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Einrichtung zur automatischen Steuerung des Antriebes einer elektrischen Abbrenn-Stumpf-Schweissmaschine
Den Gegenstand der Erfindung bildet eine vervollkommnete Einrichtung zur automatischen Steuerung des Antriebes einer elektrischen Abbbrenn-Stumpf-Schweissmaschine, deren Zweck in der Gewährleistung
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Betätigbarkeitoperationen : Vorerwärmung, Abschmelzung und Stauchung. Diese Operationen werden durch eine auto- matische Steuerung des elektrischen Antriebes in Abhängigkeit von den Verhältnissen an der Schweissstelle durchgeführt.
Die beiden ersten Operationen stellen erhöhte Anforderungen an die Feinheit der Antriebssteuerung, während die letzte, d. i. die Stauchoperation, die rasche Bereitschaft einer grossen Leistung zur Entwicklung des erforderlichen Stauchdruckes zwischen der beweglichen und festen Backe der Maschine erfordert.
Für die angeführten Zwecke wurden verschiedene elektrische Systeme entwickelt, welche bisher bestimmte Mängel oder Nachteile haben. So haben sich z. B. die anfangs verwendeten Relaissysteme mit einem Antriebsmotor nicht bewährt, da sie in den Abschaltmechanismen häufige Störungen aufwiesen und der beträchtlich beanspruchte Motor einer raschen Abnützung unterlag. Zur Beseitigung dieses Mangels würden elektrische Systeme mit zwei Motoren entwickelt, welche die bewegliche Backe der Schweissmaschine mittels einer gemeinsamen Differentialvorlage betätigen.
Einer dieser Motoren läuft dauernd unter konstanter Spannung, während die Drehzahl des andern Motors durch eine veränderliche Spannung in Abhängigkeit von den Verhältnissen an der Schweissstelle gesteuert wird, Bei einer bekannten Ausführung wird diese veränderliche Spannung von der Schweissspannung an den Backen derMaschine mittels eines die Spannung erhöhenden Transformators abgeleitet und sodann über einen Gleichrichter auf denAnker des gesteuerten Motors überführt. Wenn daher die geschweissten Teile in Berührung (in Schweissung) sind, so herrscht an den Einspannbacken eine kleine Spannung, bei welcher der gesteuerte Motor eine kleine Drehzahl hat und umgekehrt. Praktisch bedeutet dies, dass dem gesteuerten Motor die Aufgabe des Vorschieben der beweglichen Backe, sowie auch die Entwicklung des endgültigen Stauchdruckes zufällt.
Infolgedessen muss der gesteuerte Motor von robuster Ausführung sein und zu seiner Bremsung ist es erforderlich, grosse Trägheitskräfte zu überwinden. Dieser Umstand erfordert sogar, dass bei grossen Einrichtungen zum Stauchen noch ein dritter Motor von grosser Leistung verwendet werden muss, auf welchen die Übersetzung des Backenvorschubes in dem Augenblick umgeschaltet wird, wenn es erforderlich ist, die Stauchkraft zu entwickeln. Die Nachteile einer solchen Anordnung sind offenbar.
Erfindungsgemäss werden diese Nachteile bei einem Antriebssystem mit zwei Motoren und einer Differentialvorlage durch Umkehrung der Funktion dadurch beseitigt, dass die Vorwärtsbewegung, sowie auch der Stauchdruck der beweglichen Einspannbacke vom dauernd laufenden Motor hergeleitet werden, während die Rückbewegung dieser Backe vom gesteuerten Motor durch Erhöhung seiner Drehzahl abgeleitet ist. Diese umgekehrte Funktion wird erfindungsgemäss dadurch erzielt, dass im Gegensatz zum angeführten bekannten Verfahren die veränderliche Spannung des gesteuerten Motors vom Strom im elektrischen Schweisskreis hergeleitet wird, welcher im Gegenteil am grössten ist, wenn die geschweissten Teile in Berührung sind.
In diesem Augenblick erhält der gesteuerte Motor eine proportional erhöhte Spannung und Drehzahl, von welchen die Rückbewegung der Backe abgeleitet ist. Durch weitere Massnahmen im
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elektrischen Stromkreis des erfindungsgemäss gesteuerten Motors wird sodann erreicht, dass dieser Motor keinen harten Regulierstössen unterworfen ist und dass durch seine Bremsung die Anlaufsteilheit der Stauchgeschwindigkeit beliebig bestimmt werden kann.
Den Vorteil der erfindungsgemässen Antriebsanordnung bildet vor allem die Möglichkeit der Verwendung eines gesteuerten Motors kleiner Leistung, welcher leicht zu betätigen ist und ausserdem im Betrieb möglichst geschont wird. Demgegenüber ist es möglich, im dauernd laufenden Motor eine genügend grosse Bereitschaftsleistung auch für grosse Einrichtungen zu sichern, welche mit grossen Stauchkräften arbeiten.
Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Einrichtung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt.
Die Abbrenn-Stumpfschweissung derGegenstände erfolgt zwischen der festen Backe 1 und der beweglichen Backe 2, welche an den elektrischen Schweisskreis 17 mit dem Transformator 7 angeschlossen sind. Die bewegliche Backe 2 wird durch die Schraube 3 vorgeschoben, welche beispielsweise mittels einer Kette 16 von einer bekannten Differentialvorlage 4 betätigt wird. Die Differentialvorlage 4 wird gleichfalls in bekannter Weise durch Schneckenübersetzungen von einem dauernd unter der gleichen Spannung laufenden Motor 5 und einem zweiten Motor angetrieben, dessen Drehzahl durch eine Spannung gesteuert wird, welche in Abhängigkeit von den Verhältnissen an der Schweissstelle veränderlich ist.
Der Anker des gesteuerten Motors 6 ist in einen elektrischen Gleichstromkreis mit zwei Gleichrichtern 10,11 geschaltet, deren Spannungen sich addieren. Die Erregung dieses Motors erfolgt in bekannter Weise und ist nicht dargestellt. Der Gleichrichter 11 wird vom Reguliertrandormator 12 durch einen Wechselstrom von konstanter einstellbarerSpannung gespeist. Der Gleichrichter M wird von einem Wechselstrom veränderlicher Spannung gespeist, welche von der Stromstärke im elektrischen Schweisskreis 17 mittels das Transformators 8 abgeleitet wird, der mit einer groben Stufenreguliemng versehen ist. Zwecks Verfeinerung dieser Regulierung kann in diesem Stromkreis noch ein weitererReguliertransformator9 eingeschaltet sein.
In den elektrischen Gleichstromkreis des gesteuerten Motors 6 ist weiters der Regulierwiderstand 15 und der Kontakt 14 eines Schützes geschaltet. Durch Unterbrechung des Kontaktes 13 und Schliessen des Kontaktes 14 wird der Anker des gesteuerten Motors 6 über den Widerstand 15 kurzgeschlos- sen. Durch Einstellung der Grösse des Widerstandes 15 kann die Bremsgeschwindigkeit dieses Motors gebrauchsgemÅass gesteuert werden.
Solange die Backen 1 und 2 mit den eingespannten, zu schweissenden Gegenständen von einander entfernt sind, fliesst im elektrischen Schweisskreis 17 ein kleiner oder überhaupt kein Strom. Der gesteuerte Motor 6 arbeitet mit kleiner Spannung im kleinen Drehzahlbereich und es überwiegt daher der daue : nd laufende Motor 5, welcher die bewegliche Backe 2 vorwärts schiebt. Sobald die zu schweissenden Gegenstände in den Backen 1 und 2 in Berührung kommen, beginnt im Schweisskreis 17 ein grosser Strom zu fliessen. Proportional zu seiner Grösse erhöhen sich Spannung und Drehzahl des gesteuerten Motors 6 aerart, dass dieser Motor überwiegt und die Rückbewegung der Backe 2 bewirkt.
Dies wiederholt sich so lange, bis sich die geschweissten Gegenstände erhitzen und die Abschmelzung ein. ritt. Beim Abschmelzen unterhält der gesteuerte Motor 6 die zu schweissendenGegenstände im elektrischen Bogen. Nach dem Abschmelzen wird der gesteuerte Motor 6 abgebremst und der dauernd laufende Motor 5 übt auf die Backe 2 den erforderlichen Stauchdruck aus. Die Anlaufsteilheit der Stauchgeschwindigkeit wird durch die Ab- brems-Geschwindigkeit des gesteuerten Motors 6 bestimmt, welche nach Erfordernis durch den Regulierwiderstand 15 geändert werden kann, wie bereits erwähnt wurde. Der Rückstoss auf den gesteuerten Motor 6 zur Stauchung wird durch das selbstsperrende Schneckengetriebe auf der Differentialvorlage 4 aufgefangen.
Durch das beschriebene Beispiel sind allerdings die verschiedenen Möglichkeiten der Anordnung des eigentlichen elektrischen Systems auf demselben Erfindungsgegenstand nicht erschöpft, welcher die Ent- lastung des gesteuerten Motors und die Übertragung einer grossen Leistung auf den weniger beanspruchten dauernd laufenden Motor ermöglicht. Ein unzweifelhafter Vorteil der Erfindung liegt darin, dass er auch bei grossen Abbrenn-Stumpf-Schweissmaschinen auftritt und es nicht erforderlich ist, bei ihnen noch einen dritten Motor zum Stauchen zu verwenden mit einer Umschaltung der Übersetzung und den übrigen damit verbundenen Komplikationen.
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