DE1006550B - Schaltanordnung fuer Widerstandsschweissmaschinen zum Messen und UEberwachen der Leistungswerte der Sekundaerstroeme mittels eines Magnetkernes - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für Widerstandsschweißmaschinen mit zwei Armen zum Halten der Elektroden mit mindestens einem sättigungsfähigen und geschlossenen magnetischen Kern, welcher in dem vom Schweißstrom aufgebauten Feld liegt und mindestens zwei darauf aufgespulte Wicklungen hat, von solcher Beschaffenheit, daß sie keine elektromotorische Kraft in dem Gebiet außerhalb der Gesamtanordnung induzieren können, die durch die Spule und den Kern gebildet wird, und gespeist werden von einem elektrischen Schwingungserzeuger, der eine höhere Frequenz hat als der Schweißstrom.

Gegenstand eines älteren Vorschlags bildet eine Schaltungsanordnung dieser Art, bei welcher der magnetische Kern um einen der Arme herum angeordnet ist. Seine Mittelebene steht senkrecht auf der Achse dieses Armes. Dabei bildet jede der beiden gegenläufig gespulten Wicklungen einen Ring mit Windungen in Ebenen, welche durch die Achse des von den Wicklungen umgebenen Armes laufen. Diese beiden Wicklungen sind nicht nur mit dem eine höhere Frequenz als die des Schweißstromes aufweisenden Schwingungserzeuger, sondern auch mit einem Gleichrichter in Serie geschaltet. Darüber hinaus wird der vom Gleichrichter gelieferte Gleichstrom in eine dritte Wicklung geschickt, welche um die beiden ersten Wicklungen zusammengespult ist. Diese dritte Wicklung ist mit einem Widerstand in Serie geschaltet, durch den der aus dem Gleichrichter kommende Gleichstrom fließt. Die den Klemmen dieses Widerstandes entnommene Spannung ist dem Schweißstrom proportional. Sie muß schließlich in einer Vorrichtung ins Quadrat erhoben werden.

Die Erfindung hat zum Gegenstand eine Schweißmaschine, mittels deren das Potential, welches dem Quadrat der Schweißstromstärke proportional ist, in einfacherer Weise erhalten werden kann, und zwar mit Hilfe eines Stromwandlers von bedeutend geringerem Gewicht und geringerem Volumen, welcher keine Schwingungen des Schweißstromes hervorruft und welcher infolge seiner Stellung bezüglich des Armes, in dessen Nähe er aufgestellt ist, die Messung von Schweißströmen sehr unterschiedlicher Stärke erlaubt.

Die Schaltanordnung gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der sättigungsfähige Kern seitwärts eines der Elektrodenhaltearme angeordnet und der in dem vom Schweißstrom erzeugten Induktionsfluß aufgebaute magnetische Kreis im wesentlichen offen ist, weiterhin daß ein Widerstand in Serie mit den Wicklungen und dem Schwingungserzeuger geschaltet und an die Klemmen desselben ein Gleichrichter angeschlossen ist, so daß an den Widerstandsklemmen der Mittelwert der gleichgerichteten Spannung liegt, wobei der Wert des Widerstandes und der vom Schwingungserzeuger gelieferten Spannung sowie die Eigenschaften des magnetischen

Schaltanordnung
für Widerstandsschweißmaschinen

zum Messen und überwachen

der Leistungswerte der Sekundärströme

mittels eines Magnetkernes

Anmelder:

Societe Anonyme »Electromecanique«,
Brüssel

Vertreter: Dr. phil. W. P. Radt, Patentanwalt,
Bochum, Heinrich-König-Str. 12

Beanspruchte Priorität:
Belgien vom 2. September 1952

Richard Peretz, Ixelles, Brüssel (Belgien),
ist als Erfinder genannt worden

Werkstoffes des oder der Kerne so gewählt sind, daß die Kennlinie des mittleren, gleichgerichteten Wertes des durch die Wicklungen fließenden Wechselstromes in Abhängigkeit vom Schweißstrom eine parabolische Kurve zweiten Grades ist.

Es bildet bereits Gegenstand des genannten früheren Vorschlags, eine Einrichtung vorzusehen, durch die das Integral der zum Schweißstrom proportionalen Spannung gemessen, der bei dieser Messung gelieferte Wert festgehalten und ablesbar gemacht wird. Falls man, ausgehend von der mittels der genannten Einrichtung abgelesenen Leistung, den Mittelwert der Wirkkomponente des Schweißstromes erhalten will, so muß man die Quadratwurzel aus dem Quotienten ziehen, den man mittels Division dieses Leistungswertes durch die Schweißzeit erhält.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Schaltanordnung kann man die mittlere Wirkkomponente auch erhalten als Ji² dt, ohne daß man die Quadratwurzel zu ziehen braucht. Eine derartige Einrichtung ist so beschaffen, daß die Skala der Meßvorrichtung für den von der Festhaltevorrichtung gelieferten Wert in [Amp.]² · sec und in Amp. · [sec]¹² geeicht ist, daß weiterhin hinter dem Gleichrichter ein Verstärker, hinter diesem eine elektronische Gleichgewichtsvorrichtung, dahinter eine weitere Festhaltevorrichtung und hinter dieser letzten Festhaltevorrichtung eine Meßvor-

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richtung geschaltet sind, deren Ableseskala in Sekunden Ordnung (Fig. 1) dargestellten und oben angeführten und in see¹² geeicht ist. Einzelvorrichtungen 1 bis 15 entsprechen.

Es genügt daher, den auf der Skala »Ampere · (see)^{1 2}« In Fig. 13 ist ein Teil einer Widerstandsschweiß-

abgelesenen Wert durch den auf Skala »see ¹I₂K abge- maschine dargestellt mit zwei Armen 221 und 222 zum lesenen zu teilen, um schnell den Wert des wirksamen 5 Halten der Elektroden 223 und 224. Die zu schweißenden Stromes zu erhalten, der die geschweißten Stücke durch- Stücke sind mit 225 und 226 bezeichnet. Seitlich am flössen hat. Arm 221 ist ein magnetischer Verstärker angeordnet, der

Weitere Einzelheiten der neuen Schaltanordnung schematisch dargestellt wurde durch einen sättigungsseien erläutert an Hand der Zeichnungen, auf denen fähigen, geschlossenen Magnetkern 213 mit zwei Wickschematisch verschiedene Vorrichtungen zur Ausrüstung io lungen 211 und 212. Der Kern besteht aus magnetischem einer Schweißmaschine sowie Teile dieser Maschine darge- Blech, und die Wicklungen sind gegenläufig gewickelt, um stellt sind. keine äußere elektromagnetische Kraft hervorzurufen.

Fig. 1 zeigt die Gesamtanordnung der Meß- und Über- Diese Schaltung der Wicklungen ist aus der Fig. 2 ersichtwachungsvorrichtungen gemäß der Erfindung, lieh. Die beiden Arme des magnetischen Kerns 213, auf

Fig. 2 und 3 zwei Meßwandler mit magnetischem Ver- 15 denen die Wicklungen 211 und 212 aufgespult sind, stärker, stehen mit ihren Achsen senkrecht zur Zeichnungsebene

Fig. 4 einen Schwingungserzeuger, der den magneti- der Fig. 13.

sehen Verstärker speist und einen nachgeschalteten Durch die Tatsache, daß der Kern 213 und die Wick-

Gleichrichter. lungen 211 und 212 in dieser Weise in dem äußeren Feld

Es stellen weiter dar: 20 angeordnet sind, welches bei Durchgang des Schweiß-

Fig. 5 und 6 zwei Ausführungsformen von Integra- stromes durch den Arm um diesen herum entsteht, tionsvorrichtungen, bestimmt dieses äußere Feld für jede Wicklung einen

Fig. 7 eine Festhaltevorrichtung mit nachgeschalteter offenen magnetischen Kreis, welcher sich dem durch den Meßeinrichtung, Kern 213 gebildeten geschlossenen Kreis überlagert. Das

Fig. 8 eine Festhaltevorrichtung und einen Differen- 25 äußere, infolge des Durchgangs des Schweißstromes enttialverstärker, standene Feld ruft eine Sättigung des magnetischen

Fig. 9 einen Stromkreis einer elektronischen Vorrich- Kerns hervor und vermindert infolgedessen die Impedanz tung mit zwei Gleichgewichtszuständen, dem ein Ver- des elektrischen Kreises, dem die Wicklungen 211 und 212 stärker vorgeschaltet ist, angehören. Diese Wicklungen sind mit einem Belastungs-

Fig. 10 die Wirkungsweise der elektronischen Vorrich- 30 widerstand 210 (Fig. 2) und dem elektrischen Schwintung mit zwei Gleichgewichtszuständen entsprechend gungserzeuger 2 in Serie geschaltet; dessen Frequenz ist Fig. 9, höher als die des Schweißstromes. Die Spannungsdiffe-

Fig. 11 eine Überwachungsvorrichtung zur automa- renz zwischen den Klemmen des Belastungswiderstandes tischen Begrenzung der den Schweißstücken zugeführten 210 ist abhängig von der Stärke des äußeren Feldes, d. h. Energie, 35 des Schweißstromes, durch welchen es entsteht. Sie

Fig. 12 eine Vorrichtung zur Überwachung des Schweiß- hängt ab auch von der Lage des Kerns um den Arm leistungsstromes; herum, an dessen Seite jener angeordnet ist. Es ist im

Fig. 13 zeigt schematisch einen Teil einer Schweiß- Gegensatz dazu auch verständlich, daß der Kern, gleich maschine gemäß der Erfindung. welche Lage er in der Umgebung des Armes einnimmt,

In den verschiedenen Figuren bezeichnen gleiche 40 nur sehr wenig den Schweißstrom beeinflussen kann. Bezugszeichen gleiche Teile. Die Charakteristiken der Der Spannungsabfall in dem Belastungswiderstand 210 Röhren, der Widerstände und Kapazitäten sind durch wird durch den Gleichrichter 3 (Fig. 1 und 4), welcher mit einfache Beispiele wiedergegeben. ihm im Nebenschluß liegt, gleichgerichtet.

Fig. 1 zeigt die Lage der verschiedenen Meß- und Über- Ist der magnetische Verstärker gesättigt und verändert

wachungsvorrichtungen zueinander, wobei jedes Recht- 45 man den Belastungswiderstand entsprechend, so erhält eck eine besondere Vorrichtung darstellt. Die Verbin- man mit dem Verstärker ein ins Quadrat erhobenes Ergebdungsleitungen zwischen diesen Vorrichtungen sind mit nis, d. h., der mittlere gleichgerichtete Wert der an den dem Bezugszeichen versehen, das demjenigen der Vor- Klemmen des in Reihe geschalteten Widerstandes 10 richtung entspricht, auf die die Leitung zuführt, unter herrschenden Spannung ist dem Quadrat des Stromes ver-Hinzufügung der Indices ' oder ". Außerdem sind noch 50 hältnisgleich, der das erregende Feld aufbaut, andere Verbindungsleitungen zwischen diesen Vorrich- In Fig. 3 ist eine andere Ausführungsform des magne-

tungen vorgesehen, die mit den positiven und negativen tischen Verstärkers dargestellt, bei welcher die beiden Polen einer aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dar- in Serie mit dem Schwingungserzeuger 2 und dem gestellten Stromquelle verbunden und mit + oder — be- Belastungswiderstand 210 liegenden Wicklungen auf zeichnet sind. 55 zwei verschiedene Kerne 313 und 314 gewickelt sind.

In Fig. 1 wird bezeichnet mit 1 ein magnetischer Ver- Diese beiden Wicklungen sind mit 311 und 312 bezeichnet, stärker, mit 2 ein Schwingungserzeuger, der den magne- Die beiden Kerne 313 und 314 legen geschlossen magnetischen Verstärker speist, mit 3 ein Gleichrichter, mit 4 tische Kreise fest. Sie sind in der Nähe eines der Arme 221 eine Integrationsvorrichtung, mit 5 und 9 Festhaltevor- und 222 der Fig. 13 in dem Feld angeordnet, das infolge richtungen, mit 6 und 10 Meß vorrichtungen, mit 7 ein 60 des Durchgangs des Schweißstromes aufgebaut wird. Verstärker, mit 8 und 11 elektronische Vorrichtungen Die Wechselstromquelle 2 ist vorzugsweise ein elektro-

mit zwei Gleichgewichtszuständen, mit 12 Relais, mit 13 nischer Röhrenschwingungserzeuger (Fig. 4), dem über ein Schalter, der die Schweißmaschine mit dem Netz ver- die Kapazität 2„ eine Wechselspannung zugeführt wird, bindet, mit 14 eine Vorrichtung zur Überwachung der Mit 21 und 22 sind zwei Röhren in überlagerter Schaltung Leistungsstärke des Schweißstromes, mit 15 eine Vorrich- 65 bezeichnet (die Anode der Röhre 21 ist mit der Kathode tung zur Phasenverschiebung des Glühmomentes von der Röhre 22 verbunden). Das Gitter der ersten Röhre 21 Steuergleichrichtern aus zündstiftgesteuerten Gasent- ist über phasenverschiebende Widerstände und Kapaziladungsstrecken. täten 23 mit der als Kathodenverstärker geschalteten

In den Fig. 2 bis 12 sind jeweils ein oder mehrere punk- Röhre 24 verbunden. Dem Gitter der zweiten Röhre 22 tierte Rechtecke dargestellt, die den in der Gesamtan- 70 ist eine Gleichspannung aufgedrückt, die der Kathode

5 6

einer Gleichrichterröhre 25 entnommen wird, die der Durch die Vereinigung der durch die Rechtecke 1, 2, 3,

Anordnung zur Schwingungserzeugung nachgeschaltet 4, 5 und 6 in Fig. 1 dargestellten Vorrichtungen kann man

ist. _|(

Man erhält durch diese Schaltung eine stabilisierende '[i²dt

Wirkung, da jede Vergrößerung der durch den Schwin- 5 J gungserzeuger hervorgerufenen Spannungsamplitude eine

Vergrößerung der Gitterspannung bewirkt und damit eine d. h. das Integral des Quadrates der Schweißstromstärke

Verminderung der Anodenspannung. in Abhängigkeit von der Zeit messen. Die Speicher-

Die an den Klemmen des Widerstandes 210 herrschende vorrichtung 5 gestattet es dabei, während einer bestimm-

Wechselspannung wird mit Hilfe der Triode 31, welche io ten Zeit einen sehr kurzen Vorgang abzulesen, zufolge des Anschlusses ihres Gitters an ihre Anode wie

eine Diode wirkt, gemessen und mit Hilfe des Wider- t

Standes 32 geregelt. Die Ausgangsspannung liegt dabei Ji² dt

zwischen den Adern 3 und —. ο

Da die Meßanordnung gemäß der Erfindung eine 15 .. . ., ,._T . , _ ,

Spannung benötigt, die dem Integral von iUt über die S^lbt Ψ? emen angenäherten Wert der den Schwexßstücken

Zeit t d h zugefuhrten Energie an, deren genauer Wert

r '

J^t2dt fRi*dt

0 20 J

verhältnisgleich ist, ist eine Integrationsvorrichtung 4 beträgt, wobei R der veränderliche Widerstand der vorgesehen (Fig. 5 und 6). Bei der Ausführungsform nach Schweißstücke ist. Die zu Vergleichsmessungen und zur Fig. 5 ist ein Verstärker mit zwei in Serie geschalteten Wiederholung gewünschter Zyklen dienende Speicher-Trioden (41, 42) und mit einer Röhre als Kathodenver- 25 vorrichtung zeigt in allen Fällen ausreichend genaue stärker (43) angeordnet. In der Rückwirkungsleitung ist Werte des gemessenen Integrals an. eine veränderliche Kapazität 44 eingeschaltet. Die Inte- Von der Messung des Schweißstromes ausgehend, kann grationsvorrichtung in Fig. 6 besitzt eine Kapazität 46 auch eine Messung der Schweißzeit stattfinden. Hierzu und einen Regelwiderstand 45. wird in Verbindung mit den bereits beschriebenen Vor-Die Kapazität 46 (Fig. 6) kann über einen Entlastungs- 30 richtungen 1, 2, 3 ein Stromkreis mit den Vorrichtungen widerstand durch einen Schalter, in der Art wie Schal- 7, 8, 9,10 (Fig. 1, 9 und 7) benutzt. Das Signal (d. h. die ter 47, kurzgeschlossen werden. In Fig. 5 kann jede der Spannungswelle in Abhängigkeit vom Schweißstrom) verschiedenen Kapazitäten 44 durch einen Schalter, wird vom Gleichrichter 3 über die Leitungen 4' und 7' analog dem Schalter 47 der Fig. 6, kurzgeschlossen dem Gitter einer Triode 70 (Fig. 9) zugeführt, die an eine werden, wobei dieser im Nebenschluß zu dem Kreis 35 weitere, über ihr angeordnete Triode 71 angeschlossen ist. liegt, welcher die Gesamtheit dieser Kapazitäten und Diese beiden Röhren stellen einen Verstärker dar. Das den Schalter, mit dem sie jeweils eingeschaltet werden, verstärkte Signal geht über die Leitung 8' zu einer elekumfaßt. tronischen Vorrichtung 8 mit zwei Gleichgewichtszu-Bei diesen Integrationsvorrichtungen ist unter Betriebs- ständen, welche die Röhren 80 und 81 enthält und einen bedingungen die Ausgangsspannung zwischen den Klem- 4° Verstärker mit positiver Rückwirkung darstellt. Die men 5' und — proportional dem Integral der Eingangs- Röhre 81 ist als Kathodenverstärker geschaltet. Die spannung zwischen 4' und — über eine bestimmte Spannung der positiven Rückwirkung wird der Kathode Zeit. der Röhre 80 durch die Röhre 81 übermittelt. Das Aus-Jede der in Fig. 7 und 8 dargestellten Speichervorrich- gangssignal wird durch die Leitung 9' auf die Speichertungen 9 bzw. 5 besitzt eine Kapazität 90 bzw. 50, die 45 vorrichtung 9 übertragen.

eine Triode 91, die als Diode wirkt, bzw. 51 lädt. Das auf In Fig. 10 ist der Kurvenverlauf der Spannungen einer die Kathode dieser Triode auftreffende Signal kommt solchen elektronischen Vorrichtung mit zwei Gleichgeüber die Leitung 9' bzw. 5' an. Die Kapazität 90 bzw. 50 wichtszuständen dargestellt. Auf der Ordinate ist die kann sich im allgemeinen nicht selbst entladen, da sich Ausgangsspannung V₃, die zwischen den Klemmen 9' ihr Stromkreis über eine Röhre 92 bzw. 52 mit Ausgangs- 5° und —■ herrscht, und auf der Abszisse die Eingangskathodenabfall schließt. Zum Entladen wird durch den spannung V_e, die zwischen den Klemmen 8' und — Schalter 93 (Fig. 7) bzw. 53 (Fig. 8) ein Entladestrom- herrscht, aufgetragen.

kreis geschlossen. Die erzeugte Spannung ergibt eine rechteckförmige

In diesen Figuren sind außerdem die Vorrichtungen Kurve in dem Diagramm, da die elektronische Vorrich-

zum Messen der an den Klemmen der Kapazitäten 90 55 tung 8 mit den zwei Gleichgewichtszuständen einen

bzw. 50 herrschenden Spannung dargestellt. Man kann Stromkreis besitzt, in dem die Ausgangsspannung V₃ sich

dabei ein Milliamperemeter 100 (Fig. 7) verwenden, das plötzlich bei einem bestimmten kritischen Wert der Ein-

der Röhre 92 als Kathodenverstärker nachgeschaltet ist, gangsspannung V _e ändert und bei einem anderen kriti-

oder ein Milliamperemeter 60 (Fig. 8), das zwischen den sehen Wert der Eingangsspannung F₆ wieder plötzlich

Kathoden der beiden miteinander verbundenen Röhren52 ^6o auf den Ursprungswert zurückgeht. Aus dem Diagramm

und 62 als Kathodenverstärker eingeschaltet ist. Das ist zu ersehen, daß während der ganzen Fließdauer des

Gitter der Röhre 62 ist mit einem die Meßvorrichtung Schweißstromes die Spannung einen konstanten Wert

stabilisierenden Potentiometer 64 verbunden. besitzt.

Um die Anfangsbetriebsbedingungen der Integrations- Die von der elektronischen Vorrichtung 8 abgegebene

vorrichtung 4 festzulegen, ist für die Veränderung des ⁶S Spannung lädt eine Kapazität 90 (Fig. 7) auf, die einen

Widerstandes 32 (Fig. 4) ein Wechselschalter 63 ange- Teil der Speichervorrichtung 9 darstellt,

ordnet. Befindet sich dieser Schalter 63 in seiner unteren Die Meßvorrichtung 100 als Teil der Meßanordnung 10

Stellung, dann liegt an dem Gitter der Röhre 62 eine zeigt einen Wert an, der proportional der Ladespannung

bekannte Spannung an. Ein Schalter 65 befindet sich dieser Kapazität ist und der von der Dauer des Schweiß-

dabei in seiner oberen Stellung. 7° Vorganges abhängt.

Die Vorrichtungen
des

1 bis 6 insgesamt geben den Wert

Die beiden Skalen sind entsprechend mit 60' und 60" bezeichnet. Die Gradskala des Amperemeters 100 ist in s und s¹'² eingeteilt. Diese beiden Skalen sind entsprechend mit 100' und 100" bezeichnet.

Mit Hilfe der Vorrichtung gemäß der Erfindung kann man eine automatische Begrenzungsüberwachung der dem Schweißstück zugeführten Energie erzielen. Hierzu dienen die Vorrichtungen 1 bis 4 und 11 bis 13 (Fig. 11).

Schweißmaschine durch eine Überwachung des Schweißleistungsstromes vervollständigt. Über die hinter dem Gleichrichter 3 abzweigende Leitung 14' wird eine Spannung dem Gitter der Röhre 140 aufgedrückt, die mit einer Röhre 141 parallel geschaltet ist. Beide Röhren sind außerdem als Kathodenverstärker geschaltet. Der

an und die die Zeit t messenden Vorrichtungen 7 Kathodenstromkreis enthält eine Selbstinduktionsspule bis 10 durch einfache Division der Meßergebnisse die 142, die den Sättigungsstromkreis einer nicht darge-Schweißleistungsstärke. Die Anzeige einer Quadratwurzel stellten sättigungsfähigen Selbstinduktionsspule darstellt wird dadurch vermieden, daß die Gradskala des Ampere- io und einen Teil der phasenverschiebenden Vorrichtung meters 60 in Fig. 8 in A²S und in A (s)¹² eingeteilt ist. bildet, die durch das Rechteck 15 gekennzeichnet ist.

Diese sättigungsfähige Selbstinduktionsspule kontrolliert in bekannter Weise die Phasenverschiebung des Zündmomentes der Ignitrongleichrichter, die den der Schweißmaschine zugeführten Wirkstrom regeln. Diese Überwachung erfolgt in der Weise, daß die Fließdauer des Schweißstromes sich verringert, wenn der Sättigungsstrom ansteigt, der durch die als Kathodenverstärker und parallel geschalteten Röhren erzeugt wird. In die Gitter-

Die elektronische Vorrichtung 11 mit zwei Gleichge- 20 Stromkreise der Röhren 140 und 141 sind die veränderwichtszuständen besitzt zwei Röhren 110 und 111, deren liehen Widerstände 145 und 146 und außerdem im Wirkungsweise derjenigen der Röhren 80 und 81 der elek- Nebenschluß die Kapazitäten 143 und 144. Der tronischen Vorrichtung 8 entspricht. Ihr Ausgangs- Schalter 147 wird durch die Wicklung 123 des Relais Stromkreis enthält zwischen den Leitern 12' und — die 12 (412) in der Weise gesteuert, daß der Schalter 147 Wicklung 120 eines Relais. Der Schalter 121 dieses 25 geöffnet ist, wenn die Wicklung 123 unter Spannung Relais ist geschlossen, wenn die Ausgangsspannung der steht.

elektronischen Vorrichtung 11 mit zwei Gleichgewichts- Diese Überwachungsvorrichtung 14 arbeitet wie folgt:

zuständen ihren oberen Gleichgewichtszustand besitzt. Drückt man die Elektroden auf die Schweißstücke, so Er ist offen, wenn Strom in der Wicklung 120 fließt. öffnet sich der Kontakt 147, und die Kapazität 144 ent-Eine Energiequelle 122 speist einen ersten Stromkreis, 30 lädt sich über den Widerstand 146. Das Gitterpotential der die Wicklung 123 eines Relais 12 enthält. Sobald das der Röhre 141 sinkt, ebenso der Strom des Sättigungs-Relais 12 unter Spannung steht, ist der Schalter 47 Stromkreises 142, wodurch sich die Fließdauer des (Fig. 6) geöffnet, wodurch eine Kapazität der Integra- Schweißstromes verlängert. Der mittlere Leistungswert tionsvorrichtung 4 und ein Schalter 124, der sich beim dieser Stromstärke erhöht sich so lange, bis die Spannung Aufdrücken der Elektroden auf das Schweißstück 35 an den Klemmen der Kapazität 143 den Wert der Spanschließt, in den Nebenschluß gelegt werden. In Fig. 1 und 6 ist dieses dargestellt durch die Leitung 412. Im Nebenschluß zur Wicklung 123 sind außerdem der Schalter 121 und die Wicklung 130 eines Relais eingeschaltet, das auf den Schalter 131 zur Stromzuführung 40 zur Schweißmaschine einwirkt. In Fig. 11 ist der die Schweißmaschine mit Strom speisende Teil durch das Rechteck 132 gekennzeichnet.

Die Vorrichtung arbeitet wie folgt: Zunächst ist der Kondensator der Integrationsvorrichtung 4, z. B. der 45 nung abhängt, die proportional der den Schweißstücken Kondensator 46 in Fig. 6, kurzgeschlossen. Die elektro- zugeführten Energie ist. nische Vorrichtung 11 mit den zwei Gleichgewichtszuständen befindet sich in ihrem oberen Gleichgewichtszustand. Der Schalter 121 ist geschlossen. Drückt man die Elektroden auf das Schweißstück, so schließen sich die 50 Schalter 124 und 131, und das Schweißen beginnt. Dabei wirkt die Relaiswicklung 123 auf den Schalter 47, der den Stromkreis kurzschließt, der die Kapazität 46 oder 44 (Fig. 5) enthält. Diese Kapazität lädt sich mit einer der zugeführten Energie proportionalen Spannung auf. Am 55 Ende einer durch den veränderlichen Widerstand 45 bzw. die Kapazität 44 bestimmten Zeit ändert die elektronische Vorrichtung mit den zwei Gleichgewichtszuständen ihren Gleichgewichtszustand. Dabei öffnet das Relais 120 den Schalter 121, wodurch der Schalter 131 geöffnet wird. 60 Das Schweißen ist nach Verbrauch einer bestimmten Energiemenge beendet. Hebt man die Elektroden von dem Schweißstück ab, so öffnet sich der Schalter 124, das Relais 123 wird nicht mehr gespeist, und der Schalter im Nebenschluß mit der Kapazität der Integrationsvor- 6g

nung an den Klemmen der Kapazität 144 erreicht hat. Damit ist das Vorwärmen der Schweißstücke beendet, und der Strom in dem Sättigungsstromkreis 142 hält den Leistungswert des Schweißstromes konstant.

Bei einer durch Ignitrongleichrichter gesteuerten RoI-lennahtschweißung ist es gemäß der Erfindung möglich, die dem Schweißstück zugeführte Energie zu überwachen, wobei die Phasenverschiebung des Zündmomentes der Ignitrongleichrichter von dem mittleren Wert der Span-

1.

Claims (4)

1. Patentansprüche: Schaltanordnung für Widerstandsschweißma-

   richtung schließt sich, was diese Kapazität bis zum
   Beginn der darauffolgenden Schweißung kurzschließt.

   Durch die Verwendung der Vorrichtungen 14 und 15
   (Fig. 12) in Verbindung mit den Vorrichtungen 1 bis 3
   wird die Überwachung der Zufuhrbedingungen der

   schinen mit zwei Armen zum Halten der Elektroden mit mindestens einem sättigungsfähigen und geschlossenen magnetischen Kern (213), welcher in dem vom Schweißstrom aufgebauten Feld liegt mit mindestens zwei auf dem oder den Kernen aufgespulten Wicklungen (211, 212) von solcher Beschaffenheit, daß sie keine elektromotorische Kraft in dem Gebiet außerhalb der durch die Spulen und den Kern gebildeten Gesamtanordnung induzieren können, und mit einem elektrischen Schwingungserzeuger (2) mit einer höheren Frequenz als die des Schweißstroms, der die genannten Wicklungen speist, dadurch gekennzeichnet, daß der sättigungsfähige Kern (213) seitwärts eines der Elektrodenhaltearme angeordnet und der in dem vom Schweißstrom erzeugten Induktionsfluß aufgebaute magnetische Kreis im wesentlichen offen ist, weiterhin, daß ein Widerstand (210) in Serie mit den Wicklungen und dem Schwingungserzeuger geschaltet und an die Klemmen desselben ein Gleichrichter (3) angeschlossen ist, so daß an den Widerstandsklemmen der Mittelwert der gleichgerichteten Spannung liegt,

   wobei der Wert des Widerstandes (210) und der vom Schwingungserzeuger (2) gelieferten Spannung sowie die Eigenschaften des magnetischen Werkstoffes des oder der Kerne so gewählt sind, daß die Kennlinie des mittleren, gleichgerichteten Wertes des durch die Wicklungen (211, 212) fließenden Wechselstromes in Abhängigkeit vom Schweißstrom eine parabolische Kurve zweiten Grades ist.
2. 2. Schaltanordnung nach Anspruch 1 mit einer Integrationsvorrichtung für die Spannung, die dem Quadrat des Schweißstromes proportional ist, einer Festhaltevorrichtung (5) für die vom Integrator gelieferten Werte und eine Meßvorrichtung (6) für den von der Festhaltevorrichtung gelieferten Wert, dadurch gekennzeichnet, daß die Skala der Meßvorrichtung (6) für den von der Festhaltevorrichtung gelieferten Wert in [Amp.]²· sec und in Amp. · [sec]¹² geeicht ist, daß weiterhin hinter dem Gleichrichter (3) ein Verstärker, hinter diesem eine elektronische Gleichgewichtsvorrichtung (8), dahinter eine weitere Festhaltevorrichtung (9) und hinter dieser letzten Festhaltevorrichtung eine Meßvorrichtung (10) geschaltet sind, deren Ableseskala in Sekunden und in _seci/2 geeicht ist.
3. 3. Schaltanordnung nach Anspruch 1 mit einer regelbaren Integrationsvorrichtung (4) für die dem Schweißstrom proportionale Spannung, dadurch gekennzeichnet, daß der Integrator eine elektronische Vorrichtung mit zwei Gleichgewichtszuständen (11) ist und daß diesem ein Relais (120) nachgeschaltet und daß parallel zu einer Energiequelle (122) ein Kreis geschaltet ist, bestehend aus einem Schalter (124), der durch das Aufdrücken der Elektroden geschlossen wird, und aus der Wicklung (123) eines Relais, welches unter Spannung stehend einen weiteren, von der Kapazität (46, Fig. 6) der Integrationsvorrichtung abzweigenden Schalter (z. B. 47, Fig. 6) öffnet, und daß weiterhin von der Wicklung (123) dieses Relais ein Kreis abzweigt, bestehend einerseits aus einem Schalter (121), der normalerweise geschlossen ist, sich jedoch öffnet, wenn Strom in der Wicklung (120) des der elektronischen Vorrichtung mit zwei Gleichgewichtszuständen nachgeschalteten Relais fließt, andererseits aus der Wicklung (130) eines Relais, welches bei einem Stromdurchgang einen Schalter (131) in dem SfTOTi7,_uführungskreis der Schweißmaschine (132) schließt.
4. 4. Schaltanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangskreis des Gleichrichters über einen vorzugsweise regelbaren Widerstand (145) an das Gitter einer als Kathodenverstärker geschalteten Röhre (140) angeschlossen ist, deren Anode und Kathode direkt an der entsprechenden Anode und Kathode einer weiteren, als Kathodenverstärker geschalteten Röhre (141) liegen, und daß das Gitter der ersten Röhre (140) über eine Kapazität (143) und das der zweiten Röhre (141) über eine Kapazität (144), zu der ein vorzugsweise regelbarer Widerstand (146) parallel geschaltet ist, am negativen Pol angeschlossen ist und das Gitter der zweiten Röhre (141) an der Anode über einen Schalter (147) angeschlossen und parallel zu einer Energiequelle (122) ein Kreis geschaltet ist, zu dem ein durch den Anpreßdruck der Elektroden sich schließender Schalter (124) und die Wicklung (123) eines Relais gehört, welches bei Spannungsaufnahme den Schalter (147), über den das Gitter der zweiten Röhre (141) an der Anode angeschlossen ist, öffnet, und daß weiterhin die Kathoden der zwei als Kathodenverstärker geschalteten Röhren am negativen Pol über eine Sätt'igungsspule (142) mit einer sättigungsfähigen Drossel verbunden sind, welche die Phasenverschiebung des Glühmomentes der zündstiftgesteuerten Gasentladungsstrecke im Stromzuführungskreis der Maschine in der Weise überwacht, daß die Dauer des Durchganges des Schweißstromes vermindert wird, wenn der Strom im Kathodenkreis der beiden Röhren ansteigt.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschriften Nr. 644 694, 690 645;
   USA.-Patentschriften Nr. 2 370 009, 2 440 962.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

   © 609 S6W345 4.