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Einrichtung zur Erzeugung rechtwinkliger Steuerspannungen, insbesonders zur Steuerung von Widerstandsschweissgeräten
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Erzeugung rechtwinkliger Steuerspannungen, insbesondere zur Steuerung von Widerstandsschweissgeräten (z. B. mittels zweier steuerbarer, gas-oder dampfgefüllter, antiparallel-geschalteter Entladungsröhren), wobei Mittel vorgesehen sind, durch die vorzugs- weise spitze Zündimpulse mit Netzfrequenz zwei gas-oder dampfgefüllten, mit Gleichspannung gespeistenEntladungsröhren zugeführt werden, die in einer Kippschaltung liegen, so dass beim Zünden der einen Röhre die andere erlischt und umgekehrt,
wobei an einer Röhre die Zündimpulse dauernd und an der andern nur während einer gewünschten Zeit'wirksam sind und die rechtwinkligen Steuerspannungen mindestens einem, Impedanzen enthaltenden Anoden-Kathodenkreis dieser Röhren entnommen werden, wobei die Zeit, während der jede der beiden Röhren geöffnet ist, durch die Entladezeit von zwei aufgeladenen Kondensatoren bedingt wird, die als'negative Vorspannungsquellen für die Steuerkreise der Röhren dienen und je einerseits mit der Anode einer Röhre, anderseits über die Zündimpulse mit der Steuerelektrode der andern Röhre verbunden sind.
Eine solche Einrichtung ist aus der brit. Patentschrift Nr. 633, 756 bekannt. Diese Einrichtung ist jedoch verwickelt und somit wenig wirtschaftlich.
Gemäss der Erfindung wird eine wesentlich einfachere Einrichtung dadurch erhalten, dass der Verbindungspunkt jedes Kondensators mit der erwähnten Quelle über einen Widerstand mit dem Minuspol der Speisespannungsquelle der Kippschaltung verbunden wird.
Gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung kann die gleichzeitige Einschaltung dadurch erzielt werden, dass die nur während einer gewünschten Zeit wirksamen Zündimpulse, über einen Schalter zugeführt werden, der aus einer Hochvakuumdiode besteht, deren Anode mit der Steuerelektrode der andern Röhre und deren Kathode über einen Widerstand mit dem Minuspol verbunden ist, während die Kathode ausserdem mit der Kathode einer steuerbaren, gas-oder dampfgefüllten, mit Gleichspannung gespeisten Hilfsentladungsröhre verbunden ist, die mit einer andern Hilfsröhre in einer zweiten Kippschaltung liegt.
Die Anwendung einer Hochvakuumröhre hat den Vorteil, dass sie bereits bei den verhältnismässig niedrigen Spannungen der Zündimpulse Strom durchlässt.
Die Erfindung wird an Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
NachFig. 1 liegen zwei steuerbare, gas- oder dampfgefüllte Entladungsröhren 1 und 2 auf an sich bekannte Weise in einer Kippschaltung. Zwischen den Anoden ist ein Kondensator 3 angeordnet, und die Anoden sind über die Widerstände 4 und 5 mit dem Pluspol der Gleichspannungsquelle 6 verbunden,
Jede Anode ist mit dem Gitter der andern Röhre über einen Kondensator 8 bzw. 9 und über Sekundärwicklungen 10 bzw. 11 verbunden, die auf einem gemeinsamen Kern 120eines gesättigten Transformators zur Erzeugung von Zündimpulsen sitzen. Die Primärwicklung des Transformators ist einfachheithalber weggelassen. Die Kondensatoren 8 und 9 sind weiter über die einstellbaren Widerstände 13 und 14 mit dem Minuspol der Quelle verbunden.
Zwischen dem Gitter der Röhre 2 und dem Minuspol ist ein Schalter 15 angeordnet, der durch eine steuerbare Entladungsröhre ersetzt werden kann.
Wenn der Schalter 15 geschlossen ist, sind die Zündimpulse in der Wicklung 11 unwirksam und die
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Röhre 2 ist stromlos, während die Röhre 1 infolge der von der Wicklung 10 gelieferten Zündimpulse lei- tend ist.
Der Kondensator 8 wird über den Widerstand 5, die Wicklung 10, die Strecke Gitter-Kathode der Röhre 1 und den Widerstand 7 schnell auf den vollen Wert der Gleichspannungsquelle 6 aufgeladen, wobei die untere, mit dem Gitter verbundene Kondensatorklemme negativ ist. An den Ausgangsklemmen 16 und 17 ist eine Spannung wirksam, die gleich dem Spannungsfall am Anodenwiderstand 4 und in Fig. 3 durch die Linie 18 angedeutet ist. Diese Spannung kann z. B. als negative Vorspannung für eine andere, steuerbare, gas-oder dampfgefüllte Entladungsröhre dienen, wobei vorausgesetzt wird, dass kein Schweissstrom fliesst.
Wird der Schalter 15 dann geöffnet, so zündet beim nächstfolgenden Zündimpuls der Wicklung 11 die Röhre 2 im Augenblick 19 (Fig. 2), da die negative Vorspannung am Kathodenwiderstand 7 nicht hinreicht, um dies zu verhüten. Infolgedessen erlischt die Röhre 1, wobei ausserdem das negative Potential der unteren Klemme des Kondensators 8 und somit das negative Potential am Gitter der Röhre 1 infolge
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tive Potential ist in Fig. 2 im Augenblick 19 angedeutet ; dabei sind die darauf überlagerten Spannungimpulse der Wicklung 10 mit 20 und die Zündkennlinie der Röhre 1 mit 21 bezeichnet.
Darauf entlädt sich der Kondensator 8 verhältnismässig langsam über den vergleichsweise hohen Widerstand 13, den Widerstand 7 und die gezündete Röhre 2 in Abhängigkeit von dem eingestellten Wert des Wif. Ìerstandes 13. wie dies die Linie k12 der Fig. 2 mit der Zeitspanne 23 andeutet. Am Ende dieser Zeitspanne zündet die Röhre 1 wieder, da der letzte dargestellte Zündimpuls 20 die Zündkennlinie 21 schneidet. Während der Zeitspanne 23 (s. Fig. 3) liegt keine Spannung an den Ausgangsklemmen 16 und 17, da die Röhre 1 keinen Anodenstrom führt.
Inzwischen hat sich der Kondensator 9 vollständig aufgeladen und derselbe Vorgang wiederholt sich bei Röhre 2.
In Fig. 3 ist mit 24 die Zeitdauer bezeichnet, während der die Röhre 1 gezündet und die Röhre 2 erloschen ist, so dass die Schweisszeit gleich der Zeitspanne 23 und die Pausenzeit gleich der Zeitspanne 24 ist. Die Schweiss-und die Pausenzeit können durch die Widerstände 13 und 14 eingestellt werden. Gewünschtenfalls kann auch dem Widerstand 5 eine Steuerspannung entnommen werden, deren Zeitspanne gleich 23 ist.
Zur genauen Bestimmung der Anzahl von Schweiss- und Paussenzeiten kann der Schalter 15 durch die Reihenschaltung einer Hochvakuumdiode 25 mit einem Widerstand 26 ersetzt werden, (s. Fig. 4) wobei die Kathode der Röhre 25 mit der Kathode einer steuerbaren, gas-oder dampfgefüllten, durch Gleichspannung gespeisten Hilfsentladungsröhre 27 verbunden ist, die zusammen mit einer ändern, einfachheitshalber nicht dargestellten Hilfsentladungsröhre auch in einer Kippschaltung liegt. Der Steuerkreis der Röhre 27 ist schematisch und durch 28 angedeutet. Wenn die Röhre 27 nichtleitend ist, werden die Zündimpulse der Wicklung 11 über die Diode 25 abgeleitet, so dass die Röhre 2 strom los ist.
Wird die Röhre 27 leitend, so wird der Spannungsfall über den Widerstand 26 so gross und somit die Kathode der Röhre 25 dermassen positiv, dass die Diode 25 stromlos wird und die Röhre 2 zündet.
Die zuletzt erläuterte Kippschaltung ist in vielen Fällen vorteilhaft, z ; B. im Hinblick auf andere Steuermöglichkeiten, z. B. den Elektrodendruck vor und nach einem Schweisszylzlus, Vor-und Nachwärmezeit usw.
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Device for generating right-angled control voltages, especially for controlling resistance welding devices
The invention relates to a device for generating right-angled control voltages, in particular for controlling resistance welding devices (e.g. by means of two controllable, gas or steam-filled, anti-parallel-connected discharge tubes), means are provided through which preferably sharp ignition pulses Mains frequency two gas or vapor filled discharge tubes fed with direct voltage are fed, which are in a flip-flop circuit, so that when one tube is ignited, the other goes out and vice versa,
The ignition pulses are permanent on one tube and only effective for a desired time on the other and the right-angled control voltages are taken from at least one anode-cathode circuit of these tubes containing impedances, the time during which each of the two tubes is open through The discharge time is caused by two charged capacitors, which serve as negative bias voltage sources for the control circuits of the tubes and are each connected on the one hand to the anode of a tube and on the other hand via the ignition pulses to the control electrode of the other tube.
Such a device is known from British Patent Specification No. 633,756. However, this facility is complex and therefore not very economical.
According to the invention, a much simpler device is obtained in that the connection point of each capacitor with the mentioned source is connected to the negative pole of the supply voltage source of the flip-flop circuit via a resistor.
According to a further feature of the invention, the simultaneous activation can be achieved in that the ignition pulses, which are effective only for a desired time, are supplied via a switch which consists of a high vacuum diode, the anode of which is connected to the control electrode of the other tube and the cathode of which is via a resistor is connected to the negative pole, while the cathode is also connected to the cathode of a controllable, gas or vapor-filled auxiliary discharge tube fed with direct voltage, which is connected to another auxiliary tube in a second trigger circuit.
The use of a high vacuum tube has the advantage that it lets current through even at the relatively low voltages of the ignition pulses.
The invention is explained in more detail using the exemplary embodiments shown in the drawing.
According to Fig. 1 are two controllable, gas or vapor-filled discharge tubes 1 and 2 in a known manner in a trigger circuit. A capacitor 3 is arranged between the anodes, and the anodes are connected to the positive pole of the DC voltage source 6 via the resistors 4 and 5,
Each anode is connected to the grid of the other tube via a capacitor 8 or 9 and via secondary windings 10 or 11 which sit on a common core 120 of a saturated transformer for generating ignition pulses. The primary winding of the transformer is omitted for the sake of simplicity. The capacitors 8 and 9 are further connected to the negative pole of the source via the adjustable resistors 13 and 14.
A switch 15, which can be replaced by a controllable discharge tube, is arranged between the grid of the tube 2 and the negative pole.
When the switch 15 is closed, the ignition pulses in the winding 11 are ineffective and the
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Tube 2 is de-energized, while tube 1 is conductive as a result of the ignition pulses supplied by winding 10.
The capacitor 8 is charged quickly to the full value of the DC voltage source 6 via the resistor 5, the winding 10, the grid-cathode section of the tube 1 and the resistor 7, the lower capacitor terminal connected to the grid being negative. At the output terminals 16 and 17, a voltage is effective which is the same as the voltage drop at the anode resistor 4 and is indicated in FIG. 3 by the line 18. This voltage can e.g. B. serve as a negative bias voltage for another, controllable, gas or vapor-filled discharge tube, it being assumed that no welding current flows.
If the switch 15 is then opened, the tube 2 ignites at the next ignition pulse of the winding 11 at the moment 19 (FIG. 2), since the negative bias voltage at the cathode resistor 7 is not sufficient to prevent this. As a result, the tube 1 goes out, and the negative potential of the lower terminal of the capacitor 8 and thus the negative potential at the grid of the tube 1 as a result
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tive potential is indicated in Fig. 2 at the moment 19; The voltage pulses of the winding 10 superimposed thereon are denoted by 20 and the ignition characteristic of the tube 1 by 21.
The capacitor 8 then discharges relatively slowly via the comparatively high resistor 13, the resistor 7 and the ignited tube 2 as a function of the set value of the Wif. Status 13 as indicated by the line k12 in FIG. 2 with the time span 23. At the end of this period of time, the tube 1 ignites again, since the last ignition pulse 20 shown intersects the ignition characteristic curve 21. During the period 23 (see FIG. 3) there is no voltage at the output terminals 16 and 17, since the tube 1 is not carrying an anode current.
In the meantime the capacitor 9 has fully charged and the same process is repeated for tube 2.
In FIG. 3, 24 denotes the time period during which the tube 1 is ignited and the tube 2 has gone out, so that the welding time is equal to the time period 23 and the pause time is equal to the time period 24. The welding time and the pause time can be set by the resistors 13 and 14. If desired, a control voltage can also be taken from resistor 5, the time span of which is equal to 23.
For precise determination of the number of welding and pause times, the switch 15 can be replaced by the series connection of a high vacuum diode 25 with a resistor 26 (see FIG. 4), the cathode of the tube 25 being connected to the cathode of a controllable, gas or vapor-filled one , is connected by DC voltage fed auxiliary discharge tube 27, which is also in a flip-flop circuit together with another auxiliary discharge tube, not shown for the sake of simplicity. The control circuit of the tube 27 is indicated schematically and by 28. If the tube 27 is non-conductive, the ignition pulses of the winding 11 are diverted via the diode 25, so that the tube 2 is de-energized.
If the tube 27 becomes conductive, the voltage drop across the resistor 26 becomes so great and thus the cathode of the tube 25 becomes so positive that the diode 25 becomes de-energized and the tube 2 ignites.
The last discussed flip-flop is advantageous in many cases, e.g. B. with regard to other tax options, e.g. B. the electrode pressure before and after a welding cycle, pre- and post-heating time, etc.
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