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Die Erfindung betrifft eine elektrische Schalteinrichtung zum Ein-/Ausschalten eines Absauggerätes, insbesondere Schweissrauch-Absauggerätes, in Abhängigkeit vom Betrieb einer elektrischen Arbeitsmaschine, insbesondere Schweissmaschine, mit einem der Arbeitsmaschine zugeordneten Stromfühler und einem von diesem gesteuerten Schalter im Stromversorgungskreis des Absauggerätes.
Bei elektrischen Schweissmaschinen ist es, vor allem aus Energieersparnisgründen, aber auch zwecks Standzeiterhöhung, erwünscht, ein zugehöriges Schweissrauch-Absauggerät nur dann in Betrieb zu nehmen, wenn tatsächlich geschweisst wird. Solange die Schweissmaschine zwar eingeschaltet ist, mit ihr jedoch nicht Schweissarbeiten durchgeführt werden, soll das Schweissrauch-Absauggerät ausgeschaltet sein, um so Energie zu sparen. Ähnliche Verhältnisse liegen auch bei andern elektrischen Arbeitsmaschinen bzw. -geräten vor, bei denen eine Absaugung von Luft mit Schadstoffen aus dem Arbeitsbereich in der Arbeitsmaschine erfolgt, um so eine Gesundheitsgefährdung durch die verunreinigte Luft hintanzuhalten.
Beispielsweise kann es sich bei den Arbeitsmaschinen um Werkzeugmaschinen, Pressen, Stanzen usw. handeln, denen als Absauggerät ein Ölnebelabscheider, ein Entstauber od. dgl. zugeordnet ist.
Es wurde nun bei elektrischen Schweisseinrichtungen bereits vorgeschlagen, vgl. z. B.
DE-OS 2553799, den durch das Schweisskabel zur Schweisselektrode fliessenden Hauptschweissstrom in der Schweisseinrichtung direkt zu erfassen und in Abhängigkeit von diesem Hauptschweissstrom das zugehörige Schweissrauch-Absauggerät, d. h. dessen Gebläsemotor, über ein einfaches Relais ein-bzw. auszuschalten. Diese Lösung ist jedoch vor allem dann nachteilig, wenn die Schweissrauch-Absauggeräte für sich gesonderte, unabhängige Geräte sein sollen, da bei der vorgeschlagenen Lösung die Stromversorgung des Absauggerätes über die Schweisseinrichtung erfolgen muss und/oder zusätzliche Stromversorgungs- oder Schalteinrichtungen erforderlich sind, was die Einsetzbarkeit der Absauggeräte beschränkt.
Aus den DE-OS 2837697 und 1565647 sind weiters bereits Schieberregelvorrichtungen für Schweissrauch-Absauggeräte bekannt, wobei ein Schweissstromfühler, beispielsweise eine am Schweisskabel angeordnete Transformatorspule, über ein insbesondere elektromagnetisch arbeitendes Stellglied einen Schieber im Absaugschlauch des Schweissrauch-Absauggerätes steuert. Ein im Prinzip ähnliches Gasabsaugsystem mit Schiebersteuerung, allerdings nicht bei Schweissmaschinen, sondern bei chemische Substanzen enthaltenden Gas-Schränken, deren Türen Positionsfühler zugeordnet sind, die die Schieber steuern, ist weiters aus der GB-OS 2076145 bekannt.
Bei allen diesen Lösungen ist vor allem von Nachteil, dass das Sauggebläse dauernd eingeschaltet ist und nur die Absaugung mit Hilfe des Schiebers gesteuert wird, so dass unter anderem nur verhältnismässig wenig Energie eingespart werden kann. Weiters ist auch hier wieder die Einsetzbarkeit der Absauggeräte beschränkt, bzw. sind zusätzliche Leitungsverbindungen notwendig, da die Schweissstromfühler, ähnliches trifft grundsätzlich auch auf die Positionsfühler beim Gasabsaugsystem gemäss der GB-OS 2076145 zu, am Schweisskabel, also im Bereich der Schweissmaschine selbst, angeordnet sein sollen.
Es ist nun Ziel der Erfindung, eine elektrische Schalteinrichtung der eingangs angegebenen Art zu schaffen, die als gesonderte, unabhängige Einrichtung in der Art eines "Vorschaltgerätes" für die Arbeitsmaschine ebenso wie für das Absauggerät ausgebildet ist und eine unabhängige Einsetzbarkeit des Absauggerätes ermöglicht.
Die elektrische Schalteinrichtung der eingangs angeführten Art ist erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass an den Stromversorgungskreis der Arbeitsmaschine, insbesondere an den Primärkreis der Schweissmaschine, der Stromfühler angeschlossen ist und zusammen mit dem Absaugschalter ein gesondertes, von der Arbeitsmaschine und dem Absauggerät baulich getrenntes Schaltgerät bildet, durch das über ausgangsseitige Steckdosen die Stromversorgung der Arbeitsmaschine und des Absauggerätes erfolgt.
Gemäss der Erfindung bildet somit die elektrische Schalteinrichtung ein eigenes, unabhängiges Gerät, d. h. die Teile der Schalteinrichtung, wie Stromfühler oder Absaugschalter, sind weder Bestandteil der Arbeitsmaschine noch Bestandteil des Absauggerätes, und über dieses unabhängige Gerät erfolgt die Stromversorgung sowohl der Arbeitsmaschine als auch des Absauggerätes.
Hiefür ist insbesondere auch von Bedeutung, dass der Stromfühler, etwa eine Transformatorspule, nicht wie bekannt am Schweisskabel einer Schweissmaschine, sondern bereits vor dem Schweisstransformator,
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bzw.maschine --6-- mit einem in den Zeichnungen nicht näher veranschaulichten Schweisstransformator und anderseits über eine Stromversorgungsleitung --7-- ein Schweissrauch-Absauggerät --8-- mit einem Absaugrohr --9-- und einem ebenfalls in den Zeichnungen nicht näher veranschaulichten Gebläse angeschlossen sind. Zum Schweissgerät --6-- gehört ein über ein Schweisskabel-11angeschlossener Elektrodenhalter --10--, in dem Schweisselektroden --12-- befestigbar sind.
Eingangsseitig ist das Schaltgerät --2-- mit Anschlüssen --13 bzw. 14--, insbesondere in Form von Steckern, versehen. Das Schaltgerät --2-- ist mit einem Wahlschalter --15-- versehen, mit dem
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Die elektrische Schalteinrichtung zum automatischen Ein-/Ausschalten des Absauggerätes - in Abhängigkeit vom Betrieb der Arbeitsmaschine, hier des Schweissgerätes --6--, ist in Fig. 2 in einem Schaltschema beispielsweise näher veranschaulicht. Wie dabei aus Fig. 2 hervorgeht, sind die Anschlüsse --3, 4-- für das Schweissgerät und das Absauggerät (in Fig. 2 sind diese Geräte der Einfachheit halber nicht veranschaulicht) als fünfpolige Steckdosen ausgeführt und z. B. für eine Stromstärke von 16 A ausgelegt.
Die zum Schweissgerät führende Steckdose --3--
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--2-- zurKabel --18-- zum Eingangs-Anschluss --13-- führt, der als - fünfpoliger - Stecker ausgebildet ist, der ebenfalls für eine Stromstärke von 16 A ausgelegt ist und im Betrieb an eine entsprechende Anschlusssteckdose (Drehstrom) angeschlossen werden kann. Sofern das Schweissgerät eine höhere Stromaufnahme besitzen soll, ist es selbstverständlich auch möglich, entsprechend stärker, z. B. für 32 A, dimensionierte Stecker, Steckdosen und Kabel vorzusehen.
Für die Stromversorgung des Absauggerätes ist in analoger Weise der Eingangs-Anschluss - 14-- des Schaltgerätes --2-- als fünfpoliger Stecker ausgebildet, von dem ein fünfpoliges Kabel --19-- durch eine Kabeldurchführung --20-- in das Gehäuseinnere des Schaltgerätes --2-- führt. Anders als bei der Stromzuführung zum Schweissgerät ist nunmehr jedoch in der Verbindung vom Stecker --14-- zur Steckdose --4-- für das Absauggerät ein Schalter --21--, beispielsweise ein Dreiphasenschalter, vorgesehen, der normalerweise offen ist und somit die Stromzuführung zum Absauggerät unterbricht.
Der Schalter --21--, nachstehend Absaugschalter genannt, ist beim
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den Nulleiter des Kabels --19-- angeschlossen, wogegen die Klemme --22A-- einerseits mit einem Schaltkontakt-D-des manuell betätigbaren Wahlschalters --15-- und anderseits, über einen weiter unten noch näher erläuterten Schalter-24-, mit dem Schaltkontakt --A-- des Wahlschalters --15-- verbunden ist. Der Wahlschalter --15-- besitzt ferner einen dritten Schaltkontakt - -0-- ; die drei Schaltkontakte-A, D und O-- entsprechen den oben erwähnten Stellungen A (Automatikbetrieb), D (Dauerbetrieb) und 0 (Ausserbetriebsstellung). Die Wurzel des Wahlschalters - ist gemäss Fig. 2 mit der R-Phase des Kabels --19-- verbunden.
Wenn sich der Wahlschalter --15--, wie in Fig. 2 mit voll ausgezogener Linie dargestellt ist, in der Stellung 0 befindet, bleibt der Absaugschalter-21-- in der Stromversorgung für das Absauggerät offen, so dass die Stromversorgung zur Steckdose --4-- und damit zum Absauggerät unterbrochen ist. Wird der Wahl- schalter --15--, wie mit strichlierter Linie veranschaulicht, in die Stellung D umgeschaltet, so wird das Hauptschütz --22-- laufend mit Strom versorgt, der Absaugschalter --21-- ist geschlossen, und es erfolgt eine dauernde Stromzuführung zur Steckdose --4-- und somit zum Absauggerät.
In der Stellung A ("Automatik"), wie in Fig. 2 mit punktierter Linie schematisch dargestellt, wird zunächst ein Schaltkreis aktiviert, der insgesamt mit dem Bezugszeichen --25-- bezeichnet ist und als Schwellwertdetektor mit Abschaltverzögerung anzusehen ist. Dieser Schwellwertdetektor - ist an einen an der Stromzuführung (Kabel --18--) zum Schweissgerät vorgesehenen Strom- fühler --26-- in Form eines Wandlers bzw. einer Transformatorspule, etwa vom Typ MI20, angeschlossen, in dem bzw. in der entsprechend dem Strom, der durch das Kabel --18--, beispielsweise den R-Leiter, fliesst, eine Spannung induziert wird.
An diesen Stromfühler --26-- ist ein Strom-
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relais --27--, beispielsweise vom Typ SM125, angeschlossen, dessen Stromversorgung über Anschluss- klemmen "2" (R-Phase) und "10" (Nullleiter) erfolgt. Die Schaltkontakte dieses Stromrelais --27-sind mit"l"und"3"bezeichnet. Wenn der vom Stromfühler --26-- herrührende Strom, der andern Klemmen "5" und "7" zugeführt wird, einen bestimmten Wert erreicht, d. h. wenn der Strom im R-Leiter des Kabels --18--, also im Primärstromkreis des Schweissgerätes, einen bestimmten Wert erreicht, so zieht das Stromrelais --27-- an, so dass die Schaltkontakte "1" und "3" geschlossen werden.
Beispielsweise fliesst im Primärstromkreis des Schweissgerätes, wenn dieses eingeschaltet ist, jedoch noch nicht geschweisst wird, ein Strom von 1 bis 2 A, etwa zufolge eines im Schweissgerät vorhandenen, bereits laufenden Kühlventilators. Im Betrieb des Schweissgerätes, beim Schweissen, fliesst im Primärstromkreis angenommen ein Strom von 10 A. Das Stromrelais wird nun beispielsweise derart ausgelegt, dass es bei einem Strom von 2 oder 3 A im Primärstromkreis anzieht.
Bei Anziehen des Stromrelais wird ein diesem über die Schaltkontakte"l"und"3"nachge- schaltetes abfallverzögertes Zeitrelais-28-über Klemmen-Bl und B2--, aktiviert, so dass es anzieht und dabei den bereits vorstehend erwähnten, durch die Arbeitskontakte des Zeitrelais - gebildeten Schalter --24-- im Hilfsstromkreis des Hauptschützes --22-- schliesst. Dadurch wird das Hauptschütz-22- (z. B. vom Typ K6A40) auf die beschriebene Weise mit Strom versorgt, so dass der Absaugschalter --21-- geschlossen und damit die Stromverbindung vom Stecker-14zur Steckdose --4-- hergestellt wird.
Die Spannungsversorgung des Zeitrelais --28-- erfolgt analog wie beim Stromrelais --27-- über die R-Phase, über Klemmen-Al bzw. A2-- (Nulleiter).
Das Zeitrelais --28-- besitzt vorzugsweise eine einstellbare Abfallverzögerung, wobei die Verzögerungszeit beispielsweise zwischen 6 und 120 s eingestellt werden kann. Mit einer derartigen Abfallverzögerung wird erreicht, dass bei rasch aufeinanderfolgenden kurzzeitigen Arbeitsvorgängen (Schweissungen) das Absauggerät, auch wenn der Wahl schalter --15-- in der Stellung A ("Automatik") ist, eingeschaltet bleibt, d. h. nicht laufend aus-und eingeschaltet wird. Das Zeitrelais --28-- kann aber auch ein Relais mit Anzugs- und Abfallverzögerung sein, so dass das Absauggerät sowohl verzögert ein-als auch verzögert ausgeschaltet wird. Die Verzögerungszeiten können dabei verschieden gewählt werden.
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Nulleiter, und leuchtet somit in der Stellung "Automatik".
Die innerhalb der Umrandung --30-liegenden Teile der vorliegenden Schalteinrichtung-l-sind jene Teile, die zweckmässig an der Vorderseite oder Tür des Gehäuses angebracht sind.
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fallverzögerte Zeitrelais --28-- wird das Hauptschütz-22-aktiviert, so dass die Spannungsversorgung für das Absauggerät, das an die Steckdose --4-- angeschlossen ist, freigegeben wird.
Das Zeitrelais --28-- mit der einstellbaren Abfallverzögerung ermöglicht dabei ganz allgemein eine Stabilisierung bei starken Stromschwankungen bzw. dient es als Nachlaufschaltung, um bei kurzen Schweissungen ein oftmaliges Ein- und Ausschalten zu verhindern.
Der Schwellwertdetektor --25-- und die Abschaltverzögerung können an sich auch auf andere Weise realisiert werden, etwa mit elektronischen Schaltkreisen, die die Erreichung eines bestimmten Strom- oder Spannungswertes detektieren und gegebenenfalls auch die Richtung des Durchganges durch diesen Schwellenwert (Ansteigen bzw. Absinken des Stromes) erfassen können. Im Fall eines absinkenden Stromes kann sodann die Ausschaltung des Absaugschalters --21-- über ein elektronisches Verzögerungsglied gesteuert werden.
In Fig. 3 ist schematisch eine derartige mit elektronischen Mitteln realisierte Schalteinrichtung --1-- in Form eines gesonderten Schaltgerätes --2-- dargestellt. Dabei ist eingangsseitig nur ein Anschluss --13-- vorgesehen, und innerhalb des Schaltgerätes --2-- ist eine Stromver-
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zweigung --31-- vorhanden, an die die beiden Stromversorgungsleitungen oder Kabel --18, 19--, einerseits für die Arbeitsmaschine, insbesondere ein Schweissgerät (--6-- in Fig. 1), und anderseits für das Absauggerät (--8--in Fig. 1) anschliessen.
Ausgangsseitig sind wieder die beiden An- schlüsse --3, 4-- vorgesehen, wobei das Kabel --18-- direkt von der Stromverzweigung --31-zum Auslass --3-- führt. In der Leitung --19-- ist hingegen wieder ein Absaugschalter --21--
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maschine, also im Kabel --18--. Dabei ist als Stromfühler --26-- am Kabel --18-- wieder eine schematisch veranschaulichte Transformatorspule vorgesehen, an die ein elektronischer Schwellwertdetektor --25-- angeschlossen ist. An den Schwellwertdetektor --25-- ist ein Verzögerungsglied - angeschlossen, um ein verzögertes Einschalten und Ausschalten des Absauggerätes zu ermöglichen. An dieses Verzögerungsglied --32-- ist der Schaltkontakt --A-- (Automatikbetrieb) des manuell betätigbaren Wahlschalters --15-- angeschlossen.
Der für den Dauerbetrieb des Ab-
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den Absaugschalter --21-- entweder über den Wandler --33-- (Stellung D des Wahlschalters --15--) oder über den Kreis, bestehend aus Stromfühler --26--, Schwellwertdetektor --25-- und Verzögerungsglied --32-- (Stellung A des Wahlschalters-15--) eine Steuerspannung zugeführt. Der Wandler --33-- ist dabei vorgesehen, um eine adäquate Steuerspannung für den Steuerkreis --34-des Absaugschalters --21--, der in Fig. 3 nur schematisch dargestellt ist und bei dem es sich beispielsweise um einen Thyristor od. dgl. Halbleiterschaltelement handeln kann, vorzusehen.
Aus diesem Grund kann es auch zweckmässig sein, im den Schwellwertdetektor --25-- und das Ver- zögerungsglied-32-enthaltenden Kreis einen Verstärker mit vorzusehen (in den Zeichnungen nicht dargestellt). Ferner ist es möglich, in diesem Kreis einen Impulslängendetektor anzuordnen, um kurzzeitig negative Impulse, etwa zufolge von nur kurzzeitigen Stromabfällen in der Leitung - -18--, zu unterdrücken und so nur ein Ausschalten des Absauggerätes bei länger andauernden Stromunterbrechungen oder Leerlaufstromstärken in der Leitung --18-- vorzusehen.
In allen Fällen ist die beschriebene, für sich ein Schaltgerät --2-- bildende Schaltein- richtung--1--steckerfertig, d. h. sie kann ohne Umbauarbeiten für den jeweiligen Anwendungsfall sofort in Betrieb genommen werden. Sie stellt dabei ein eigenes "Vorschaltgerät" dar, das einen universellen Einsatz ermöglicht. Insbesondere eignet sich diese Schalteinrichtung für Anlagen, bei denen unabhängige, gesonderte Absauggeräte verwendet werden, die je nach Bedarf zum jeweiligen Arbeitsgerät gebracht, insbesondere verfahren werden, und dort in Betrieb genommen werden sollen.
Wie bereits erwähnt kann die beschriebene Schalteinrichtung nicht nur bei Schweissgeräten bzw. zugehörigen Schweissrauch-Absauggeräten eingesetzt werden, sondern grundsätzlich bei allen Arbeitsmaschinen, bei denen im Betrieb eine gegenüber dem Leerlaufstrom entsprechend erhöhte Stromaufnahme gegeben ist, und bei denen im Betrieb irgendwelche Zusatzgeräte, wie Luftabscheider, Ölnebelabscheider, Entstauber usw., eingeschaltet werden sollen.
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