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Elektrische Schweiß- und Lötpistole Es sind bereits pistolenförmig
ausgebildete elektrische Schweiß- und Lötanordnungen zum Anschweißen oder Anlöten
von Bolzen an eine Metallunterlage bekannt, bei welchen der Schweißstrom durch den
gegen die Metallunterlage gepreßten Bolzen geleitet wird und das mit der Metallunterlage
in Berührung stehende Ende des Bolzens zum Schmelzen bringt, so daß sich nach der
Abkühlung eine feste Verbindung zwischen dem Bolzen und der Metallunterlage ergibt.
Die Stromzuführung erfolgt hierbei nur während einer verhältnismäßig kurzen Zeit,
und es wird deshalb eine Zeitkontrollvorrichtung zur selbsttätigen Unterbrechung
der Stromzuführung angewendet. Bei den bekannten Anordnungen enthält die Zeitkontrollvorrichtung
einen an die Pistole angeschlossenen Steuerungskreis, der auf ein Relais zum Schließen
und Öffnen eines besonderen Schweißstromkreises einwirkte, wobei der anzuschweißende
Bolzen einen Teil dieses Schweißstromkreises bildete. Die mit allen diesen Teilen
versehene Zeitkontrollvorrichtung und der daran angeschlossene Stromschalter im
Schweißstromkreis hatten einen so großen Platzbedarf, daß sie als besonderes Aggregat
ausgebildet werden mußten, das nur durch elektrische Leitungen mit der Schweißpistole
verbunden war.
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Erfindungsgemäß ist die Zeitkontrollvorrichtung so ausgebildet, daß
sie in der Schweiß- oder Lötpistole selbst untergebracht werden kann. Dadurch wird
die ganze Schweißvorrichtung weniger umfangreich, leichter transportabel und erhält
eine aus mehreren Gesichtspunkten vorteilhaftere Form. Die
Zeitkontrollvorrichtung
ist mit einer Anordnung versehen, die nur zur Unterbrechung des Schweißstromes dient,
während zum Einschalten und Aufrechterhalten des Schweißstromes eine andere Anordnung
in der Pistole vorgesehen ist.
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In der Zeichnung ist eine vorteilhafte Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes
beispielsweise dargestellt.
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Fig. i ist ein Längsschnitt der erfindungsgemäßen Löt- und Schweißpistole,
die Fig. 2, 3 und 4 sind Querschnitte an den Stellen II-II, III-III und IV-IV in
Fig. i, während Fig.5 das Schaltbild der elektrischen Stromkreise der Vorrichtung
veranschaulicht.
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Das Gehäuse der Schweiß- und Lötpistole besteht aus einem größeren
Teil i mit einem Handgriff 2 und aus einem kleineren Teil 3. Die Teile i und 3 haben
überall kreisförmigen Querschnitt und sind gegeneinander verdrehbar. Im Teil 3 sitzt
eine axial verschiebbare Stützhülse 4, die mittels einer Spannmutter 5 in verschiedenen
Lagen festgestellt werden kann. Am äußeren Ende der Stützhülse 4 ist ein Porzellanring
6 vorgesehen. Eine in der Achse der Pistole angeordnete Stange 7 trägt an ihrem
Ende eine zum Festhalten des Arbeitsstückes 9 dienende Spannhülse B. Die Stange
7 sitzt in einer in der Längsrichtung derAchse der Pistole verschiebbaren Hülse
io, die unter der Einwirkung eines Elektromagneten i i und einer Feder 12 steht.
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An dem Handgriff 2 ist ein durch eine Feder 14 geschütztes Stromzuführungskäbel
13 angeschlossen. Innerhalb des Handgriffes setzt sich das Kabel in einem spiralförmig
gewickelten Kupferhand 15 fort, dessen inneres Ende mit einem silbernen Kontaktstück
16 verbunden ist. Neben dem Kontakt 16 liegt ein ähnlicher solcher Kontakt 17, der
mit dem inneren Ende eines spiralförmig gewundenen Kupferbandes 18 verbunden ist.
Durch die beiden Kupferspiralen 15 und 18 sind die beiden Schenkel i9 und 2o eines
Eisenkernes eingesteckt, die mit je einem der Kontakte 16, 17 in Berührung stehen.
Die beiden Schenkel des Eisenkernes sind voneinander durch eine Isolierschicht 2i
elektrisch isoliert. Dem Eisenkern gegenüber befindet sich ein eiserner Anker 22
mit einer eingelegten Silberplatte 23. Dieser Anker sitzt auf einer Blattfeder 24
und kann mittels eines Druckknopfes 25 und einer durch einen Zapfen 27 geführten
Feder 26 an die Kontakte 16, 17 angepreßt werden. Die Teile 15 bis 27 bilden zusammen
einen elektrischen Schalter, dessen Teile 15 bis 21 in ein Isoliergehäuse 28 eingegossen
sind, das mittels einer Schraube 29 im Handgriff 2 befestigt ist. Die Kupferspirale
18 steht über einen Leiter 30 mit dem einen Ende der Wicklung des Elektromagneten
i i in Verbindung. Das andere Ende dieser Wicklung ist über einen Leiter 32 an einen
Metallring 33 angeschlossen, der in einem durch Schrauben 73 festgehaltenen Isolierkörper
34 sitzt.
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Im Gehäuseteil 3 sitzt ein aus Isolierstoff bestehender Ring 35, der
auf eine auf der Stange 7 gelagerte Metallhülse 36 aufgeschraubt ist. Auf der Metallhülse
36 sitzt eine Nabe 37 aus Isolierstoff, die zwei elektrisch leitende Backen 38 und
39 dreht, von denen eine, 38, über einen Metallring 40 in leitender Verbindung mit
dem Metallring 33 steht, aber von der Metallhülse 36 isoliert ist, während die andere,
39, vom Ring 33 isoliert ist aber mit der Metallhülse 36 leitend verbunden ist.
Jede der Backen besitzt eine axiale Nut 41, 42, in die je eine Metallfeder 43,
44 eingesetzt ist. Das eine Ende dieser Federn ragt in eine in der Wand 51
des Isolierkörpers 34 angebrachte Nut 45 hinein, die sich zu einer breiten Ausnehmung
46 erweitert. In der Mitte der Außenseiten der Backen 38, 39 befinden sich Nuten
47 bzw. 48, die sich fast bis zu den Nuten 41, 42 erstrecken. Die Federn 43,44 sind
an der Stelle dieser Nuten 47, 48 so gebogen, daß sie flache Hügel 49, 5o bilden.
Diese Federn sind so gespannt, daß sie nach außen drücken.
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In der Metallhülse 36 sind drei Aussparungen 52, 53 und 54, die in
die Schleifkontakte 55, 56 und 57 eingesetzt sind, die über Federn 58, 59 und 6o
mit der Metallhülse 36 verbunden sind und an der Stange 7 anliegen. Auf der Metallhülse
36 ist eine Drahtrolle 61 aus Isoliermaterial drehbar gelagert, die mit Kupfer-
oder Aluminiumdraht 62 gewickelt ist, der durch eine Nut 63 im Isolierkörper 34
zu den Nuten 48, 47 der Backen 38 und 39 geführt und in diesen mittels hügelförmig
gebogenen Teilen 49, 5o der Federn 43, 44 festgehalten ist. An der einen Seite der
Rolle 61 liegt eine als Bremse wirkende Blattfeder 64 an.
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Auf der Nabe 37 sitzt ein Ring 65 mit einem Loch, in welches sich
eine Stange 66 unter der Einwirkung einer Feder 67 einschieben kann. Diese Stange
66 ist mit einem drehbaren Sperrhaken 68 verbunden, der in seiner einen Grenzstellung
mit dem Anker 23 in Eingriff kommt und den Anker in seiner anderen Grenzstellung
freigibt.
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Zwischen der Wand 51 des Isolierkörpers 34 und einem Flansch der Metallhülse
36 liegt eine Schraubenfeder 69, die die Metallhülse in Richtung des hinteren Endes
der Schweißpistole drückt, so daß der Ring 40 fest an dem Ring 33 anliegt. Diese
Feder 69 sowie der Umstand, daß die Backen 38, 39 im Isolierkörper 34 axial gesteuert
sind, sichert die richtige axiale Lage der beiden Gehäuseteile i und 3 im Verhältnis
zueinander.
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Im Schaltbild gemäß Fig. 5 sind die Teile des elektrischen Stromkreises
mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, wie in den Fig. i bis 4. Der Schweißstromkreis
verläuft durch das Arbeitsstück 70 und durch den Bolzen 9, der auf dieses
Arbeitsstück aufgeschweißt oder aufgelötet werden soll.
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Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist wie folgt: Die Schweißpistole
wird mit ihrer Mündung so fest gegen das Arbeitsstück gedrückt, daß der Bolzen 9
die Stange 7 gegen die Wirkung der Feder 12 zurückdrückt und der Porzellanring 6
am Arbeitsstück anliegt. Hierauf wird der Druckknopf 25 eingedrückt, worauf der
Kontakt 23 des Ankers 22 den Stromkreis zwischen den Kontakten 16 und 17 schließt.
Der über das Kabel 13 zugeführte
Strom durchfließt die Wicklungen
15 und 18, so daß die Eisenkerne i9 und 2o magnetisiert werden und den Anker 22
anziehen, so daß dieser den Stromkreis geschlossen hält. Der Strom durchfließt dann
den Leiter 3o, die Wicklung des Elektromagneten i i, den Leiter 32, den Ring 33
und den auf der Backe 38 befestigten Ring 40. Der Kontakt zwischen den Ringen 33
und q.o ergibt sich dadurch, daß die Feder 69 die Hülse 36 und die auf ihr montierten
Teile gegen den Ring 33 drückt.
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Von der Backe 38 fließt der Strom durch den Draht 62 zur Backe 39,
dann zur Hülse 36 und durch die Federn 58 bis 6o und@die Schleifkontakte 55 bis
57 zur Stange 7 und weiterhin durch die Spannhülse 8 zum Bolzen g. Der durch die
Wicklung des Elektromagneten fließende Strom veranlaßt den Magneten, die Stange
7 noch ein Stück weiter in die Pistole hineinzuziehen, so daß der Bolzen 9 vom Arbeitsstück
etwas abgehoben wird und sich zwischen ihm und dem Arbeitsstück ein Lichtbogen ausbildet.
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Da der Strom im Verhältnis zum Querschnitt des Drahtes 62 sehr stark
ist, schmilzt das die Backen 38 und 39 miteinander verbindende Drahtstück nach einer
kurzen Zeit ab, so daß der Stromkreis unterbrochen wird und der Schweißvorgang aufhört.
Beim Unterbrechen des Stromes stößt die kräftige Feder 12 die Hülse io gegen den
Isolierkörper 3q.. Dadurch wird auch der Bolzen 9 fest gegen das Arbeitsstück gepreßt
und an diesem festgelötet oder festgeschweißt, da das geschmolzene Metall sofort
erstarrt. Gleichzeitig kommt auch der Anker 22 von den Eisenkernen ig, 2o frei.
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Um das Gerät erneut verwenden zu können, muß erst der abgeschmolzene
Schmelzdraht ersetzt werden. Zu diesem Zweck dreht man den Gehäuseteil 3 gegen den
Uhrzeigersinn, wobei sich die Hülse 36 und die daran befestigten Backen 38 und 39
mitdrehen. Sobald hierbei das freie Ende der in der Backe 38 gelagerten Feder 43
in den erweiterten Teil 46 der Nut 45 gelangt, schlägt diese Feder nach außen und
wirft den in der Backe 38 zurückgebliebenen Drahtstumpf durch eine Öffnung 71 im
Gehäuse aus. Während der vorgenannten Drehung dreht sich das Loch im Ring 65 von
der Stange 66 fort, und die Stange glitt auf die Seitenfläche des Ringes, wobei
sie den Sperrhaken 68 in Eingriff mit dem Anker 22 brachte, so daß dessen Kontakt
23 nunmehr verhindert ist, mit den Kontakten 16 und 17 in Berührung zu kommen. Ein
Druck auf den Druckknopf 25 hat jetzt infolgedessen nur ein Zusammendrücken der
Feder 26 zur Folge. Bei der fortgesetzten Drehung der Backe 38 wird ein neues Drahtstück
von der Vorratsrolle in die Nut 47 eingeführt und durch die Feder q:3 festgeklemmt,
sobald das Ende dieses Drahtstückes in die Nut 45 gelangt. Die andere Backe 39 hat
während dieser ganzen Zeit den Griff am Draht 62 mittels der Feder 44 beibehalten.
Nachdem der Gehäuseteil 3 um eine halbe Umdrehung verdreht wurde, haben die Backen
38 und 39 ihren Platz vertauscht, und der Schmelzdraht ist zwischen ihnen wiederum
genau so gespannt, wie in Fig. 3 dargestellt. Gleichzeitig fällt die Stange 66 in
ein Loch des Ringes 65 ein, was ein Zeichen dafür ist, daß der neue Schmelzdraht
sich an seinem Platz befindet und der Gehäuseteil 3 daher nicht mehr weitergedreht
zu werden braucht. Die Stange 66 schwenkt hierbei den Sperrhaken 68 außer Eingriff
mit dem Anker 22, so daß der Schweißstrom nunmehr durch einen Druck auf den Knopf
25 wieder eingeschaltet werden kann. Die sich beim Abbrennen des Schmelzdrahtes
entwickelnden Gase entweichen durch eine der Öffnung 71 diametral gegenüberliegende
Öffnung 72 im Gehäuse.
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Verschieden große Bolzen 9 erfordern verschieden große Stromstärken
und verschieden lange Schweißzeiten. Die Stromstärke und die Schweißzeit wird durch
entsprechende Wahl der Stärke des Drahtes 62 eingestellt. Gewöhnlich erfordern jedoch
voneinander nicht allzu verschiedene Bolzendurchmesser keinen Wechsel des Schmelzdrahtes.
So können beispielsweise Bolzen mit einem Durchmesser von 9 bis 12 mm mit demselben
Kupferdraht von i,i mm Stärke geschweißt oder gelötet werden. Das Austauschen der
Drahtrolle 61 geht jedoch nach Abschrauben des Gehäuseteiles 3 vom mit Schraubengewinde
versehenen Teil 36 sehr schnell und leicht vor sich.
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Infolge der erfindungsgemäßen Verwendung von Schmelzdraht zum Unterbrechen
des Stromes dient der Schalter 15 bis 27 nunmehr nur zum Einschalten des Stromes
und kann daher sehr kleine Abmessungen haben, trotzdem der ganze Schweißstrom durch
diesen Schalter fließt. Dadurch wird es möglich, den Schalter in den Handgriff der
Schweißpistole einzubauen.