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Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur elektrischen Widerstandsschweissung, insbesondere zur Punkt, bzw. Punktnahtschweissung. unter Verwendung von in den Schweissstrom- kreis eingeschalteten gittergesteuerten Entladungsgefässen.
Derartige Schweiss einrichtungen gestatten es, den Schweissstellen in kürzester Zeit eine sehr ) hohe elektrische Leistung mitzuteilen und diese Leistung auch auf die Schweissstellen zu konzentrieren, indem die Entladungsgefässe bei entsprechend gewählter Gittersteuerung nur für, gegebenenfalls sehr starke, Stromimpulse durchlässig sind, welche eine bzw. Bruchteile einer Halbwelle oder aber eine kleinere festbestimmte Anzahl von Vollwellen der Speisewechselspannung umfassen. Durch die kurzen Schweisszeiten wird ausserdem die schädliche Erwärmung der Umgebung der Schweissstelle vermieden.
Bei den bisher vorgeschlagenen derartigen Schweisseinrichtungen, die mit Halbwellen-oder auch Mehrwellensteuerung arbeiten, wurde zur Zündung des Hauptentladungsrohres der durch den
Ladestrom eines Kondensators an einem Widerstand entstehende Spannungsabfall verwendet. Die
Ladung des Kondensators wird bei dieser Schaltung eingeleitet durch einen Steuerkontakt im Anoden- kreis eines Hilfsrohres, der in Abhängigkeit von der Stellung der Schweisselektroden geschaltet wird, und ferner durch das Auftreten der Zündspannung am Gitter dieses Hilfsrohres. die letzteres im allge- meinen stets im Scheitelpunkt der angelegten Anodenspannung freigibt. l'ni den Zündeinsatz möglichst genau zu halten, wird als Steuerspannung vorzugsweise eine Spitzenspannung gewählt.
Die bekannte Steuerung arbeitet im allgemeinen genau. Jedoch gibt es einen kurzen Zeitbereich. in welchem der Zündeinsatz des Hauptrohres sehr unsicher ist. Die Kurve der spitzen Gitterspannung des Hilfsrohres ist nämlich nicht unendlich schmal, sondern hat eine gewisse Breite. Schaltet der
Steuerkontakt den Anodenkreis des Hilfsrohres gerade innerhalb dieses Bereiches, so ist für den Zünd- einsatz des Hauptrohres nicht mehr die Gitterspannung des Hilfsentladungsgefässes massgebend, sondern der Schaltaugenblick des Steuerschalters. Die Spitzenspannung lässt sich nun nicht so schmal machen, dass die Verschiebung des Zündeinsatzes durch den Schaltaugenblick des Hauptschalters ohne Ein- fluss bleibt, da dann die Zündung des Hilfsentladungsrohres nicht mit Sicherheit gewährleistet ist.
Diese Unsicherheiten werden gemäss der Erfindung dadurch beseitigt, dass zur Steuerung des bzw. der in den Schweissstromkreis eingeschalteten Entladungsgefässes ein vorzugsweise über einen
Phasenschieber an das Netz angeschlossener Transformator dient, dessen Sekundärseite in dem Gitter- kreis des Entladungsgefässes liegt und in den Zeiten, in denen die Hauptentladungsgefässe gesperrt gehalten werden sollen, über ein gittergesteuertes Hilfsrohr mit Gas-oder Dampffüllung kurzgeschlossen ist. Der in Abhängigkeit von der Stellung der Schweisselektroden gesteuerte, die Betriebsfähigkeit der Schweissanordnung bestimmende Steuerkontakt liegt dabei im Gitterkreis des Hilfsrohres und bewirkt bei Betätigung die Sperrung dieses Gefässes.
Brennt im Schaltaugenblick gerade das Hilfsrohr, so bleibt der Kurzschluss der Sekundärwicklung des Transformators in dieser Periode bestehen.
Die nächstfolgende Spannungsspitze jedoch findet das Hilfsrohr gesperrt und bewirkt infolgedessen die Zündung des Hauptrohres. Es wird durch die Erfindung also erreicht, dass das Einsetzen der Entladung im Hauptrohr vollkommen unabhängig vom Schaltaugenblick des Steuerschalters ist.
Die Anordnung wird zweckmässig so ausgeführt, dass am Gitter des Hilfsrohres eine dieses für
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rohr bewirkende Sperrung des Hilfsrohres bei Betätigung des Steuerschalters durch einen an einem
Widerstand im Gitterkreis auftretenden Spannungsabfall, der durch den Ladestrom eines Konden- sators erzeugt wird, hervorgerufen wird.
Um bei Halbwellenspeisung sicherzustellen, dass die Stromimpulse auch wirklich nicht länger als höchstens eine Halbwelle andauern, wird gemäss einem weiteren Erfindungsgedanken parallel zum Schweisstransformator ein Steuertransformator angeordnet, dessen Sekundärseite vorzugsweise über einen Gleichrichter und einen Ladewiderstand an den Kondensator angeschlossen ist derart, dass dieser durch einen am Schweisstransformator entstehenden Spannungsabfall eine Zuladung erhält.
Es wird auf diese Weise erreicht, dass die Aufladung des Kondensators, nachdem der Schweissstromimpuls einmal eingesetzt hat, sehr schnell erfolgt und infolgedessen auch der Spannungsabfall am Ladewider- stand im Gitterkreis sehr schnell verschwindet, so dass der Haupttransformator bei Auftreten der zweiten Spannungsspitze mit Sicherheit bereits kurzgeschlossen ist.
Für Punktschweissmaschinen mit Mehrwellensteuerung wird die Anordnung nach der Erfindung durch entsprechende Bemessung des Kondensators und des Ladewiderstandes zweckmässig so ausgeführt. dass die Zahl der Zuladungen, die notwendig sind, um den Kondensator auf ein das Einsetzen der Ent- ladung im Hilfsrohr bewirkendes Potential aufzuladen, die Anzahl der vom Schweissstromimpuls umfassten Vollwellen der Speisewechselspannung bestimmt.
Das Wesen der Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert.
Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Schweisseinrichtung. Im Sekundär- stromkreis des an das Wechselstromnetz 1 angeschlossenen Schweisstransformators 2 liegen die Schweiss- elektroden. 3. In dem Primärkreis ist das gittergesteuerte Hauptentladungsrohr 4 mit Gas-oder Dampf- füllung eingeschaltet. Es kann eine Queeksilberkathode oder eine Glühkathode besitzen. Für Mehr- wellenschweissungwerden zweckmässig an Stelle dieses einen Gefässes zwei gegensinnig parallelgeschaltete verwendet, wobei das zweite Gefäss in Abhängigkeit von der Brennerperiode des ersten selbsttätig gesteuert wird.
Die Steuerspannung für das Entladungsrohr 4 wird ebenfalls dem Wechselstromnetz entnommen, u. zw. über einen aus dem Transformator 5, einer Kapazität 6 und einem Widerstand 7 bestehenden Phasenschieber. Der Zündpunkt des Entladungsrohres 4 lässt sich durch diesen Phasenschieber innerhalb der positiven Halbwelle der Speisewechselspannung verschieben. Der Phasensehieberkreis speist über eine Drossel 8 den Transformator 9, in dessen in den Gitterkreis des Entladungrohres 4 eingeschalteter Sekundärwicklung eine Wechselspannung mit scharfer Spannungsspitze erzeugt wird. In Reihe mit der Sekundärwicklung liegt die negative Vorspannungsbatterie 10, der Widerstand M und ferner der Gittersehutzwiderstand 19.
In der Ruhestellung, d. h. wenn nicht geschweisst wird, ist die Sekundärwicklung über den Widerstand 20 und das Hilfsrohr 11, das mit Gas oder Dampf gefüllt ist und vorzugsweise eine Glühkathode besitzt, kurzgesehlossen. Das Gitter dieses Rohres 11 erhält über die Widerstände Bl und den Schutzwiderstand 18 eine positive Spannung gegen die Kathode, die einen Entladungsstrom in dem Rohr ermöglicht. Der von der Schweissmaschine betätigte Steuersehalter 12 verbindet in dem gezeichneten Fall, d. h. in der Ruhestellung, die Kontakte a und e und schliesst auf diese Weise den Kondensator Ci bzw. auch die bei Bedarf durch die Schalter 17. 17', 17" parallel geschalteten Kondensatoren C2, C3.
C4 kurz.
Soll ein Sehweissstromimpuls erfolgen, so wird der Steuerschalter umgelegt, so dass er die Kontakte a und b verbindet. In dem gezeichneten Fall wird dann der Kondensator Cl von der Batterie 14 aufgeladen. Am Gitter des Hilfsrohres 11 tritt dadurch ein negatives Potential auf, da der Ladestrom am Widerstand Ri einen Spannungsabfall erzeugt. Die Sperrung des Hilfsrohres erfolgt dann sofort oder aber bei Auftreten der nächsten Spannungsspitze im Sekundärkreis des Transformators 9. Der Kurzschluss der Sekundärwicklung wird dadurch aufgehoben, und die Spannungsspitze bewirkt die Zündung des Hauptentladungsrohres 4.
Der jetzt einsetzende Schweissstromimpuls erzeugt am Schweisstransformator 2 eine Spannung. die über den Steuertransformator 15. den Troekengleiehriehter 16 und den Ladewiderstand B2 dem Kondensator Cl eine Zuladung gibt. derart, dass die Spannung am Gitter des Hilfsrohres beschleunigt ansteigt und mit Sicherheit bei Auftreten der nächsten Zündspitze den Sekundärkreis des Transformators 9 mit Hilfe des Hilfsrohres 11 bereits wieder kurzgeschlossen hat. Es wird dadurch bei Halbwellensteuerung unbedingt gewährleistet, dass der Sehweissstromimpuls auch wirklich höchstens eine Halbwelle umfasst.
In dem Diagramm der Fig. 2 ist der Spannungsverlauf am Kondensator Cl dargestellt. An der Ordinate ist die gesamte zwischen den Punkten cl und e liegende Spannung U der Batterie 14 aufgetragen. Der Punkt t liegt bei der Anordnung nach Fig. 1 auf Kathodenpotential und stellt somit in Fig. 2 die Höhe dieses Potentials gegenüber dem Punkt dar. Auf der Abszisse ist die Zeit t aufgetragen.
Es sei angenommen. dass das Hilfsrohr gezündet wird, wenn das Gitter Kathodenpotential erhält, d. h. also, wenn der Kondensator Cl bis auf dieses Potential aufgeladen ist.
Beim Umlegen des Steuerschalters auf den Kontaktpunkt b. also bei Betriebsbeginn. zur Zeit f1
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