtspitzen versehenen Schweißstifte nach den Fig. i9 bis 28 auch mit .einer unglieichförmigem
Kontaktfläche versehen sein, beispielsweise mit einer Spitze 507, wie sie
an Hand der Fig. 6, 7 und 8 beschrieben wurde, oder mit einer kreisförmigen oder
keilförmigen Kante entsprechend den Fig. 13 und 14. Es. stellte sich dabei heraus,
@diaß bei Verwendung einer Dralits.pitze nach Fig. r9 die an Hand dies Fig. 6 bis
8 beschriebene Arbeitsweise- noch wesentlich verbessert wird, insbesondere kann
durch entsprechende Abstimmung der Stiftabmessungen unter den Schweißbedingungen,
wie sie unter Heranziehung der Fig. 23 bis 28 beschrieben wurden, jede Nahtbildung
vermieden: werden.
-
Natürlich braucht der eigentliche Stift wie auch die Drahtspitze nicht
unibedingt gleichförmig rund zu sein, vielmehr können :diese auch andere Querschnitte,
beispielsweise viereckig oder sechsieickig, aufweisen. .
-
Wie bereits erwähnt, kann die Einhaltung einer bestimmten Entfernung
dies Stiftes vom dem größeren Werkstück W auch mittels eines isolierenden Kopfes
erfolgen, wies er beispielsweise in den: Fig. 3.o bis 34 wiedergegeben ist. Solche
Köpfe könn ;n sowohl bei Stiften von durchgdlnend, gleichbleibendem Querschnitt
Verwendung finden, wie auch bei Stiften, die entsprechend Fig. i9 mit Spitzem versierten
sind. In der einfachsten Ausführung bestehen, diese Köpfe entsprechend der Darstellung
52i in Fig. 30 und 31 aus .einer leicht zerbrechlichen, isolierenden Masse,
die beispielsweise aus Tont mit Wasserglas als Binder hergestellt ist. Anstatt Tön
mit einem Binder kann auch Gips (Pariser Gips) genommen: werden. Vorzugsweise wird
der Kopf in der Art hergestellt, daß man di'e Stiftspitze irrt eine aus diesen Substanzen
zusammengesetzte Paste eintaucht. Dieser getauchte Kopf wird dann entweder in mehr
oder weniger langer Zeit bei -normaler Temperatur getrocknet oder gewünschtenfalls
auch langsam auf einem durch einten Trockenofen wandernden Band.
-
Die Köpfe können, auch von dien Stiften zunächst getrennt hergestellt
werden, sei es durch Pressen, Formen oder nach irgendeinem sonstigen geeigneten,
Verfahren-, und auf die Stifte dann kurz vor dien Schweißen aufgesetzt werden. Ein
Kopf dieser Art ist in Fig: 312- mit 522 bezeichnet. Die Form der Höhlung
523 des- Kopfes 522 stimmt annähernd mit der.d'es Stiftemdes überein, und: ist .so
gehalten, daß sie auf dem Stift genügend festanliegend aufsitzt und von. diesem
während! der kurzen Zeit zwischen der Anb-ringung dies Kopfes bis. zu dem Schweißvorgang
festgehalten wird. Blei der Verwenidung solcher Köpfe werden vorzugsweise Stiftenden
mit einer Spitze benutzt, wie in den Fig. 3o bis 34 wiedergegeben, um auf diese
Weise leichter eine Zertrümmerung des Kopfes herbeizuführen.
-
Bei mit Spitzen versehenen Stiften i kann der Kopf bis über den. Schaft
unter Einschl uß der Spitze, wie in Fig. 30 dargestellt, sich erstrecken
oder auch nur der Spitze aufsitzen, entsprechend der Darstellung in Fig. 31.
-
Die vorstehend beschriebenen Köpfe sind brüchig und dünn genug, um
bei der Einwirkung des Verbindungsdruckes auf die beiden Werkstücke zu zerspringen,
wobei sie in diesem Augenblick die beiden Werkstücke in dem Abstand voneinander
[email protected]_n., der zur Bildung dies Lichtbogens für die Schweißung erforderlich ist.
In gewissen Fällen kann diese Art der anfänglichen Abstandshaltung zw :eckdienlicher
sein, als wenn die Entfernung durch eine Uniebenheit oder Anispitzung dies Stiftes,
wie zu den Fig: 6 und 7 erläutert, bestimmt wird oder durch Verwendung eines Schweißhammers
entsprechend den Fig. i i und 16 bis 118.
-
Wie weiter in den Fig. 33 und 34 gezeigt, können bei mehrspitzigen
Stiften die Köpfe entweder zusammenhängend auf die einzelnen Spitzen aufgesetzt
werden-, wie nach 525 in Fig. 33, oder die einzelnen Drahtspitven werden jeweils
mit einem gesonderten Kopf entsprechend 52-6 in Fig. 34 versehen. Die letzte empfiehlt
sieh dann, wenn die Drahtspitzen verhältnismäßig lang sind unid voneiniander weiter
getrennt stehen.
-
Der Schweißvorgang unter Verwendung- solcher Köpfe kann in manschen
Fällen noch: verbessert werden, indem man der Paste oder den sonstigen Substanzen,
aus welchen- der Kopf hergestellt wird, ein Flußmittel, beispielsweise Aluminium-
oder Eisenpulver oder auch eine Mischung aus diesen Zusätzen und weiteren für,den
vorliegenden Zweck: geeigneten Agenzien, zusetzt. Auch kann der Kopf weiterhin noch
eine Sprengmittel, beispielsweise Schießpulver, enthalten. Durch .die Explosion
.dieses Zusatzes nachB.ildung des anfänglichenLichtbogens wird die Aus,einundierreißung
des isolierenden Kopfes beschleunigt, die isolierende Masse schnell von der Stiftspitze
fortgesdhleudert und auch ein :etwaiger Überzug, durch welchen der Stift hindurchgeführt
werden müßte, entfernt, wie beispielsweise ,ein, Farbanstrich oder andere auf dem
Werkstück W vor'hand'ene Schutzschichten, so -daß auf diese Weise ein. besserer
Schweißkontakt erhalten wird. Zudem entwickelt die Explosion auch inerte Gase, wie
z. B. Kohlenoxyd oder Kohlensäure, die die Sc'hw.eiß:fläche schützen. Diesce letztere
Effekt kann auch noch dudurcih verstärkt werden, indem dem Kopf ein Stoff beigegeben
wird, der beim Erhitzen ein inier tes Gas abgibt.
-
Die: mitKöpfen,die, beschriebenen Art versehenen -Stifte können bei
Arbeiten mit Schweißhämmern nach dien Fig. i i und 16 bis 18 Verwendung finden,
wobei sodann der Kopf in: erster Linie .als Träger solcher Substanzen d dient, die
v orteilhafterw eise der Schweißfläche während des Schweißprozesses zuzuführen sind,
also beispielsweise für das bereits erwähnte Flußmittel oder Stoffe, die imerte
Gase entwickeln. Obgleich der Kopf, wenn er in dieser Weise verwendet wird, sehr
leicht zerbricht, kann es doch im manchen Fällen von Vorteil sein, auch noch das
bereits erwähnte Explosivmittel beizu-
Iilgen, um die Zerstörung
des Kopfes noch zu besciilleunigen.
-
Die vorstehenden Ausführungen sind im wesentlichen nur als Beispiele
für das erfindungsgemäße Verfahren und! die zugehörigen Geräte anzusehen. Hierdurch
wird nicht ausgz-sc'hlossen, daß weitere Abwandlungen und Abänderungen im Rahmen
der Erfindung und der nachstebendien Ansprüche sich ergeben können.