<Desc/Clms Page number 1>
Schweissbegrenzer mit zwei gegeneinander wirkenden Elektromagneten.
Zur Überwachung des Betriebes von elektrischen Widerstandsch wei#maschinen verwendet man Geräte, die am Ende einer Schweissung dem Arbeiter ein Zeichen geben, nun die Maschine abzuschalten oder diese Abschaltung selbsttätig herbeiführen. Diese Geräte, die gewöhnlich als,, Schweissbegrenzer" oder SehweisskontroIIer"bezeichnet werden, sind in verschiedenen Arten bekannt. Darunter findet
EMI1.1
weil ihr beweglicher Teil. der Anker, der Wirkung von zwei Magneten ausgesetzt ist. Entweder sind es zwei Elektromagnete, deren Eisenkerne auch miteinander verbunden sein können oder ein Elektromagnet und ein Dauermagnet.
Es ist auch bekannt bei einem solchen Gerät die beiden Magnete gegeneinander wirken zu lassen.
In einem Falle geschieht dies in der Weise, dass die Geschwindigkeit der Bewegung des Ankers, die der erste Magnet hervorruft, durch den zweiten Mag'net verlangsamt wird, mit der Folge, dass die Laufzeit des Ankers aus seiner Ruhelage in seine Wirkungslage auf ein gewisses Mass gebracht wird. Diese vergrösserte Laufzeit wird dann durch Änderung der Anfangslage des Ankers durch Änderung der Stärke eines Magnets oder beider Magnete oder durch gleichwertige Ma#nahmen geregelt und so den verschiedenen Betriebsbedingungen der Maschine angepasst.
Während in diesem Falle der Doppelmagnet-Schweissbegrenzer seinem Wesen nach ein Laufwerk mit Triebmagnet und Dämpfmagnet ist, ist er in einem anderen Falle dem Wesen nach ein DifferentialHubmagnet Die beiden Elektromagnete mit verbundenen Eisenkernen und gegeneinander gerichteten magnetomotorischen Kräften lassen den gemeinsamen Anker los, wenn der Schweissstrom, der den einen Elektromagnet erregt, und die Elektrodenspannung, die den anderen Elektromagnet erregt, die Werte annehmen, die der richtig vollzogenen Schweissung entsprechen.
Den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet ein Doppelmagnet-Sehweissbegrenzer neuer Art. Er kann, im Gegensatz zu dem eben gekennzeichneten Laufwerk und Differential-Hubmagnet, als"Spannungswaage"bezeichnet werden. Seine Eigentümlichkeit besteht darin, dass auf einen beweglichen Anker, der am besten, auch äusserlich, einem Waagebalken ähnlich, um eine Mittelachse drehbar und mit den Enden über den Elektromagnetpolen spielend angeordnet wird, zwei Spannungswicklungen in entgegengesetztem Sinn einwirken. Die eine Wicklung wird dabei in an sich bekannter Weise durch die Elektrodenspannung, die andere durch eine Spannung erregt, die der elektromotorischen Kraft des Sehweisstransformators wenigstens ungefähr proportional ist. Das Spiel des Ankers ist eng begrenzt.
Sein Ausschlagen im Wirkungssinn der Elektrodenspannungswicklung ist durch einen Anschlag verhindert.
Für den Ausschlag im entgegengesetzten Sinn braucht nur soviel Spiel vorhanden zu sein als nötig ist, um die Kontakte eines Steuerschalters für das Schütz im Primärstromkreis des Sehweisstransformators voneinander zu trennen. Die Kräfte der beiden Spannungswicklungen sind so gegeneinander abgeglichen. dass die bei Beginn der Schweissung überwiegende Kraft der Elektrodenspannungswicklung am Ende der Schweissung die Kraft der anderen Spamumgswicklung unterschreitet und dadurch den Ausschlag der Waage, der den Steuerschalter öffnet, eintreten lässt.
Unter"Elektrodenspannung"ist verstanden, die Spannung zwischen irgendeinem Punkte der einen Elektrode oder ihres Halters und irgendeinem Punkte der anderen Elektrode oder ihres Halters.
<Desc/Clms Page number 2>
In einem Grenzfall ist die Elektrodenspannung die Schweissspannung, die zwischen den das Werkstück berührenden Elektrodenenden auftritt. Die Spannungsabfälle in den Elektroden sind so klein, dass alle Elektrodenspannungen als mit der Schweissspannung, in der Grösse und dem zeitlichen Verlauf übereinstimmend angesehen werden können.
Als Spannungen, die der elektromotorischen Kraft. des Schweisstransformators wenigstens ungefähr proportional sind, kommen vor allem in Betracht :
1. Die Spannung einer besonderen Sekundärwicklung auf dem Eisenkern des Schweisstransformators.
2. Die Spannung zwischen den Enden der kupfernen Sekundärwicklung des Schweisstransformators oder zwischen Punkten der (die Elektroden tragenden) Schweissarme, die den Verbindungsstellen dieser Arme mit den Enden der kupfernen Sekundärwicklung naheliegen.
3. Die Spannung aller Windungen oder eines bestimmten Teiles der Windungen der Primärwicklung des Sehweisstransformators.
Die unter 1. genannte Spannung ist ein genaues Mass der elektromotorischen Kraft des Schweisstransformators. Die unter 2. und 3. genannten Spannungen können dafür genommen werden, weil die Spannungsabfälle in der kupfernen Sekundärwicklung und in der Primärwicklung des Sehweisstrans- formators vernachlässigbar klein sind. Ein hier in Betracht zu ziehender Spannungsabfall tritt nur in den Sehweissarmen der Maschine auf.
Den verschiedenen Stärken der Werkstücke wird die elektromotorische Kraft des Transformators mittels des bekannten Stufenschalters im Primärkreis angepasst. Die genannten, für die Erregung der zweiten Wicklung der Spannungswaage verwendbaren Spannungen bleiben der elektromotorischen Kraft des Schweisstransformators wenigstens angenähert proportional, wenn sich die Betriebsbedingungen der Maschine durch Verstellung des Stufenschalters oder durch Spannungsschwankungen der Stromquelle, aus der die Maschine gespeist wird, verändern.
Zur näheren Erläuterung ist auf der Zeichnung in Fig. 1 das Schema einer Schweissmaschine mit einem gemäss der Erfindung ausgeführten Schweissbegrenzer dargestellt, in Fig. 2 eine Abänderung des Schweissbegrenzers von Fig. 1.
1 ist der Eisenkern des Sehweisstransformators, 2 seine Primärwicklung, 3 die Sekundärwicklung.
Das eine Ende 4 der Primärwicklung ist durch die Speiseleitung 5 unmittelbar an die Netzleitung 6 angeschlossen. Am anderen Ende ist die Wicklung mit Anzapfungen versehen und an beispielsweise vier Kontakte 7, 8, 9, 10 eines Stufensehalters mit dem Schalthebel 11 angeschlossen. Der Schalthebel ist durch eine Speiseleitlmg 12, in die das Schütz 13 eingebaut ist, an die zweite Netzleitlmg 14 angeschlossen.
Die Sekundärwicklung 3 ist mit dem einen Ende 15 an den oberen Schweissarm 16 angeschlossen, in der Nähe seiner Drehachse 11. Das zweite Ende 18 der Wicklung ist mit der Fussplatte 19 des unteren Schweissarmes 20 verbunden. Die Schweissarme tragen an ihren vorderen Enden die Elektrodenhalter 21, 22 mit den Elektroden 23, 24, zwischen denen das beispielsweise aus zwei aufeinander gelegten Blechen bestehende Werkstück 25 eingeklemmt ist.
Der Schweissarm 16 wird durch einen nichtgezeichneten Fusshebel bewegt mittels der Stange 26, die am hinteren Ende des Schweissarmes durch eine Pufferfeder 21 angreift.
EMI2.1
berührenden Enden der Elektroden 23, 24 angeschlossen ; sie wird also von der Schweissspannung erregt.
Die Wicklung 30 ist an eine besondere Sekundärwicklung 31 auf demEisenkern7 des Schweisstransformators angeschlossen. Sie wird darum von einer Spannung erregt, die der elektromotorischen Kraft des Transformators genau proportional ist.
Die Ankerzlmge 32 wird durch eine schwache Feder 38 gegen den Kontakt 39 gezogen, der am inneren Ende der Schraube 35 sitzt und vom Körper der Schraube durch ein Zwischenstück 40 isoliert ist.
Der Kontakt 39 ist durch eine Leitung 41 an die Speiseleitung 12 angeschlossen. Der Anker 31 ist durch eine Leitung 42 über die Wicklung 43 des Schlitzes 13, die Leitung 44 und den Schalter 45 an die andere Speiseleitlmg 5 angeschlossen. Der Schalter 45 ist in der Schliessstellung gezeichnet, die er bei Hebung der Stange 26 durch die Einwirkung der Knagge 46 auf den Arm 47 annimmt und unter Wirkung der Feder 48 zu verlassen strebt.
Zur Erklärung der Wirkungsweise sei zunächst hervorgehoben, dass Fig. 1 den Zustand der Maschine. bei Beginn der Schweissung darstellt. Vorher ist durch Hebung der Stange 26 das Werkstück zwischen die Elektroden eingeklemmt, dabei der Schalter 45 und durch das Schütz 13 auch der Primärstromkreis der Maschine geschlossen worden. Die Ankerzlmge 32 lag schon bei Stromlosigkeit der Maschine an dem Kontakt 39 und hielt dadurch an ihrer Stelle den Erregerstromkreis des Schützes 13 geschlossen und ermöglichte so die Schliessung des Maschinenstromkreises durch Schliessung des Schalters 45.
Der Anker des Schweissbegrenzers behält diese Lage bis zum Ende der Schweissung bei, weil die Kräfte der Spulen 29 und 30 so abgeglichen sind, dass die Kraft der Spule 29 die der Spule 30 zuerst überwiegt. Nähert sich aber die Schweissung ihrem Ende, so geht die Kraft der Spule 29 zurück, weil die Schweissspannung sinkt.
<Desc/Clms Page number 3>
Die Spannung 80 bleibt im wesentlichen unverändert. In dem Augenblick, da die Schweissung richtig vollzogen ist, unterschreitet die Kraft der Spule 29 die Gegenkraft der Spule 30. Nun schlägt der Anker 31 aus, die Zunge 32 entfernt sich vom Kontakt 39 und legt sich an die Stellschraube 36.
Dabei wird die Spule 43 des Schützes 1. 3 stromlos und das Schütz unterbricht den Primärkreis der Maschine.
Wird zur Bearbeitung eines stärkeren Werkstückes des Hebel 11 des Stufenschalters auf einen andern Kontakt, beispielsweise den Kontakt 10, gestellt, so steigt die elektromotorische Kraft des Transformators und ihr entsprechend die Spannung der Spule 37 und die Kraft der Spule 30. In demselben Verhältnis steigt aber auch die Schweissspannung am Ende der Schweissung und darum tritt der Schweissbegrenzer wieder bei richtig vollzogener Schweissung in Tätigkeit, ohne dass dafür eine Nachjustierung des Gerätes erforderlich wäre. Das gleiche gilt, wenn während einer Sehweissung oder von einer Schweissung zur andern die Netzspannung sich ändert.
Es genügt darum, das Gerät einmal richtig einzustellen, wobei
EMI3.1
den ganzen, so doch den grössten Teil des Bereiches der vorkommenden Betriebsbedingungen zu beherrschen.
Die Zuleitungen zur Wicklung 29 können auch an andere Punkte der Elektroden 23, 24 oder an Punkte der Elektrodenhalter, beispielsweise die Punkte 51 ? und AS, angeschlossen werden. Zur Erregung der Wicklung 30 könnte auch die Spannung zwischen den Punkten 53 und 54 der Schweissarme 16, 20 verwendet werden, die den Enden 15 und 18 der kupfernen Sekundärwicklung 3 naheliegen, ferner die Spannung zwischen irgendeinem Paar der Punkte 4,7, 8, 9, 10 an der Primärwicklung 2.
Bei der Ausführung des Schweissbegrenzers nach Fig. 2 ist der Magnetkern mit der Spule 30 von
EMI3.2
auf den Anker 31 mit einem Streufeld, dessen Stärke der elektromotorischen Kraft des Schweisstransformators wenigstens ungefähr proportional ist. Die Elektrodenspannungswicklung 29 hat einen stabförmigen Eisenkern ; er ist an dem Gerüstteil 34 aus unmagnetischem Metall befestigt, das an dem Magnetfortsatz 55 gelagert ist.
Da für die Erregung der zweiten Spannungswicklung des Gerätes mehrere Spannungen zur Ver- fügung stehen, so kann man, um die Wirkung des Gerätes zu verfeinern, mehrere dieser Spannungen in dem Gerät wirken lassen, indem man die zweite Spannungswicklung aus mehreren Spulen oder Spulengruppen herstellt, von denen jede durch eine andere der fragliehen Spannungen erregt wird.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Sehweissbegrenzer mit zwei gegeneinander wirkenden Elektromagneten, gekennzeichnet durch eine Spannungswaage mit zwei Wicklungen, von denen die eine durch die Elektrodenspannung, die andere durch eine der elektromotorischen Kraft des Schweisstransformators wenigstens ungefähr proportionale
EMI3.3
trodenspannungswicklung verhindert und mit solcher Abgleichung der Kräfte der beiden Wicklungen, dass die bei Beginn der Schweissung überwiegende Kraft der Elektrodenspannungswicklung am Ende der Schweissung die Kraft der anderen Wicklung unterschreitet und dadurch einen Ausschlag der Waage zustande kommen lässt.