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Elektrische Einrichtung für einen Automat zum Einschweissen zylindrischer Bestandteile in Gefässwandungen
Gegenstand der Erfindung ist der elektrische Teil tragbarer Schweissautomaten, bei welchen der elektrische Motor den Mechanismus antreibt, welcher den Schweissdraht an die Stelle verschiebt, wo vermittels des durch das Schweisspulver oder die Schutzatmosphäre geschützten elektrischen Lichtbogens zwischen dem zylinderförmigen Gegenstand und der Gefässwandung eine Kehlschweissnaht gebildet wird. Derartige Fälle des Schweissens wurden bisher in der Industrie vermittels Hand- oder halbautomatischen Schweissens gelöst, wobei die Gefässwandung vor dem Schweissen vorbereitet werden musste.
Es ist ein Halbautomat zum Einschweissen von Kesselstehbolzen bekannt, der wie eine kleine tragbare Einrichtung konstruiert ist, welche einen Asynchron-Elektromotor für den Antrieb des Mechanismus zum Drahtvorschub, als auch für den Antrieb des Mechanismus zur Führung des Mundstückes um den Stehbolzen herum hat. Die Schweisselektrode ist ein gerades, stangenförmiges Material von 4 mm Durchmesser, welches vor dem Beginn einer jeden Schweissnaht mit dem zu schweissenden Material in Berührung gebracht werden muss. Der Anfang und das Ende des Schweissens wird von Hand aus vermittels Tastschaltern, welche auf dem Gerät angeordnet sind, durchgeführt.
Ein Nachteil dieses Halbautomaten ist der unverlässliche und schwierige Anfang des Schweissens, welches von der Fertigkeit des Schweissers abhängig ist, der Zeitverlust beim Einstellen der Berührung des Schweissdrahtes mit dem zu schweissenden Material und weiters, dass der Schweisser im Laufe des Schweissens die Lage des Mundstückes verfolgen muss, um die Schweissnaht richtig beenden zu können. Diese Nachteile verlängern die Zeit zum Einschweissen der Stehbolzen derart, dass das Schweissen mit dem Halbautomat im grossen und ganzen nicht rascher als das Handschweissen erfolgt.
Die vorliegende Erfindung beseitigt die genannten Nachteile und ermöglicht die Herstellung einer vollautomatischen Einrichtung zum Einschweissen von Kesselstehbolzen gegebenenfalls in Verbindung mit einem geeigneten Maschinenteil zum Einschweissen anderer, zylinderförmiger Gegenstände in Gefässwandungen (z. B. das Einschweissen von Rohrstutzen an Kesselkammem, das Einschweissen von Kühlrohren an Gefässwandungen).
Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, dass zur Steuerung des Schweissprozesses sowohl ein vom Schweissstrom abhängiges Relais als auch ein von der Bogenspannung abhängiges Relais vorgesehen sind, deren Erregerwicklungen über einen Kontakt eines SchweissstromschUtzes an die Klemmen einer Schweissstromquelle angeschaltet sind und dass die Erregerwicklung des Schweissstromschützes in Reihe mit einem Kontakt eines ersten, durch einen Anlass-Tastschalter gesteuerten Hilfs-Relais liegt und dass zur Einstellung der Schweisszeit ein Zeitrelais vorgesehen ist, dessen Ruhekontakt in Reihe mit der Wicklung des zweiten Hilfsrelais und mit dem Kontakt des Spannungsrelais einen parallelen Stromkreis zur Wicklung des ersten Hilfsrelais bildet,
wobei der Selbsthaltekontakt des zweiten Hilfsrelais den Tastschalter überbrückt und ein weiterer Kontakt dieses Hilfsrelais die Erregerwicklung eines SchUtzes mit den Kontakten zum Einschalten des Antriebsmotors an die Stromquelle anschliesst und der Kontakt des Stromrelais sowie der Kontakt des Spannungsrelais im Stromkreis des Zeitrelais liegen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt. Der Selengleichrichter 1 wird mit geeigneter, den Klemmen 30,31 zugeführter Wechselspannung gespeist. Auf der Gleichstromseite des Gleichrichters 1 sind über Kontakte und Tastschalter die Spulen 2,3 der Hilfsrelais
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und die Spule 4 des Schützen angeschlossen, dessen Kontakt 24 den Schweissstromkreis schliesst. Die Spu- le 5 des Schützen, dessen Kontakte 23 den Asynchronmotor 7 an die Drehstromquelle anschliessen, wel- che mit den Klemmen 27, 28, 29 verbunden ist, wird von den Klemmen 30,31, sowie die Spule 6 des
Zeitrelais mit dem Kontakt 32 gespeist. Der Asynchronmotor 7 treibt über den Getriebekasten 10 den
Mechanismus 11 zum Drahtvorschub und den Mechanismus 12 für den Vorschub des Mundstückes längs der auf dem Material 33 gebildeten Schweissnaht an.
Der Schweissstrom wird den Klemmen 25, 26 zugeführt.
In dem Schweissstromkreis ist die Spule 8 des Stromrelais, welches den Kontakt 21 eingeschaltet hat und parallel zum Lichtbogen (zwischen dem geschweissten Material 33 und dem Schweissdraht 34) ist die Spule 9 des Spannungsrelais mit den Kontakten 19, 22 vorgesehen.
Bei Beginn des Schweissens wird vom Schweisser der Tastschalter 13 gedrückt, wodurch der Stromkreis der Spule 2 des ersten Hilfsrelais geschlossen wird, dessen Kontakt 20 den Stromkreis der Spule 4 des Schweissstrom-Schützen mit dem Kontakt 24 schliesst, so dass auf der Spule 9 des Spannungsrelais eine Leerlaufspannung der Schweissquelle eintritt und dieses Relais vermittels seines Kontaktes 19 den Stromkreis der Spule 3 des zweiten Hilfsrelais mit einem Selbsthaltekontakt 18 und Schaltkontakt 17 schliesst.
Der Schaltkontakt 17 betätigt den Schützen (die Spule 5 und die Kontakte 23) für das Anlassen des Elektromotors 7. In diesem Augenblick beginnt der Elektromotor 7, den Schweissdraht 34 in Richtung zu dem zu schweissenden Material 33 bei gleichzeitiger Drehbewegung des Mundstückes vorzuschieben. Der Schweissdraht 34 streicht an die Oberfläche des zu schweissenden Materials 33 an, es entsteht ein Kurzschlussstrom, wodurch die Spannung an der Spule 9 auf Null sinkt. Infolgedessen fällt das Spannungsrelais ab, die Kontakte 19 und 22 werden getrennt. Das zweite Hilfsrelais 3 verliert die Spannung und dessen Kontakte 17 und 18 werden getrennt. Bevor dieser ganze Prozess verläuft, ist es nötig, den Tastschalter 13 in eingeschaltetem Zustand zu halten.
Durch Trennung des Kontaktes 17 schaltet der Schütz mit den Kontakten 23 aus und dadurch wird der Motor 7 von der Stromquelle abgeschaltet und in Stillstand gesetzt, so dass der Vorschub des Schweissdrahtes auf eine Zeitdauer unterbrochen wird, bevor durch das Abschmelzen des Drahtes ein Lichtbogen entsteht. Vermittels des Kurzschlussstromes wird die Spule des Stromrelais 8 erregt, desseil Kontakt 21 den Stromkreis der Spule 6 des Zeitrelais zum Schliessen vermittels des Kontaktes 22 des Spannungsrelais vorbereitet. Nach der Lichtbogenbildung erscheint auf der Spule 9 des Spannungsrelais eine Lichtbogenspannung, das Relais 9 schliesst die Kontakte 19 und 22, das zweite Hilfsrelais 3 schliesst seine Kontakte 17 und 18, wobei das Einschalten des Selbsthaltekontaktes 18 das Freimachen des Tastschalters 13 zulässt.
Der Kontakt 17 schliesst den Stromkreis des Schützen 5, dessen Kontakte 23 wieder geschlossen werden und den Elektromotor 7 einschalten, welcher den Antrieb der Mechanismen zum Vorschub des Schweissdrahtes 34 und zur Drehbewegung des Mundstückes fortsetzt, d. h. deren Vorschub längs der Schweissnaht 7. Der normale Schweissprozess ist eingeleitet. Gleichzeitig mit dem Entstehen des Lichtbogens schliesst das Spannungsrelais vermittels des Kontaktes 22 den Stromkreis der Spule 6 des Zeitrelais ; von diesem Augenblick an beginnt die Zeitbegrenzung des Schweissprozesses, welche durch die Kombination des. Spannungs- und Stromrelais garantiert ist.
Nach der auf dem Zeitrelais eingestellten Zeitspanne bewirkt sein Kontakt 32 durch das Ausschalten des zweiten Hilfsrelais 3, 17 und des Schützen 5, 23 die Stillsetzung des Elektromotors 7, womit der Schweissdraht-Vor- schub beendet ist. Der Selbsthaltekontakt 18 der Spule 3 des zweiten Hilfsrelais unterbricht die Zuleitung zur Relaisspule 2. welche von dem Kondensator 14 überbrückt ist, welcher Kondensator eine verzögerte Trennung des Kontaktes 20 und dadurch auch das verzögerte Ausschalten des Schweissstromes vermittels Schützen 4 mit dem Kontakt 24 bewirkt. Die verzögerte Unterbrechung des Schweissstromkreises hat das Abbrechen des Schweissdrahtendes zur Folge, was das Anschweissen des Schweissdrahtes 34 auf das Material 33 verhindert.
Mit dem Schalter 16, welcher vom Bedienenden in Tätigkeit gesetzt wird, kann im Bedarfsfalle der Stromkreis der Spule 6. des Zeitrelais unterbrochen, dieses Relais ausser Gang gesetzt und mit dem Gerät ohne Zeiteinstellung gearbeitet werden. In diesem Fall wird also der Schweissprozess durch Andrücken des Tastschalters 15 beendet.
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