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Einrichtung zur Steuerung eines Halbautomaten für die
Schutzgas-Lichtbogenschweissung
Die Einrichtung zur Steuerung eines Halbautomaten für die Schutzgas-Lichtbogenschweissung, insbesondere für die Schweissung mit abschmelzender Elektrode, muss so einfach wie möglich und leicht zu betätigen sein und volle Betriebssicherheit besitzen.
Dabei muss diese Einrichtung mehrere Funktionen steuern, insbesondere die Schliessung oder Öffnung des Schweissstromkreises, den Vorschub des Schweissdrahtes zur Schweissstelle oder zurück und die Öffnung oder Schliessung des Ventils oder einer andern Ein- richtung für die Zufuhr des Schutzgasstromes zur Schweissstelle. Der Schweisser muss beim Schweissvorgang mit eigener Hand das Gerät, insbesondere die Schweisspistole, zu der Schweissstelle führen und muss die Bildung der Schweissraupe sowie den Beginn und Abschluss der Schweissung kontrollieren.
Bei der Steuerung der oben angeführten Funktionen ist es notwendig, auf die richtige zeitliche Aufeinanderfolge der einzel- nen Funktionen der Schweisseinrichtung zu achten, insbesondere auf den Vorlauf oder die Nachströmung des Schutzgases vor Schliessung bzw. nach Öffnung des Schweissstromkreises und auf die verspätete Öffnung dieses Stromkreises nach der Abschaltung der Einrichtung für den Schweissdrahtvorschub.
Es sind bereits mehrere Einrichtungen für die Steuerung von Halbautomaten für die Schutzgas-Lichtbogenschweissung bekannt, wobei man bei den bisherigen Lösungen für diese Einrichtungen insbesondere zwei Arten unterscheidet. Eine Art ist dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung aus mehreren Druckknöpfen, eventuell in Kombination mit einem mechanisch gesteuerten Gasventil oder aus mehreren Umschaltern zur Steuerung der einzelnen beschriebenen Funktionen besteht. Bei den andern bekannten Arten solcher Schweisseinrichtungen werden ausser Druckknöpfen für die Steuerung verschiedener Funktionen der Schweisseinrichtungen auch mehrstufige, zumeist dreistufige Umschalter verwendet. Durch zwei Arbeitskontakte des Umschalters werden die Schutzgaszuführung, der Erregungskreis der Schweissstromquelle und die Schweissdrahtvorschubeinrichtung gesteuert.
Ein Nachteil dieser Steuereinrichtung ist, dass sie eine komplizierte Einrichtung für die Automatik der Zeitfolgefunktionen erfordert, wodurch sich eine erhöhte Störanfälligkeit und ein erhöhter Aufwand für die Instandhaltung ergibt. Für die Reparatur dieser Einrichtungen sind qualifizierte Arbeitskräfte bzw. ein Service erforderlich.
Durch die Erfindung wird eine Vereinfachung der bisherigen Einrichtungen zur Steuerung der Halbautomatenfürdie Schutzgas-Lichtbogenschweissung erzielt, wobei durch einen einzigen Umschalter unter Fortfall eines komplizierten Relaissystems alle Hauptfunktionen der Schweisseinrichtung in richtiger Folge gesteuert werden.
Die erfindungsgemässe Verbesserung der Einrichtung zur Steuerung von Halbautomaten für die Schutzgas-Lichtbogenschweissung besteht grundsätzlich in der besonders aufeinander abgestimmten zwangsläufigen Reihenfolge vonEinschaltungen mehrerer Arbeitskontakte eines einzigen Umschalters, derart, dass durch diese Arbeitskontakte bzw. durch von diesen betätigte Steuerelemente bei Beginn der Schweissung zuerst die Schutzgaszuführung zur Schweissstelle geöffnet wird und erst hernach gleichzeitig der Schweissstromkreis und der Schweissdrahtvorschub eingeschaltet werden. Der Umschalter ist weiters mit einem separaten Arbeitskontakt für den Rücklauf des Schweissdrahtes versehen.
Der Betätigungshebel für den Umschalter besitzt eine mittels Federn betätigte Rückstellvorrichtung, die den Umschalter automatisch in die Nullage zurückzuführen bestrebt ist, in der die Verbindung der Arbeitskontakte mit dem
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Phasenkontakt, der an die elektrische Spannung des Hilfskreises angeschlossen ist, unterbrochen ist. Die Erfindung wird im nachstehenden an Hand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben, u. zw. zeigen die Fig. 1 die elektrische Schaltanordnung der Erfindung, die Fig. 2 und 3 den Umschalter im Aufriss und in Seitenansicht und Fig. 4 das Schaltschema des Umschalters.
Der Umschalter 1 wird durch den Hebel 11, der mit der um den Bolzen 13 drehbaren Wiege 12 fest verbunden ist, betätigt. Der Hebel 11 ist seinerseits am Handgriff der Schweisspistole gelagert, so dass ihn der Schweisser bei der Haltung der Schweisspistole stets mit in der Hand hält und ihn leicht betätigen kann. Auf der Wiege 12 des Umschalters 1 sind die Schaltbrücken 14 und 15 angebracht.
Die beiden Kontaktflächen der Schaltbrücken 14 und 15 der Wiege 12 sind voneinander so entfernt und die Kontaktfläche der Schaltbrücke 14, die den Arbeitskontakt b mit dem Phasenkontakt a in der Stellung I verbindet, ist so vergrössert, s. Fig. 2 und 3, dass bei und nach der Umschaltung in die Lage II des Umschalters 1 die beiden Kontakte a, b stets verbunden bleiben. Der Umschalter hat weiters an einer Seite der Wiege 12 einen gabelförmigen Phasenkontakt a ; an der andern Seite der Wiege sind drei einfache Arbeitskontakte b, c, d angebracht.
Der Umschalter 1 ist mit dem Federsystem 16 versehen, welches den Umschalter unabhängig von seiner Schaltstellung immer wieder in die Nullage zurückzustellen bestrebt ist. Der Umschalter ist durch seinen Phasenkontakt a dauernd an die Spannung des Hilfskreises x angeschlossen. De] Arbeitskontakt b des Umschalters 1 ist an das elektromagnetische Ventil 2 angeschlossen, durci das der Schutzgasstrom zur Schweissstelle freigegeben oder unterbrochen wird. Parallel zu dem elektromagnetischen Ventil 2 liegt am Arbeitskontakt b der Schutzgasvorwärmer 3. An den Arbeitskontakten c des Umschalters 1 ist ein elektrisches Hilfsrelais 6 angeschlossen, welches durcl seinen Kontakt Rla eine Einrichtung 4, insbesondere Schütz für die Steuerung des Schweissdrahtvorschubes betätigt.
Durch den Kontakt Rlb des Hilfsrelais 6 wird ein weiteres elektrisches Hilfsrelais 7 gesteuert, welches durch seinen Kontakt R2a das Schütz 5 für die Einschaltung dei Schweissstromkreises steuert., Das Hilf. srelais 7 wird mit Gleichstrom aus dem Gleichrichter 9 gespeist und liegt parallel zun Kondensator 10. An den weiteren Arbeitskontakt d des Umschalters 1 ist eine Einrichtung 8 insbesondere ein Reversierschütz, angeschlossen, die für den Rücklauf des Schweissdrahtvorschubes dient Vor Beginnder Schweissung ist der Betätigungshebel 11 des Umschalters 1 in der Nullage, in welche die Verbindung des Phasenkontaktes a mit den Arbeitskontakten b, c und d unterbrochen ist. Il dieser Lage istder Betätigungshebel 11 durch das Federsystem 16 gehalten.
Bei Beginn des Schweiss. vorganges nähert der Schweisser die Schweisspistole mit dem eingebauten Umschalter der Schweissstelle Sodann drückt er den Betätigungshebel 11 des Umschalters 1 in die Arbeitsstellung I. In diese
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dem Arbeitskontakt b verbindet. Hiedurch öffnet sich das elektromagnetische Ventil 2 und da Schutzgas beginnt zu fliessen.
Nach einem kurzen Zeitintervall drückt der Schweisser den Betätigungshebel 11 des Umschalter 1 weiter in die zweite Arbeitsstellung II, in welcher ihn der Schweisser während des Schweissvorgange zu halten hat. In der Arbeitsstellung II ist die Wiege 12 des Betätigungshebels 11 gegenübe der Arbeitsstellung I um den Winkel oc gedreht, so dass die Schaltbrücke 14 der Wiege 12 weiter hin den Phasenkontakt a mit dem Arbeitskontakt b verbindet und gleichzeitig durch die Schaltbrücki 15 der Wiege 12 der Phasenkontakt a mit einem weiteren Arbeitskontakt c verbunden wird Hiedurch wird auch der Schweissdrahtvorschub zur Schweissstelle eingeschaltet und gleichzeitig wird dit Schweisselektrode, d. h. der Schweissdraht, an die Schweissstromquelle angeschlossen.
Nach Berührun des Elektrodenendes mit dem Werkstück bildet sich der Lichtbogen, und der Schweissprozess beginnt.
Während des Schweissens hält der Schweisser den Betätigungshebel 11 stets in der zweiten Arbeits
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lässt der Schweisser den BetätigungshebelkungdesFedersystems 16 indie Arbeitsstellung I zurücklaufen, in welcher die Verbindung zwische ; Schweisselektrode und Schweissstromquelle sowie der Schweissdrahtvorschub unterbrochen sind. Es wird zu erst die Einrichtung 4 für den Elektrodendrahtvorschub und erst nach kurzer Zeit, welche durch di Zeitkonstante des aus dem Relais 7 und dem Kondensator 10 bestehenden Stromkreises bestimmt is der Schweissstrom abgeschaltet. Nach kurzem Zeitintervall, welches von der Abkühlungsgeschwindigkei des Schweisskraters abhängt, lässt der Schweisser den Betätigungshebel 11 aus der Arbeitsstellung I i die Nullstellung 0 zurückschnellen, wodurch auch der Schutzgasstrom unterbrochen wird.
Um eine einwandfreie Schweissung durchführen zu können, ist bei Beginn des Schweissvorganges ein
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bestimmte Länge des aus der Schweisspistole hervorragenden Elektrodenstückes notwendig. Zur Einstellung dieser Elektrodendrahtlänge sowie zur Einfädelung des Schweissdrahtes in die Vorschubeinrichtung und in die Schweisspistole ist somit ausser der Vorwärtsbewegung des Drahtes auch ein Rücklauf erforderlich. Zur Erzielung der Rücklaufbewegung dient ein weiterer Kontakt d des Umschalters 1. In einem solchen Fall schiebt der Schweisser den Betätigungshebel 11 des Umschalters 1 aus der Nullstellung 0 um den Winkel B in die Arbeitsstellung III, welche sich im Gegensatz zu den Arbeitsstellungen I und II auf der andern Seite der Nullage befindet.
In dieser Stellung wird durch die Schaltbrücke 14 der Wiege 12 der Phasenkontakt a mit dem Arbeitskontakt d verbunden. Der Kontakt d ist so angebracht bzw. der Betätigungshebel 11 ist so ausgeführt, dass durch die Verschiebung des Hebels 11 in die Arbeitsstellung III die Verbindung des Phasenkontaktes a mit den Arbeitskontakten b und c unterbrochen bleibt.
Durch die Erfindung wird eine grosse Vereinfachung der Einrichtungen zur Steuerung von Halbautomaten für die Schutzgas-Lichtbogenschweissung in mechanischer und elektrischer Hinsicht erreicht. Es wird weiters die Betriebssicherheit des Gerätes erhöht und die bei den bisherigen bekannten Einrichtungen erhebliche Störanfälligkeit bedeutend herabgesetzt. Der Hauptvorteil der erfindungsgemässen Anordnung liegt darin, dass der Schweisser den richtigen Zeitablauf der für den Schweissvorgang wichtigen Funktionen der Schweisseinrichtung und überdies auch den Rücklauf des Schweissdrahtes von einer Stelle aus leicht mittels eines einzigen Umschalters steuern kann.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur Steuerung eines Halbautomaten für die Schutzgas-Lichtbogenschweissung, bestehend aus einem mehrstufigen Umschalter, dessen Phasenkontakt an die Spannung des Hilfsstromkreises angeschlossen ist und dessen Arbeitskontakte an die Steuerelemente der Schweisseinrichtung für die Schutzgaszuführung, für die Einschaltung oder Unterbrechung des Schweissstromkreises und für den Schweissdrahtvor- schub angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitskontakt (c) des Umschalters (1) der die Einrichtung (4) für den Schweissdrahtvorschub betätigt, zugleich eine Einrichtung, insbesondere Schütz (5) für die Einschaltung oder Unterbrechung des Schweissstromkreises betätigt, wobei der Umschalter (1) so ausgeführt ist,
dass dieser Arbeitskontakt (c) mit dem Phasenkontakt (a) erst nach Durchlaufen derjenigen Lage (I) verbunden wird, in der der Arbeitskontakt (b), der an das Ventil (2) für die Schutzgaszuführung angeschlossen ist, bereits mit dem Phasenkontakt (a) verbunden ist und dass in der folgenden Lage (II) (Schweissstellung) beide Arbeitskontakte (b, c) mit dem Phasenkontakt (a) verbunden sind.