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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs
1, zum Betreiben eines aus einem Ultraschall-Schwinger und diesen
zu einem Schwingkreis ergänzenden
Komponenten bestehenden Ultraschall-Schwingsystems, bei welchem
an das Ultraschall-Schwingsystem zur Erzeugung eines Erregerstromes
eine Erregerspannung angelegt wird, deren Frequenz zum Betreiben
des Ultraschall-Schwingsystems in einem vorbestimmten Arbeitspunkt
einstellbar ist, wobei beim Einschalten des Ultraschall-Schwingsystems
die Frequenz ausgehend von einer Startfrequenz solange verändert wird,
bis der Arbeitspunkt erreicht ist.
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Des
Weiteren betrifft die Erfindung eine Schaltungsanordnung nach dem
Oberbegriff des Anspruchs 5, zum Betreiben eines Ultraschall-Schwingsystems
nach dem zuvor genannten Verfahren.
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Ein
derartiges Verfahren sowie eine derartige Schaltungsanordnung sind
im Stand der Technik hinlänglich
bekannt und werden beispielsweise bei von der Patentanmelderin hergestellten
und vertriebenen Ultraschallschweißgeräten angewandt beziehungsweise
verwendet.
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Bei
Ultraschallschweißgeräten ist
es erforderlich, dass der Energieeintrag in ein betreffendes Werkstück konstant
ist. Es ist somit insbesondere bei Ultraschallschweißgeräten erforderlich,
dass die Schwingungsamplitude des Ultraschall-Schwingsystems konstant ist. Denn der
Energieeintrag in ein betreffendes Werkstück hängt von der Schwingungsamplitude
ab, die der Schweißkopf
ausführt,
was heißt,
der Energieeintrag in ein betreffendes Werkstück hängt von der Schwingungsamplitude
ab, die das Ultraschall-Schwingsystem ausführt. Da die Schwingungsamplitude
des Ultraschall-Schwingsystems vom Erregerstrom des aus einem Ultraschall-Schwinger
und diesen zu einem Schwingkreis ergänzenden Komponenten bestehendes
Ultraschall-Schwingsystems abhängt,
wird die Schwin gungsamplitude des Ultraschall-Schwingsystems dadurch
konstant gehalten, dass der Erregerstrom des Ultraschall-Schwingsystems
konstant gehalten wird.
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Um
den Erregerstrom steuern zu können, wird
das Ultraschall-Schwingsystem nicht in seiner Serienresonanz betrieben
sondern regelmäßig mit einer
Frequenz, die zwischen der Serienresonanz und der Parallelresonanz
des Ultraschall-Schwingsystems
liegt. Da sich durch Verändern
der Frequenz, mit der das Ultraschall-Schwingsystem betrieben wird,
die Impedanz des Ultraschall-Schwingsystems ändert, lässt sich durch Verändern der
Betriebsfrequenz des Ultraschall-Schwingsystems
der Strom durch das Ultraschall-Schwingsystem verändern.
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Ändert sich
während
des Betriebs des Ultraschall-Schwingsystems beispielsweise aufgrund äußerer Einflüsse der
Strom durch das Ultraschall-Schwingsystem, wird die Frequenz der
an das Ultraschall-Schwingsystem angelegten Erregerspannung solange
verändert,
bis der Erregerstrom des Ultraschall-Schwingsystems wieder seinen
vorhergehenden Wert erreicht hat.
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Zum
Erreichen des Arbeitspunktes wird die Frequenz der Erregerspannung
ausgehend von einem Startwert solange verändert, bis der Erregerstrom
seinen vorbestimmten Wert erreicht hat. Die Startfrequenz liegt
regelmäßig etwa
2 bis 5 Prozent oberhalb der Betriebsfrequenz des Ultraschall-Schwingsystems
und somit regelmäßig auch oberhalb
seiner Parallelresonanzfrequenz. Der relativ große Abstand der Startfrequenz
vom Arbeitspunkt des Ultraschall-Schwingsystems ist erforderlich,
damit gewährleistet
ist, dass sich die Startfrequenz auch dann oberhalb der Arbeitspunkt-Frequenz
des Ultraschall-Schwingsystems befindet, wenn sich der Arbeitspunkt
beispielsweise aufgrund eines Temperaturgangs des Ultraschall-Schwingsystems verändert hat.
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Wird
die Frequenz der Erregerspannung verringert, steigt die Impedanz
des Ultraschall-Schwingsystems bis zum Erreichen der Parallelresonanzfrequenz
an, wo durch sich der Erregerstrom verringert. Nach Überschreiten
der Parallelresonanzfrequenz verringert sich die Impedanz des Ultraschall-Schwingsystems,
so dass der Erregerstrom ansteigt. Erreicht der Erregerstrom seinen
vorbestimmten Wert, befindet sich das Ultraschall-Schwingsystem
in seinem Arbeitspunkt, woraufhin die Regelung einsetzt, mittels
welcher der Erregerstrom konstant gehalten wird.
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Durch
die relativ große
Frequenzänderung, die
die Erregerspannung beim Einschalten des Ultraschall-Schwingsystems
durchlaufen muss, entsteht eine Verzögerung bis das Ultraschall-Schwingsystem seinen
Betriebszustand erreicht hat. Die Zeit bis zum Erreichen des Betriebszustands
des Ultraschall-Schwingsystems kann mehrere hundert Millisekunden
betragen. Dies ist sehr nachteilig, da sich hierdurch der Schweißvorgang
und somit die Zykluszeit eines Ultraschall-Schweißgeräts verlängert.
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Aus
der
DE 44 00 210 A1 ist
ein Verfahren und eine Einrichtung zum Betrieb eines Generators zur
HF-Energieversorgung eines Ultraschallwandlers bekannt, bei welchem
vor dem Einsatz des Generators der Stromverlauf des Wandlers als
Funktion der Frequenz über
einen wählbaren
Bereich gescannt wird. Aus dem Stromspektrum wird der Wert der Parallelresonanz
ermittelt. Aus dem ermittelten Wert der Parallelresonanz wird eine
Startfrequenz ermittelt, von der aus der Phasen-Nulldurchgang ermittelt
wird. Die Startfrequenz liegt vorzugsweise so weit oberhalb der
Parallelresonanz, das nach Aufsetzen der Sonotrode und dadurch verursachtem
Frequenzshift zu höheren
Werten hin die Startfrequenz immer noch oberhalb der Parallelresonanz
liegt. Beim ersten Schweißvorgang
wird von dieser Frequenz aus gestartet. Beim zweiten Schweißvorgang
wird von einer korrigierten Startfrequenz ausgegangen, die nur noch
einige 10 Hz oberhalb der Parallelresonanz liegt, die sich im Kontaktfall
ergibt. Hierdurch wird die Zeit bis zur Findung des Phasen-Nulldurchgangs
minimiert.
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Es
ist Aufgabe der Erfindung, ein eingangs genanntes Verfahren beziehungsweise
eine eingangs genannte Schaltungsanordnung derart auszubilden, dass
sich die Zeit bis zum Erreichen des Arbeitspunkts verringert.
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Die
Lösung
dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des kennzeichnenden
Teils der Ansprüche
1 und 5. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich
aus den Unteransprüchen.
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Gemäß der Erfindung
ist ein Verfahren zum Betreiben eines Ultraschall-Schwingsystems,
bei welchem an ein aus einem Ultraschall-Schwinger und diesen zu
einem Schwingkreis ergänzenden Komponenten
bestehenden Ultraschall-Schwingsystem zur Erzeugung eines Erregerstroms
eine Erregerspannung angelegt wird, deren Frequenz zum Betreiben
des Ultraschall-Schwingsystems in einem vorbestimmten Arbeitspunkt
einstellbar ist, wobei beim Einschalten des Ultraschall-Schwingsystems die
Frequenz ausgehend von einer Startfrequenz solange verän dert wird,
bis der Arbeitspunkt erreicht ist, dadurch gekennzeichnet, dass
beim Ausschalten des Ultraschall-Schwingsystems die Frequenz der Erregerspannung
erfasst wird und der erfasste Wert beim nächsten Einschalten des Ultraschall-Schwingsystems zur
Bestimmung der Startfrequenz verwendet wird.
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Des
Weiteren ist gemäß der Erfindung
eine Schaltungsanordnung zum Betreiben eines Ultraschall-Schwingsystems
nach dem vorher genannten Verfahren, mit einem Verstärker mit
einem Eingang und einem Ausgang, welcher Ausgang die Erregerspannung
sowie den Erregerstrom für
das Ultraschall-Schwingsystem liefert, und mit einem Oszillator,
dessen Frequenz an einem Steuereingang einstellbar ist und dessen
Ausgang mit dem Eingang des Verstärkers verbunden ist, sowie
einem Rampengenerator, welcher an seinem Ausgang, der mit dem Steuereingang
des Oszillators verbunden ist, eine rampenförmige Ausgangsspannung liefert,
dadurch gekennzeichnet, dass ein Speicher vorhanden ist, zur Speicherung
der letzten Betriebsfrequenz des Ultraschall-Schwingsystems vor
dem Ausschalten.
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Dadurch,
dass die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung
einen Speicher aufweist, zur Speicherung der jeweils letzten Betriebsfrequenz
des Ultraschall-Schwingsystems
vor dem Ausschalten, besteht in vorteilhafter Weise die Möglichkeit,
den jeweiligen Wert der Frequenz, bei der das Ultraschall-Schwingsystem
unmittelbar vor dem Ausschalten, das heißt beim Beenden eines Betriebszyklus
betrieben wurde, beim nächsten
Einschalten des Ultraschall-Schwingsystems zu berücksichtigen.
Das heißt,
die Startfrequenz beim nächsten
Betriebszyklus des Ultraschall-Schwingsystems kann so gewählt werden,
dass sie sich in unmittelbarer Nähe
des Arbeitspunktes befindet. Hierdurch verkürzt sich die Zeit bis zum Erreichen
des Arbeitspunkts des Ultraschall-Schwingsystems erheblich. Es ist
nicht mehr erforderlich, die Startfrequenz aus Gründen der
Betriebssicherheit so zu wählen,
dass sie deutlich oberhalb der Betriebsfrequenz des Ultraschall-Schwingsystems liegt.
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Eine
relativ weit oberhalb der Betriebsfrequenz des Ultraschall-Schwingsystems
liegende Startfrequenz muss lediglich dann gewählt werden, wenn das Ultraschall-Schwingsystem längere Zeit nicht
in Betrieb war. Das heißt,
wird das Ultraschall-Schwingsystem
solange nicht betrieben, dass sich der Arbeitspunkt beispielsweise
aufgrund eines Temperaturgangs wesentlich verändert haben könnte, wird
die Startfrequenz nicht aus dem letzten erfassten Wert der Betriebsfrequenz
des Ultraschall-Schwingsystems gebildet sondern es wird eine Startfrequenz
genommen, die einem vorbestimmten Initialisierungswert entspricht.
Ein Initialisierungsbetrieb wird somit nicht nur bei der allerersten
Inbetriebnahme des Ultraschall-Schwingsystems durchgeführt sondern
bei jeder Inbetriebnahme nach einer längeren Pause.
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Beim
zyklischen Betrieb des Ultraschall-Schwingsystems hingegen wird
die Startfrequenz aus dem jeweils letzten erfassten Wert der Betriebsfrequenz
des Ultraschall-Schwingsystems gebildet. In vorteilhafter Weise
wird die Startfrequenz aus dem erfassten Wert der Betriebsfrequenz
und einem Offset-Frequenzwert gebildet, wie dies bei einer besonderen
Ausführungsform
der Erfindung vorgesehen ist. Hierdurch kann in vorteilhafter Weise
sichergestellt werden, dass geringfügige Änderungen des Arbeitspunktes
während
der Stillstandzeit eines Betriebszyklus berücksichtigt werden können. In
vorteilhafter Weise beträgt
der Offset-Frequenzwert etwa 0,2 Prozent bis 5 Prozent, insbesondere
0,5 Prozent bis 2,6 Prozent, vorzugsweise 1,0 Prozent der Arbeitspunkt-Frequenz.
Es hat sich herausgestellt, dass mit einem derartigen Offset-Frequenzwert ein
störungsfreier
Betrieb gewährleistet
werden kann, ohne dass die Startfrequenz zu weit vom Arbeitspunkt
abliegt.
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Weitere
Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben
sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines besonderen Ausführungsbeispiels
unter Bezugnahme auf die Zeichnung.
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Es
zeigt
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1 eine
schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung und
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2 den
Verlauf der Impedanz eines Ultraschall-Schwingsystems über die
Frequenz.
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Wie 1 entnommen
werden kann, ist ein aus einem Ultraschall-Schwinger und diesen
zu einem Schwingkreis ergänzenden
Komponenten bestehendes Ultraschall-Schwingsystem 1 eines
Ultraschall-Schweißgeräts mit dem
Ausgang 2b eines Verstärkers 2 verbunden.
Der Eingang 2a des Verstärkers 2 ist mit dem
Ausgang 3b eines Oszillators 3 verbunden. Die
Frequenz des Oszillators 3 lässt sich an einem Steuereingang 3a einstellen.
Der einstellbare Frequenzbereich erstreckt sich von etwa 15 Kilohertz
bis 70 Kilohertz.
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Der
Steuereingang 3a des Oszillators 3 ist mit dem
Ausgang 5c eines Umschalters 5 verbunden. Der
Umschalter 5 ist mittels eines Steuereingangs 5d betätigbar,
wobei der Umschalter 5 in einer ersten Stellung den Ausgang 5c mit
einem ersten Eingang 5a des Umschalters 5 verbindet.
In einer zweiten Stellung des Umschalters 5 ist der Ausgang 5c des
Umschalters 5 mit einem zweiten Eingang 5b des
Umschalters 5 verbunden.
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Der
erste Eingang 5a des Umschalters 5 ist mit Ausgang 4b eines
Rampengenerators 4 verbunden. Der Rampengenerator 4 liefert
an seinem Ausgang 4b eine rampenförmige Ausgangsspannung, deren
Anfangswert an einem Pegeleingang 4a des Rampengenerators 4 eingestellt
werden kann. Zum Starten des Rampengenerators 4 ist ein
Starteingang 4c vorgesehen.
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Der
Pegeleingang 4a des Rampengenerators 4 ist mit
dem Ausgang 8c eines Summationsglieds 8 verbunden.
Ein erster Eingang 8a des Summationsglieds 8 ist
mit dem Ausgang 14b eines Speichers 14 verbunden.
Ein zweiter Eingang 8b des Summationsglieds 8 ist
mit dem Ausgang 7b eines Offset-Gebers 7 verbunden.
Am Ausgang 8c des Summationsglieds 8 steht die
aus den Ausgangssignalen des Speichers 5 und des Offset-Gebers 7 gebildete
Summe an.
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Der
Eingang 14a des Speichers 14 ist mit dem Ausgang 6b eines
Frequenz-/Spannungswandlers 6 verbunden.
Der Eingang 6a des Frequenz-/Spannungswandlers 6 ist
mit dem Ausgang 9b eines Schalters 9 verbunden.
Der Eingang 9a des Schalters 9 ist mit dem Eingang 2a des
Verstärkers 2 verbunden.
Der Schalter 9 ist mittels eines Steuereingangs 9c betätigbar.
Im betätigten
Zustand ist der Eingang 9a des Schalters 9 mit
dem Ausgang 9b des Schalters 9 verbunden. Das
heißt,
im betätigten
Zustand des Schalters 9 liegt am Eingang 6a des
Frequenz-/Spannungswandlers 6 eine
Spannung mit der Frequenz an, mit der das Ultraschall-Schwingsystem 1 betrieben
wird. Das am Ausgang 6b des Frequenz-/Spannungswandlers 6 anliegende
Signal ist proportional der Frequenz der am Eingang 6a des Frequenz-/Spannungswandlers
anliegenden Spannung.
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Der
zweite Eingang 5b des Umschalters 5 ist mit dem
Ausgang 10c eines Subtrahierglieds 10 verbunden.
Ein erster Eingang 10a des Subtrahierglieds 10 ist
mit dem Ausgang 11a eines Sollwertgebers 11 verbunden.
Ein zweiter Eingang 10b des Subtrahierglieds 10 ist
mit dem Ausgang 12a eines Stromsensors 12 verbunden.
Der Stromsensor 12 erfasst den Ausgangsstrom 1 des
Verstärkers 2 und
somit den Erregerstrom 1 des Ultraschall-Schwingsystems 1.
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Das
am Ausgang 10c des Subtrahierglieds 10 anliegende
Signal entspricht der Differenz zwischen dem am ersten Eingang 10a des
Subtrahierglieds 10 anliegenden Ausgangssignal des Sollwertgebers 11 und
dem am zweiten Eingang 10b des Subtrahierglieds 10 anliegenden
Ausgangssignal des Stromsensors 12.
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Der
Ausgang 11a des Sollwertgebers 11 ist mit einem
ersten Eingang 13a eines Vergleichers 13 verbunden.
Ein zweiter Eingang 13b des Vergleichers 13 ist
mit dem Ausgang 12a des Stromsensors 12 verbunden.
Der Vergleicher 13 liefert an seinem Ausgang 13c ein
Signal zur Betätigung
des Umschalters 5 sowie des Schalters 9.
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Ist
das am zweiten Eingang 13b des Vergleichers 13 anliegende
Signal kleiner als das am ersten Eingang 13a des Vergleichers 13 anliegende
Signal ist das am Ausgang 13c des Vergleichers 13 anstehende
Signal null, so dass der Schalter 9 nicht betätigt, das
heißt
geöffnet
ist, und der Umschalter 5 in seiner ersten Stellung steht,
das heißt
der Ausgang 5c des Umschalters 5 mit dem ersten
Eingang 5a des Umschalters 5 verbunden ist. Ist
das am zweiten Eingang 13b des Vergleichers 13 anstehende
Signal gleich oder größer als
das am ersten Eingang 13a des Vergleichers 13 anstehende
Signal, steht am Ausgang 13c des Vergleichers 13 ein
Signal an, so dass der Schalter 9 betätigt ist, das heißt der Eingang 9a des
Schalter 9 mit dem Ausgang 9b des Schalters 9 verbunden
ist, sowie der Umschalter 5 in seiner zweiten Stellung
steht, das heißt,
der Ausgang 5c des Umschalters 5 mit dem zweiten
Eingang 5b des Umschalters 5 verbunden ist.
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Beim
erstmaligen Einschalten der Schaltungsanordnung beziehungsweise
beim Einschalten der Schaltungsanordnung nach einer längeren Pause
liegt am Ausgang 5b des Speichers 5 ein Initialisierungswert
an, welcher in einem ersten Speicherbereich des Speichers 5 gespeichert
ist. Der Initialisierungswert ist so gewählt, dass der Anfangswert der
rampenförmigen
Ausgangsspannung des Rampengenerators 4 den Oszillator 3 so
einstellt, dass er eine Spannung abgibt, deren Frequenz etwa fünf Prozent
oberhalb der Nenn-Serienresonanzfrequenz fsr des
Ultraschall-Schwingsystems 1 liegt und damit auch oberhalb
der Parallelresonanzfrequenz fpr des Ultraschall-Schwingsystems 1 liegt.
Diese Frequenz ist in 2 mit fstart bezeichnet.
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Wie 2 entnommen
werden kann, ist der Widerstand Z des Ultraschall-Schwingsystems 1, dessen
Verlauf in 2 durch die Kurve K dargestellt ist,
bei dieser Frequenz fstart größer als
bei der Arbeitspunktfrequenz fAP.
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Der
mittels des Stromsensors 12 erfasste Erregerstrom ist somit
kleiner als der Sollwert des Erregerstroms, der beim Betrieb des
Ultraschall-Schwingsystems 1 im Arbeitspunkt AP durch den
Ultraschall-Schwingsystem 1 fließt. Dementsprechend ist das
am zweiten Eingang 13b des Vergleichers 13 anliegende
Signal kleiner als das am ersten Eingang 13a des Vergleichers 13 anliegende
Signal, so dass das am Ausgang 13c des Vergleichers 13 anstehende
Signal null ist. Der Umschalter 5 steht somit in seiner
ersten Stellung, das heißt
der erste Eingang 5a des Umschalters 5 ist mit
dem Ausgang 5c des Umschalters 5 verbunden, so
dass das am Ausgang 4b des Rampengenerators 4 anstehende Signal
am Eingang 3a des Oszillators 3 ansteht.
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Da
sich das Ausgangssignal des Rampengenerators 4 kontinuierlich
verringert, verringert sich auch die Frequenz des Oszillators 3.
Dies bewirkt zunächst,
dass die Impedanz des Ultraschall-Schwingsystems 1 zunimmt,
wodurch sich der Erregerstrom weiter verringert, so dass sich am
Zustand der Schaltungsanordnung zunächst nichts ändert. Nach
Unterschreiten der Parallel-Resonanzfrequenz fpr nimmt die
Impedanz Z des Ultraschall-Schwingsystems 1 jedoch stark
ab, wodurch der Erregerstrom ansteigt. Erreicht der Erregerstrom
seinen Sollwert, das heißt, entspricht
das am zweiten Eingang 13b des Vergleichers 13 anstehende
Signal dem am ersten Eingang 13a des Vergleichers 13 anstehenden
Signal, das heißt
dem Ausgangssignal des Sollwertgebers 11, wird am Ausgang 13c des
Vergleichers 13 ein Signal ausgegeben, welches verursacht,
dass der Umschalter 5 sowie der Schalter 9 betätigt werden.
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Durch
die Betätigung
des Umschalters 5 ist der zweite Eingang 5b des
Umschalters 5 mit dem Ausgang 5c des Umschalters 5 verbunden.
Dies bewirkt, dass ein geschlossener Regelkreis vorhanden ist, wodurch
der vom Stromsensor 12 erfasste Erregerstrom auf den vom
Sollwertgeber 11 vorgegebenen Wert geregelt wird. Diese
Regelung entspricht einer allgemein bekannten Stromregelung und
wird daher nicht näher
erläutert.
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Durch
die Betätigung
des Schalters 9 wird der Eingang 9a des Schalters 9 mit
dem Ausgang 9b des Schalters 9 verbunden. Hierdurch
steht am Eingang 6a des Frequenz-/Spannungswandlers 6 die Ausgangsspannung
des Oszillators 3 an. Ein der Frequenz dieser Spannung
entsprechender Wert wird kontinuierlich in einen zweiten Speicherbereich
des Speichers 5 geschrieben. Hierdurch wird erreicht, dass
beim Öffnen
des Schalters 9 im zweiten Speicherbereich des Speichers 5 ein
Wert vorhanden ist, der der Frequenz entspricht, die die Ausgangsspannung
des Oszillators 3 beim Öffnen
des Schalters 9 gehabt hat. Das heißt, wird das Ultraschall-Schwingsystem 1 ausgeschaltet,
wodurch der Schalter 9 geöffnet wird, ist im zweiten
Speicherbereich des Speichers 5 ein Signal gespeichert,
welches der Frequenz entspricht, mit der das Ultraschall-Schwingsystem 1 beim
Ausschalten betrieben wurde.
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Bei
einem zyklischen Betrieb des Ultraschall-Schwingsystems 1 beziehungsweise
sofern keine größere zeitliche
Verzögerung
auftritt wird beim nächsten
Einschalten des Ultraschall-Schwingsystems 1 am Ausgang 5b des
Speichers 5 der Wert ausgegeben, der in dem zweiten Speicherbereich des
Speichers 5 gespeichert ist. Zu diesem Wert wird im Summationsglied 8 der
Ausgangswert des Offset-Gebers 7 addiert. Hierdurch liegt
am Eingang 4a des Rampengenerators 4 ein Wert
an, der bewirkt, dass der Anfangswert der rampenförmigen Ausgangsspannung
des Rampengenerators 4 den Oszillator 3 so einstellt,
dass dieser eine Spannung abgibt, deren Frequenz fstart-Neu um
einen Offset-Wert deltaf größer ist
als die Fre quenz, mit der das Ultraschall-Schwingsystem 1 beim
vorangegangenen Ausschalten betrieben wurde.
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Da
die Impedanz des Ultraschall-Schwingsystems 1 bei dieser
Frequenz fstart-Neu größer ist als im Arbeitspunkt
AP, ist der Erregerstrom kleiner als sein Sollwert. Somit liegt
am Ausgang 13c des Vergleichers 13 kein Signal
an, so dass sich der Umschalter 5 in seiner ersten Stellung
befindet, was heißt,
dass der Ausgang 4b des Rampengenerators 4 mit
dem Eingang 3a des Oszillators 3 verbunden ist.
Entsprechend dem Ausgangssignal des Rampengenerators 4 verringert
sich die Frequenz des Oszillators 3, wodurch die Impedanz
des Ultraschall-Schwingsystems 1 abnimmt,
so dass der Erregerstrom ansteigt. Erreicht der Erregerstrom seinen Sollwert,
gibt der Vergleicher 13 an seinem Ausgang 13c ein
Signal aus, welches verursacht, dass der Schalter 5 sowie
der Schalter 9 betätigt
werden. Der weitere Verlauf entspricht dem weiter oben beschriebenen
Verlauf.
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Da
die neue Startfrequenz fstart-Neu lediglich geringfügig oberhalb
der Arbeitspunktfrequenz fap liegt, wird
der Arbeitspunkt erheblich früher
erreicht, als bei einem Beginn mit der ursprünglichen Startfrequenz fstart.
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Dadurch,
dass das Einschalten des Ultraschall-Schwingsystems 1 mit
einer Frequenz erfolgt, die sich an der Frequenz orientiert, mit
der das Ultraschall-Schwingsystem 1 unmittelbar
zuvor betrieben wurde, wird in vorteilhafter Weise beispielsweise auch
ein Temperaturgang des Ultraschall-Schwingsystems 1 berücksichtigt,
ohne dass hierzu besondere Maßnahmen
erforderlich sind. Wie in 2 dargestellt
ist, kann sich die Kennlinie K des Ultraschall-Schwingsystems 1 beispielsweise
aufgrund von Temperatureinflüssen
verschieben. So kann sie sich so verschieben, dass die Serien-Resonanzfrequenz
nach oben wandert, wie dies durch die Kurve K' dargestellt ist, oder nach unten wandert,
wie dies durch die Kurve K'' dargestellt ist.
In jedem Fall wird als Startfrequenz Fstart-Neu ein
Wert genommen, der geringfügig
oberhalb der letzten Arbeitspunktfrequenz Fap liegt.
Das heißt,
das Ultraschall-Schwingsystem 1 wird stets in unmittelbarer
Nähe seines
Arbeitspunktes eingeschaltet, unabhängig davon, ob sich der Arbeitspunkt
während
des vorangegangenen Betriebs verschoben hat.