DE1029641B

DE1029641B - Verfahren und Vorrichtung zur automatischen Steuerung und UEberwachung der Anlaufperiode und des Betriebes von beispielsweise zur Oberflaechenveredelung von Werkstueckenbenutzten elektrischen Glimmentladungsprozessen

Info

Publication number: DE1029641B
Application number: DEE12437A
Authority: DE
Inventors: Bernhard Berghaus; Hans Bucek
Original assignee: Elektrophysikalische Anstalt Bernhard Berghaus
Current assignee: Elektrophysikalische Anstalt Bernhard Berghaus
Priority date: 1953-12-09
Filing date: 1956-05-25
Publication date: 1958-05-08
Also published as: NL232778A; DE1146338B; GB805164A; FR1147934A; US2884511A; BE569245A; FR1147954A; CH343761A; US3018409A; AT212954B; CH343553A; GB824947A; FR1153552A; CH386584A; DE1156624B; US2874801A; NL86851C; GB805165A; DE1035446B; NL232698A

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur automatischen Steuerung und Überwachung der Anlaufperiode und des Betriebes von beispielsweise zur Oberflächenveredelung von Werkstücken benutzten elektrischen Glimmentladungsprozessen.

Es ist bekannt, daß zur einwandfreien Durchführung von Glimmentladungsprozessen an Werkstücken, jedenfalls bei den für technische Zwecke erforderlichen Entladungsenergien, die als Elektroden geschalteten Werkstücke an ihren Oberflächen sorgfältig von allen den Entladungsvorgang möglicherweise nachteilig beeinflussenden Unvollkommenheiten befreit werden müssen. Meist handelt es sich hierbei um die Beseitigung von Verunreinigungen, die anläßlich der Montage dieser Werkstücke im Entladungsgefäß an deren Oberfläche entstanden sind, aber auch um Rückstände und andere Unvollkommenheiten der Oberfläche, die von einer vorausgehenden mechanischen oder chemischen Behandlung herrühren können. Dabei handelt es sich in Wirklichkeit um eine Oberflächenzone einer gewissen Schichtdicke und nicht etwa nur um die äußerste Fläche. Alle derartigen Unvollkommenheiten der Oberflächenzone führen bei der Einleitung des Glimmentladungsprozesses in einer Atmosphäre verminderten Druckes und insbesondere bei zunehmender Werkstücktemperatur zur Dampf- und Gasbildung, zu Reduktionsoder Oxydationsvorgängen, zu stellenweiser starker Emission von Ladungsträgern und zu anderen Erscheinungen, die eine unerwünschte Ungleichmäßigkeit der Glimmentladung längs der Werkstückoberfläche zur Folge haben. Da hierbei immer Stellen mit höherer Energiedichte der Entladung auftreten, besteht eine Tendenz zur stellenweisen stärkeren Erhitzung der Oberfläche und damit eine Neigung zur zunehmenden Energiekonzentration hierauf, was wegen der Gefahr einer Lichtbogenbildung und einer bleibenden Ungleichmäßigkeit der veredelten Werkstückoberfläche unbedingt vermieden werden muß.

Das wirksamste Mittel zur Beseitigung derartiger Unvollkommenheiten der Werkstückoberfläche besteht in der Durchführung eines Anlaufvorganges, bei welchem die Werkstücke im Entladungsgefäß betriebs mäßig in einer Atmosphäre verminderten Druckes angeordnet sind, um vorerst mit relativ niedriger Spannung aus einem mit stabilisierenden Mitteln für die Entladung versehenen Stromkreis gespeist zu werden, so daß eine Glimmentladung geringen Energieumsatzes an möglichst allen Werkstückoberflächen entsteht. Dieser Anfangszustand wird so lange aufrechterhalten, bis durch die Wirkung der Glimmentladung die bei diesem Energieniveau auftretenden Unvollkommenheiten beseitigt sind und der Entladungsvor-

Verfahren und Vorrichtung

zur automatischen Steuerung und

Überwachung der Anlaufperiode

und des Betriebes von beispielsweise

zur Oberflächenveredelung

von Werkstücken benutzten

elektrischen Glimmentladungsprozessen

Anmelder:

Elektrophysikalische Anstalt

Bernhard Berghaus,

Vaduz (Liechtenstein)

Vertreter: Dipl.-Phys. G. Liedl, Patentanwalt,
München 30, Mechthildenstr. 20

Beanspruchte Priorität:
Schweiz vom 28. Mai 1955

Bernhard Berghaus und Hans Bucek, Zürich (Schweiz), sind als Erfinder genannt worden

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gang längs der gesamten Werkstückoberfläche sowie eventuell an gefährdeten Stellen des Entladungsgefäßes, etwa an den isolierten Stromeinführungen, gleichmäßig stattfindet. Daraufhin wird die Energie der Glimmentladung stetig um einen gewissen Betrag erhöht, was erfahrungsgemäß zum Auftreten neuer Unvollkommenheiten führt, und dieser Zustand wird wieder bis zur Beseitigung derselben aufrechterhalten, um dann denselben Vorgang mit abermals vergrößerter Entladungsenergie zu wiederholen. Der Anlaufvorgang wird so lange fortgesetzt, bis der erwünschte Entladungsendzustand mit vorgegebenem Energieumsatz an den am Prozeß beteiligten Flächen erreicht ist, woraufhin die eigentliche Behandlungsperiode des Glimmentladeprozesses beginnt.

Je nach dem Zustand der zu behandelnden Werkstücke kann diese Anlauf periode des Glimmentladungsprozesses kürzere oder längere Zeit in Anspruch neh- men, bei ausgedehnten Oberflächen gelegentlich bis zu 10 Stunden und mehr, und bedarf einer sorgfältigen Überwachung, wobei meist eine optische Kontrolle des Entladungszustandes wenigstens eines Teils der Werkstückoberfläche vorgenommen wird. Dieser An-

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laufvorgang, der im Interesse der gleichmäßigen Qualität der Werkstückbehandlung von größter Bedeutung und unerläßlich ist, bedingt bisher einen höchst unerwünschten Personalaufwand und hängt von der Aufmerksamkeit des Bedienungspersonals ab, was bei der Anwendung solcher Prozesse in industriellem Maßstab als großer Mangel empfunden wird. Die Erfindung bezweckt die Beseitigung dieses Mangels. Gemäß der Erfindung wird die den Werkwelchem über das Absaugrohr 2 und die Pumpe 3 ein Unterdruck hergestellt werden kann. Die für den jeweiligen Prozeß erwünschte Gasatmosphäre wird mittels Zufuhr entsprechender Gasarten und Gasmengen durch das Rohr 4 über das Regel- und Umschaltventil 5 hergestellt. Im Entladungsgefäß 1 sind beispielsweise die beiden zu behandelnden Werkstücke 6 a und 6fr angeordnet und über isolierte Stromdurchführungen mit den Anschlüssen 7a bzw.

stücken zugeführte elektrische Energie nach einem io 7 fr verbunden. Eine Gegenelektrode 8 liegt ebenfalls nach Art und zeitlichem Ablauf vorgegebenen Pro- über eine isolierte Stromdurchführung am Anschluß 9. gramm verändert, das nach einem einstellbaren Rhyth- Das Entladungsgefäß 1, das meist aus Metall besteht, mus und in vorbestimmter Aufeinanderfolge auto- ist hier beispielsweise mit keiner der Elektroden vermatisch durchgeführt wird, solange in der Glimment- bunden, sondern geerdet. Im Entladungsgefäß 1 ist ladung keine spontanen Änderungen der Entladung 15 ferner ein Fühler 10 eines Überwachungsorgans 11 auftreten, hingegen spielt durch solche spontanen vorgesehen, das der Kontrolle des Glimmentladungs-Ereignisse ein hierauf empfindliches Überwachungs- zustandes an den Werkstücken 6 a, 6 b dient, organ an, von dem aus der programmgemäße Ablauf Die Speisung der zwei Anschlüsse 7 a, 7fr erfolgt

in vorbestimmter Weise beeinflußt wird. über je einen Hochleistungsschalter 12 a bzw. 12 fr, die

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchfüh- 20 einzeln oder gemeinsam vom Schalterantrieb 13 berung dieses Verfahrens ist gekennzeichnet durch ein tätigt werden, seitens der Stromquelle 14, die ihrer-Programmsteuergerät mit einem vorgegebenen, aus seits über den Anschluß 15 von einem geeigneten einer Vielzahl von einzelnen zeitlich aufeinanderfol- Kraftnetz, beispielsweise einem Drehstromnetz, mit genden Abschnitten bestehenden Programm, dessen Energie versorgt wird. Die Stromquelle 14 ist im anjeweils nächstfolgender Abschnitt seitens eines Steuer- 25 gegebenen Beispiel in bezug auf die den Anschlüssen empfängers beim Eintreffen eines Freigabesignals ein- 7a und 7fr zugeführten Spannungen getrennt regelschaltbar ist, sowie durch ein auf spontane Ände- bar. Die gemeinsame Rückleitung vom Anschluß 9 des rungen der Entladung ansprechendes Überwachungs- Entladungsgefäßes 1 führt hier über Stabilisierungsgerät und von demselben betätigbare Steuermittel zur mittel 16 beispielsweise eine stetig oder stufenweise Beeinflussung des Programmablaufs des Programm- 30 veränderbare Induktivität. Zur Veränderung der von

Steuergerätes.

Es sind natürlich in der Technik automatischer Regelungen bereits Verfahren bekannt, bei welchen ein Prozeß nach einem vorgegebenen Programm gesteuert wird. Derartige Programmsteuerungen arbeiten aber entweder gemäß einem festen zeitlichen Ablauf, beispielsweise vorgegeben durch die Kontur einer durch ein Uhrwerk verdrehbaren Steuerscheibe, oder das Programm wird abhängig von einer mit dem Ab-

der Stromquelle 14 an die Anschlüsse 7 a und 7fr abgegebenen Spannungen ist je ein Regelorgan 17a bzw. 17 fr vorhanden. Ebenso erfolgt die Veränderung der Stabilisierungsmittel 16 über ein geeignetes, stufenweise oder kontinuierlich arbeitendes Verstellorgan 18.

Mit den bisher beschriebenen Anlageteilen ließe sich in der bisher üblichen Weise die Anlaufperiode des Glimmentladungsprozesses mit Handbetrieb durch

lauf des Prozesses veränderlichen Größe, entweder 40 führen, indem beispielsweise der Schalterantrieb 13 der Temperatur oder dem p_H-Wert, durchgeführt. Von betätigt und die Schalter 12 a, 12 & geschlossen würden, dann beispielsweise mit dem Regelorgan 17 a zuerst der Anlauf Vorgang für das Werkstück 6 α und an-

diesen bekannten Programmsteuerungen unterscheidet
sich das erfmdungsgemäße Verfahren insofern grundsätzlich, als hier keine beim Fortschreiten des Prozesses veränderliche Größe den vorgegebenen Pro- 45 Anlaufvorgang für das Werkstück 6 fr durchgeführt grammablauf beeinflußt und außerdem die Zeitdauer wird, wobei die Stabilisierungsmittel 16 geeignet gezum Durchlaufen des ganzen Programms weitgehend
von den am Prozeß beteiligten Werkstücken bestimmt
wird. Maßgebend ist hier für den Programmablauf
nur das Auftreten oder Nichtauftreten spontaner 50 werden.

unerwünschter Ereignisse, ein Steuerkriterium, das Dagegen wird nach dem vorliegenden Verfahren

in der Regeltechnik bisher nicht verwendet wird. der gesamte Anlaufvorgang vollständig automatisch

Die Erfindung ist nachstehend in einem Ausführungsbeispiel an Hand der Fig. 1 bis 3 näher erläutert. Hiervon zeigt

Fig. 1 ein Prinzipbild eines Ausführungsbeispieles einer Anlage zur Durchführung technischer Glimmlichtprozesse mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur automatischen Steuerung und Überwachung des Anlaufvorgangs,

Fig. 2 ein Diagramm über ein Beispiel eines bei der Anlage nach Fig. 1 verwendbaren Steuerprogramms,

Fig. 3 einen Ausschnitt aus einem Diagramm eines Steuerprogramms mit der Beeinflussung desselben

schließend mit dem Regelorgan 17 & der entsprechende

wählt würden. Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß zur Durchführung derartiger AnI auf vorgänge hohe Anforderung an das Bedienungspersonal gestellt

und in der kürzest möglichen Zeit durchgeführt. Zur Erläuterung sei angenommen, daß der Anlaufvorgang die in Fig. 2 dargestellten sechs Abschnitte T₁ bis T₆ umfaßt — in der Praxis sind normalerweise sehr viel mehr Programmabschnitte vorgesehen —, und zwar stellen die Linienzüge A und B den vorgesehenen Spannungsverlauf an den Werkstücken 6 α bzw. 6fr dar. Die Programmabschnitte sind:

Abschnitt T₁: Beim Werkstück 6 α wird die Anfangsspannung U₀ bis auf die Endspannung U₁ erhöht, während die Spannung am Werkstück 6 fr den Wert U₀ behält. Nach dem Erreichen von U₁ wird die

durch die erfindungsgemäße Überwachungseinrichtung, 65 Spannung am Werkstück 6 a auf einen Wert U₂ ge-Fig. 4 bis 6 Einzelheiten eines Ausführungsbei- senkt, bei welchem die Glimmentladung erloschen ist; spiels für eine Anlage zur elektrischen Glimmnitrie- der Wert der Stabilisierungsimpedanz ist hierbei Z₁, rung. wie der Linienzug C anzeigt.

Bei der im Prinzipschema nach Fig. 1 dargestellten Abschnitt T₂: Das Werkstück 6a behält seine Span-

Apparatur ist ein Entladungsgefäß 1 vorgesehen, in 70 nung U₂, während am Werkstück 6 b die Spannung

vom Anfangswert U₀ bis auf den Endwert U_i gesteigert und dann auf einen tieferen Wert U₅ gebracht wird; die Stabilisierungsimpedanz hat weiterhin den Wert Z₁.

Abschnitt T₃: Die Stabilisierungsimpedanz weist den niedrigeren Wert Z₂ auf, während die Spannung am Werkstück 6 α von U₂ ab wieder auf den Endwert U₃ gesteigert wird und auf demselben verbleibt. Die Spannung am Werkstück 6 & bleibt dabei auf dem Wert U₅.

Abschnitt T₄: Die Spannung am Werkstück Sa behält den Wert U₃, ebenso die Stabilisierungsimpedanz den Wert Z₂, während die Spannung am Werkstück 6 b von U₅ auf den Wert U₆ gesteigert wird.

Abschnitt T₅: Die Stabilisierungsimpedanz behält weiterhin den Wert Z₂, und die Werkstücke 6 α und 6 b werden mit den Spannungen U₃ bzw. U₆ betrieben. Während dieses Intervalls wird aber die Gasatmosphäre in bezug auf die dominierende Gasart gewechselt.

Abschnitt T₆: Nach erfolgtem Austausch der Gasatmosphäre wird die Stabilisierungsimpedanz auf den betriebsmäßigen Wert Z₃ erniedrigt, womit der Entladungszustand erreicht ist und der eigentliche Behandlungsvorgang beginnen kann.

Der in Fig. 2 wiedergegebene zeitliche Ablauf dieses beispielsweisen Programms würde natürlich nur dann erzielbar sein, wenn an keiner Stelle irgendwelche Unregelmäßigkeiten in der Entladung auftreten würden, zu deren Beseitigung der jeweils gerade erreichte Entladungszustand längere Zeit hindurch unverändert aufrechterhalten werden muß. Ein solcher Fall wird weiter unten noch ausführlich dargestellt.

Die Vorrichtung zur automatischen Durchführung des angegebenen Programms ist in Fig. 1 schematisch wiedergegeben und umfaßt das eigentliche Programmsteuergerät 19, das Speisegerät 20 zur Fortschaltung des Programmsteuergerätes 19, einen Steuerempfänger 21 und einen Taktgeber 22 für die Betätigung der Regelorgane 17 a· und 17 b. Der Programmablauf wird beispielsweise durch Betätigung des Schalters 23 des Steuerempfängers 21 gesteuert, wodurch ein Steuerkontakt 24 kurzzeitig geschlossen und damit das Speisegerät 20 über den geschlossenen Ruhekontakt 25 mit dem Fortschaltmechanismus 26 des Programmsteuergerätes 19 verbunden wird, so daß dasselbe aus seiner Ruhestellung in seine erste Steuerstellung gebracht wird. Der gesamte weitere Ablauf des vorgegebenen Programms erfolgt nach diesem Start automatisch und wird nachstehend — stets unter der Voraussetzung, daß das Überwachungsgerät 11 nicht anspricht — kurz erläutert.

In der ersten Steuerstellung wird über die Leitung 27 vom Programmsteuergerät 19 der Antrieb 13 für die Schalter 12 a, 12b erregt und diese geschlossen. Die erfolgte Betätigung wird über die Leitung 28 zum Steuerempfänger 21 durch ein Freigabesignal gemeldet, das denselben veranlaßt, den Steuerkontakt 24 kurzzeitig zu schließen, so daß vom Speisegerät 20 der Fortschaltmechanismus 26 das Programmsteuergerät 19 auf seine zweite S teuer stellung weiterschaltet. In dieser wird über die Leitung 29 und das Verstellorgan 18 die Stabilisierungsimpedanz 16 auf den Wert Z₁ gebracht und über die Leitung 31 das Regelorgan 17 a freigegeben zur Ausführung des Spannungsanstiegs am Werkstück 6 a gemäß dem Programmabschnitt T₁ in Fig. 2. Die Betätigung des Regelorgans 17a wird nach erfolgter Freigabe vom Taktgeber 22 stufenweise oder kontinuierlich derart durchgeführt, daß der vorgesehene zeitliche Spannungsanstieg gemäß dem Linienzug A in Fig. 2 erzielt wird. Nach dem Erreichen der Endstellung entsprechend der Spannung U₁ des Werkstücks 6 α wird über die Leitung 32 ein Freigabesignal zum Steuerempfänger 21 geleitet, der über den Steuerkontakt 24 die Fortschaltung des Programmsteuergerätes 19 auf die dritte Steuerstellung bewirkt, wobei gleichzeitig über die Leitung 31 das Regelorgan 17 a ruckartig ίο oder stetig in eine der Spannung U₂ entsprechende Lage zurückgestellt wird. Damit ist der Programmabschnitt T₁ beendet.

In der dritten Steuerstellung wird vom Programmsteuergerät 19 über die Leitung 33 das Regelorgan 17 b freigegeben, so daß dasselbe, gesteuert vom Taktgeber 22, den im Programmabschnitt T₂ vorgesehenen Spannungsanstieg am Werkstück 6 b von der Spannung U₀ auf U_i gemäß dem Linienzug B in Fig. 2 durchführen kann. Beim Erreichen der dem Spannungswert U_i entsprechenden Lage sendet das Regelorgan 17 b über die Leitung 34 ein Freigabesignal zum Steuerempfänger 21, damit derselbe über den Steuerkontakt 24 das Programmsteuergerät 19 auf die vierte Steuerstellung weiterschaltet. Gleichzeitig wird das Regelorgan 17 b ruckartig oder stetig in die dem Spannungswert U₅ entsprechende Lage zurückgestellt, womit der Programmabschnitt T₂ beendet ist.

In der vierten Steuerstellung wird über die Leitung 29 das Verstellorgan 18 für die Stabilisierungsimpedanz 16 betätigt und dieselbe auf den niedrigeren Wert Z₂ gebracht. Gleichzeitig wird das Regelorgan 17 a wieder freigegeben, so daß die Spannung am Werkstück 6 a entsprechend dem Linienzug A in Fig. 2 den im Programmabschnitt T₃ vorgesehenen Anstieg vom Wert U₂ auf den Endwert U₃ durchführt, indem der Taktgeber 22 das Regelorgan 17 α entsprechend beeinflußt. Beim Erreichen der dem Endwert U₃ entsprechenden Stellung wird vom Regelorgan 17a über die Leitung 32 wieder ein Freigabesignal zum Steuerempfänger 21 gesendet, der über den Steuerkontakt 24 das Programmsteuergerät 19 auf die fünfte Steuerstellung umschaltet, während das Regelorgan 17 a in der erreichten Endstellung verbleibt. Hiermit ist der Programmabschnitt T₃ beendet.
In der fünften Steuerstellung wird seitens des Programmsteuergerätes 19 wieder über die Leitung 33 das Regelorgan 17 b freigegeben, so daß dasselbe vom Taktgeber 22 betätigt werden kann, und gemäß dem Linienzug B im Programmabschnitt T₄ die Spannung des Werkstücks 6 b von U₅ auf den Endwert U₆ erhöht. Das Freigabesignal des Regelorgans 17 b beim Erreichen dieses Endwertes U₆ bewirkt über den Steuerempfänger 21 die Fortschaltung des Programmsteuergerätes 19 auf die sechste Steuerstellung, während das Regelorgan 17 b auch nach Beendigung dieses Programmabschnittes T₄ in der dem Spannungswert U₆ entsprechenden Endstellung verbleibt.

Im nunmehr beginnenden Programmabschnitt T₅ soll ein Wechsel der Gasatmosphäre im Entladungsgefäß 1 erfolgen, in dem beispielsweise ein während des Anlaufvorgangs zweckmäßigerweise vorgesehenes, reduzierend wirkendes Gas, etwa Wasserstoff, durch das für die eigentliche Werkstückbehandlung vorgesehene Gas ersetzt wird. Hierzu wird in der sechsten Steuerstellung des Programmsteuergerätes 19 über die Leitung 35 das Umschalt- und Regelventil 5 betätigt, so daß nunmehr eine andere Gasart über die Leitung 4 in das Entladungsgefäß 1 strömt. Nach einer dem Programmabschnitt T₅ entsprechenden Zeit ist der Gasaustausch erfolgt, und ein auf diese Zeit-

dauer eingestelltes Uhrwerk 36 sendet über die Leitung 37 ein Freigabesignal zum S teuer empfänger 21 zwecks Fortschaltung des Programmsteuergerätes 19 auf die siebente Steuerstellung.

In der siebenten S teuer stellung wird vom Programmsteuergerät 19 über die Leitung 29 das Verstellorgan 18 der Stabilisierungsimpedanz 16 betätigt und dieselbe auf ihren Betriebswert Z₃ umgestellt, was über die Leitung 30 ein Freigabesignal zum

regt, das über die Leitung 41 die Wiedereinschaltung der Schalter 12 a, 12 6 bestimmt, ganz unabhängig davon, ob das Überwachungsgerät 11 noch erregt ist oder nicht. Das Zeitverzögerungsglied 40 ist vorzugsweise auf ein solches Zeitintervall V₁ eingestellt, daß die Unterbrechung der Stromzufuhr durch die Schalter 12a, 12 b nicht langer als etwa 20 bis 100 Millisekunden dauert, also wenn es sich um ein einmaliges Auftreten einer Störerscheinung in der Entladung ge-

Steuerempfänger 21 auslöst. Dieser bewirkt die Fort- io handelt hat, beim Wiedereinschalten die Entionisieschaltung des Programmsteuergerätes 19 auf die achte rung dieser Störstelle bereits stattgefunden hat. Steuerstellung, womit das Programmintervall T₆ be- Spricht nach erfolgtem Wiedereinschalten das Überendet ist. wachungsgerät 11 erneut an, so wiederholt sich der

Die achte Steuerstellung des Programmsteuer- beschriebene Abschaltvorgang jeweils für die gleiche

gerätes 19 bewirkt beispielsweise die Umschaltung 15 Unterbrechungsdauer V₁.

der Steuerleitungen 31 und 33 für die Regelorgane Beim Ansprechen des Überwachungsgerätes 11 17a bzw. 17 b auf ein Drucktastenbedienungsgerät 38, wird aber auch über die Leitung 42 das Zeitverzögevon dem aus nunmehr die zur vorgesehenen Werk- rungsglied 43 erregt, das seinerseits für ein einstellstückbehandlung erwünschte Spannung an den An- bares Zeitintervall V₂ über die Leitung 44 den Konschlüssen 7 α und 7 b von Hand einstellbar ist, wäh- 20 takt 25 und über die Leitung 45 den Kontakt 46 öffrend das Programmsteuergerät 19 und der Steuer- net. Hierdurch wird während des Zeitintervalls V₂ empfänger 21 unwirksam sind. Falls erwünscht, kann sowohl eine Fortschaltung des Programmsteuernatürlich an Stelle des Bedienungsgerätes 38 auch in gerätes 19 als auch eine Verstellung der Regelorgane dieser achten Steuerstellung ein automatisches Be- 17 a und 17 b durch den Taktgeber 22 verhindert. Sotriebssteuergerät eingeschaltet werden, das während 25 mit ist der Ablauf des Steuerprogramms für die Zeitder nunmehr beginnenden Behandlungsperiode des dauer V₂ gestoppt, und der zuletzt erreichte Betriebs-Prozesses, die sich meist auf viele Stunden oder
mehrere Tage erstreckt, die erwünschten Entladungsbedienungen einregelt und konstant hält.

Der beschriebene Programmablauf wäre zwar beim praktischen Betrieb durchaus erwünscht, ist jedoch kaum jemals erreichbar, da die Werkstücke an ihren Außenseiten bzw. der hier wirksamen Oberflächenzone stets irgendwelche Unvollkommenheiten der

oben beschriebenen Art aufweisen. Infolgedessen 35 Zeitverzögerungsgliedes 43 auf seine Anfangsstellung

spricht das die Gleichmäßigkeit der Glimmentladung erfolgt, also die Kontakte 25 und 46 erst dann ge

zustand bleibt erhalten. Für das Zeitintervall V₂ hat sich beispielsweise eine Größe von 30 bis 300 Sekunden als zweckmäßig herausgestellt. Nach Ablauf dieser Zeit wird das Programm in der vorgesehenen Weise fortgesetzt. Das Zeitverzögerungsglied 43 ist aber vorteilhafterweise derart eingerichtet, daß beim erneuten Ansprechen des Überwachungsgerätes 11 während des Zeitintervalls V₀ ein Rückstellen des

im Entladungsgefäß 1 kontrollierende Überwachungsgerät 11 häufig an und beeinflußt den Programmablauf in der nachstehend beschriebenen Weise. Die den Fühler 10 des Überwachungsgerätes 11 beeinflussenden, spontan und willkürlich auftretenden Änderungen des Glimmentladungszustandes beginnen meist sofort nach erstmaliger Zündung der Glimmentladung, also bereits im Programmabschnitt T₁. Die Zahl dieser

schlossen werden und- der programmgemäße Ablauf weitergehen kann, wenn seit dem letzten Ansprechen des Überwachungsgerätes 11 das Zeitintervall V₂ verstrichen ist.

Mit dem Überwachungsgerät 11 ist ferner eine Zähleinrichtung 11 α verbunden, in welcher die Ansprechhäufigkeit des Überwachungsgerätes 11 ermittelt wird. Bei einer vorgegebenen und einstellbaren

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spontanen Ereignisse ist jeweils ganz unbekannt. Bei 45 Anzahl von Störungsereignissen pro Zeiteinheit, beigrößeren Werkstücken, beispielsweise von 10000 cm² spielsweise zehn pro Sekunde, wird von dieser Zähl-Oberfläche, wurde nach dem Durchlaufen eines der- einrichtung 11a über die Leitung 47 ein Zeitverzögeartigen Steuerprogramms festgestellt, daß das Über- rungsglied 48 zum Ansprechen gebracht. Das Zeitverwachungsgerät 11 in mehreren tausend Einzelfällen zögerungsglied 48 betätigt über die Leitung 49 den angesprochen und den Programmablauf beeinflußt 50 Schalterantrieb 13 und öffnet für das Zeitintervall F_a hat. Ferner ist die jeweilige Dauer einer derartigen
spontan auftretenden Änderung des Entladungszustandes völlig- ungewiß, und es kann lediglich eine
durch die erforderliche Entionisierung bedingte Mindest-Abklingzeit in der Größenordnung von etwa 10
bis 20 Millisekunden vorausgesetzt werden. Es wurden aber andererseits solche unerwünschten Ereignisse
mit einer Abklingzeit bis zu 1 Minute und darüber
beobachtet.

Die Steuereinrichtung entsprechend dem vorliegenden Verfahren ist in der Lage, derartige spontan auftretende Änderungen des Entladungszustandes unschädlich zu machen. Hierzu wird beim Ansprechen
des Überwachungsgerätes 11 mit geringst möglicher
Zeitverzögerung von höchstens einigen wenigen Milli- 65 Überschlages.

Sekunden über die Leitung 39 der Antrieb 13 für die Die eben beschriebene Beeinflussung des Programm-

Schalter 12a und 12 b betätigt und die Stromzufüh- ablaufs durch das Überwachungsgerät 11 ist im Diarung zu den Anschlüssen 7 α und 7 b unterbrochen. gramm nach Fig. 3 wiedergegeben, wobei der Linien-Gleichzeitig wird mit der Betätigung des Schalteran- zug D beispielsweise den Spannungsanstieg am Werktriebs 13 das einstellbare Zeitverzögerungsglied 40 er- 70 stück 6 α im Programmabschnitt T₁ entsprechend dem

beispielsweise für 30 Sekunden, die Schalter 12 a und 12 b, so daß die Glimmentladung an den Werkstücken 6 a und 6& erlischt. Falls erwünscht, kann auch an Stelle einer Unterbrechung eine entsprechende Spannungsreduzierung auf einen geringen Wert erfolgen. Gleichzeitig wird über die Leitung 50 das Rückstellgerät 51 betätigt, das seinerseits über die Leitung 52 auf das Programmsteuergerät 19 einwirkt und eine Rückstellung desselben auf einen bereits durchlaufenden Programmabschnitt veranlaßt. Diese Maßnahme ermöglicht das Unschädlichmachen der durch größere Gasausbrüche an den Werkstückoberflächen verursachten heftigen Änderungen des Entladungszustandes und verhindert das Entstehen eines unerwünschten

ίο

Linienzug A im Diagramm der Fig. 2 in stark vergrößertem Zeitmaßstab zeigt. Hierbei ist angenommen, daß der Taktgeber 22 in Zeitabständen von jeweils t₀ = 10 Sekunden das Regelorgan 17a um die Teilspannung i7_s verstellt. Der Linienzug E gibt über dem gleichen Zeitmaßstab das impulsartige Ansprechen des Überwachungsgerätes 11 wieder, wobei angenommen ist, daß jeder Impuls dieses Linienzuges zu einer öffnung des Schalters 12 a für das Zeitintervall V₁ von 20 Millisekunden führt.

Nach etwa zehn Regelschritten des Regelorgans 17 a ist die Zündspannung für die Glimmentladung erreicht, was zum erstmaligen Ansprechen des Überwachungsorgans 11 führt. Demzufolge wird nunmehr hochfrequenten Schwingungen und geeigneten nachgeschalteten Signaleinrichtungen. Es besteht aber auch die Möglichkeit, die Lichtintensität oder die einzelnen Spektralanteile des Glimmlichts zu ermitteln, beispielsweise über geeignete Fenster im Entladungsgefäß, und die spontan auftretenden Änderungen im Glimmlicht in ein geeignetes Steuersignal zu verwandeln. Natürlich wirken sich solche unerwünschten spontanen Änderungen des Entladungszustandes auch ίο im Energiebedarf an den Anschlüssen 7 a bzw. 7 b oder 9 aus, so daß durch genügend empfindliche Meßeinrichtungen an den Speiseleitungen bzw. den Stromversorgungsvorrichtungen solche Änderungen ebenfalls festgestellt und zur Steuerung benutzt werden

die Abschaltung der Stromzufuhr zum Werkstück 6 α is können,
während des Zeitintervalls F₁ bewirkt und außerdem Wenn auch das vorliegende Verfahren vor allem

eine weitere Betätigung des Regelorgans 17 a durch zur Gewährleistung einer gleichmäßigen Behandlung den Taktgeber 22 während eines Zeitintervalls Z₂ = der am Prozeß beteiligten Werkstückoberflächen dient, 60 Sekunden verhindert, so daß während dieser Zeit so erfolgt doch eine Überwachung des gesamten Entdie Spannung am Werkstück 6 α praktisch konstant 20 ladungsvorgangs innerhalb des Entladungsgefäßes, bleibt. Nach Beendigung des Zeitintervalls V₂ geht Beispielsweise wird durch die beschriebene Steuerder Programmablauf weiter. Falls, wie im Diagramm apparatur auch das Auftreten von Überschlägen an nach Fig. 3 angedeutet, beim nächsten Ansprechen den hierauf besonders empfindlichen isolierten Stromdes Überwachungsgerätes 11 während des Zeitinter- einführungen unterdrückt, da solche Ereignisse vom vails F₂ weitere Ansprechimpulse seitens des Über- 25 Überwachungsgerät 11 angezeigt und durch eine

wachungsgerätes 11 zum Zeitverzögerungsglied 43 gelangen, so wird dieses jeweils in seinen Anfangsstellen zurückgestellt. Erst wenn nach einem Ansprechen des Überwachungsgerätes 11 während des kurzzeitige Abschaltung behoben werden.

Das in Fig. 4 wiedergegebene vereinfachte Schaltbild stellt ein praktisch erprobtes Ausführungsbeispiel einer Einrichtung zur Durchführung des erfindungs-

Zeitintervalls F₂ keine weitere spontane Änderung 30 gemäßen Verfahrens dar, und zwar für den Fall, daß

des Entladungszustandes auftritt, kann das Programm im metallischen Rezipienten 101 die Nitrierung von

in der vorgegebenen Weise weiter durchgeführt wer- drei Stahlrohren 102 a, 1025, 102 c erfolgt, oder ein

den. Hierdurch wird gewährleistet, daß die jeweils Vielfaches dieser Anzahl, wobei dann drei Gruppen

erreichte Einstellung des Entladungsvorgangs nur gebildet werden und 102a, 102 b, 102 c je eine solche

dann verlassen werden kann, wenn eine Beruhigung 35 Gruppe dann darstellt. Die Rohre 102 α, 102 b, 102 c

eingetreten ist. Immerhin wird in der Praxis beobachtet, daß der Anlaufvorgang während längerer Zeit im gleichen Zustand verweilt, da beispielsweise stärkere Verunreinigungen erst durch die Wirkung der Glimmentladung beseitigt werden müssen.

Wird beim weiteren Ablauf des Programms aber ein Zustand erreicht, bei welchem eine heftige Störung an der Werkstückoberfläche, etwa ein Gasausbruch, auftritt, die zum rasch aufeinanderfolgenden Ansprechen des Überwachungsgerätes 11 führt, so erfolgt bei genügend großer Ansprechhäufigkeit die Betätigung des Zeitverzögerungsgliedes 48 und eine Abschaltung der Spannung vom Werkstück 6 a für die Dauer des Zeitintervalls F₃ von beispielsweise 30 Sekunden. Gleichzeitig erfolgt eine Rückstellung des Regelorgans 17 a in seine Anfangsstellung, so daß nach dem Ende des Zeitintervalls F₃ das Programm wieder bei der Spannung U₀ beginnt.

Natürlich kann die Rückstellung des Programmsteuergerätes 19 auch um mehr als einen Programmabschnitt erfolgen. Ferner kann beispielsweise vorübergehend die Stabilisierungsimpedanz 16 auf ihren Höchstwert Z₁ umgeschaltet werden.

Wie ersichtlich, ist das Überwachungsgerät 11 und sind über je eine isolierte Stromeinführung mit den Anschlüssen 103 a, 103 b, 103 c verbunden. Innerhalb jedes einzelnen Rohres ist, isoliert von demselben, je ein Innenleiter angeordnet, beispielsweise ein 3 mm dicker Stahldraht. Sämtliche Innenleiter sind im Rezipienten parallel geschaltet und über eine isolierte Stromeinführung an den Anschluß 104 gelegt. Am Rezipienten ist eine Absaugleitung 105, die an einer Pumpe angeschlossen ist, sowie eine Gaszuführungsleitung 106 vorgesehen.

Der Glimmprozeß erfolgt hier beispielsweise mittels Dreiphasenwechselstrom von 50 Hz, und zwar über einen Dreiphasenregeltransformator 107, der die Anschlüsse 103a, 103 b, 103 c speist, und einen zweiten Dreiphasenregeltransformator 108, von dem jeweils eine der drei Wicklungen an den Anschluß 104 angeschaltet wird. Beide Regeltransformatoren 107 und 108 sind in Fig. 4 nur mit ihren Sekundärwicklungen gezeichnet. Die Primärwicklungen können in Stern- oder Dreieckschaltung mit dem Drehstromnetz verbunden werden. Jeder Regeltransformator 107, 108 ist mit einem für alle drei Abgriffe an den Wicklungen gemeinsamen Verstellmechanismus 109 bzw. 110 versehen, der durch die reversiblen Motore 111 bzw.

das zugehörige Fühlorgan 10 von entscheidender ^bo 112 nach höheren oder niedrigeren Sekundärspannun-Wichtigkeit für die Durchführung der Anlaufperiode gen verstellt werden kann. An jedem Verstellmechanismus 109, 110 ist ferner ein Stellungsanzeiger 113 bzw. 114 angebracht, der für die Anfangs- und End

stellung je einen Kontakt betätigt und, falls erwünscht,

derartiger Glimmentladungsprozesse. Bei der in Fig. 1 angedeuteten Anordnung der Fühlsonde 10 innerhalb des Entladungsgefäßes 1 handelt es sich beispielsweise

um eine Antenne oder ein anderes geeignetes Kopp- 65 auch entsprechende Zwischenstellungen signalisieren lungsglied zur Aufnahme von elektromagnetischen kann. An Stelle je eines getrennten Regeltransforma-Wellen, die erfahrungsgemäß bei spontanen Änderungen des Entladungszustandes an den Werkstückober-

flächen auftreten. In diesem Fall besteht dann das tors 107 und 108 könnten natürlich sämtliche Sekun-' därwicklungen auf dem gleichen Kern angeordnet oder nur drei gemeinsame Wicklungen mit je zwei

Überwachungsgerät 11 aus einem Verstärker für diese 70 Verstellmechanismen vorgesehen werden.

809 5C9/23S

Die drei Sekundärwicklungen des Regeltransformators 107 sind über je ein Schaltschütz 115a bzw.

115 d bzw. 115 c mit den Anschlüssen 103 α bzw. 103 b bzw. 103 c verbunden, die über ihre Antriebsmagnete

116 a bzw. 116 & bzw. 116 c unabhängig voneinander vom Relaissatz 117 aus betätigt werden können. Dagegen sind die drei Schaltschütze 118a bzw. 118 b bzw. 118c in den Verbindungsleitungen von den Sekundärwicklungen des Regeltransformators 108 zum Anschluß 104 seitens des die Antriebsmagnete 119 a bzw. 119 & bzw. 119 c steuernden Relaissatzes 120 derart gegeneinander verriegelt, daß jeweils höchstens ein Schütz einschaltbar ist. Der Relaissatz 120 ist mit einem Taktgeber 121 verbunden, der in einem einstellbaren Rhythmus, beispielsweise mit Intervallen von je 1 Sekunde, den gerade eingeschalteten Schütz,

z. B. 118a, aus und einen anderen einschaltet, so daß die drei Sekundärwicklungen des Regeltransformators 108 abwechselnd die Innenleiter über den Anschluß 104 speisen.

Die Sekundärwicklungen des Regeltransformators 108 werden in Sternschaltung betrieben und sind am Nulleiter 122 angeschlossen. Auch die Sekundärwicklungen des Regeltransformators 107 werden in Sternablaufende Steuervorgang gestoppt, so kann der nächstfolgende Steuervorgang nicht beginnen, bis nach erfolgter Freigabe des gestoppten Steuervorgangs seitens des Kontrollorgans derselbe beendet wurde und sein Quittungssignal am Steuergerät 129 eingegangen ist. Ein derartiges Kontrollorgan stellt der Symmetriewächter 126 dar, der beim Ansprechen über das Steuergerät 129 die Speisegeräte 132, 135, 138 für die Verstellmotoren der Regeltransformatoren 107 und 108 sowie der Drosseln 123 in geeigneter, noch näher zu beschreibender Weise beeinflußt. Ferner werden über den Zeitschalter 126 a und die Leitung 142 der Relaissatz 117 und durch denselben die Schütze 115 betätigt.

Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel einer Nitrierung von Stahlrohren hat es sich als zweckmäßig herausgestellt, den Anlaufvorgang in hundertzwölf aufeinanderfolgende Teilvorgänge zu unterteilen. Das Steuergerät 129 ist dementsprechend ausgebildet und ermöglicht die vollautomatische Durchführung aller Teilvorgänge. Die einzelnen Teilvorgänge und deren normaler Ablauf seien nachstehend von Hand der beiden Diagramme von Fig. S näher erläutert. Dabei sei vorerst angenommen, daß

schaltung betrieben, jedoch ist hier in den Verbin- 25 beim gesamten Anlauf Vorgang der Symmetriewächter

dungsleitungen vom Nulleiter 122 zu den drei Sekundärwicklungen je eine Drosselspule 123α bzw. 123& bzw.· 123 c eingeschaltet. Diese drei Drosselspulen sind regelbar und mit einem gemeinsamen Verstellmechanismus 124 versehen, der seinerseits vom Motor 125 reversibel betätigt wird. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel erfolgt eine stufenweise Verstellung des Impedanzwertes der Drosseln 123, und zwar sind vier Stufen mit den Impedanzen 30, 15, 5 und 1 Ohm vorgesehen.

Der Nulleiter 122 ist ferner am sogenannten Sym metriewächter 126 angeschlossen, der außerdem mit einem durch die drei Widerstände 127 geschaffenen Sternpunkt 128 der drei sekundären Phasenspannungen verbunden ist. Dieser Symmetriewächter 126, der ein wesentliches Merkmal des vorliegenden Steuerverfahrens darstellt, spricht auf jede einen einstellbaren Mindestwert überschreitende Spannungsamplitude zwischen dem Nulleiter 122 und dem Sternpunkt 128 an, und zwar unabhängig vom zeitlichen Spannungsverlauf, von dessen Phasenlage und Polarität.

Die Steuerung der gesamten Regel- und Schalteinrichtungen erfolgt zentral von einem Steuergerät 129 aus, an dem ein Taktgeber 130 angeschlossen ist. Das Steuergerät 129 ist über die Steuerleitung 131 mit dem Speisegerät 132 des Verstellmotors 111 des Regeltransformators 107 verbunden und erhält über die Leitung 133 die Rückmeldung des Stellungsanzeigers 113. Das Steuergerät 129 kann ferner über die 126 nicht anspricht. Der Einfluß einer zum Ansprechen des Symmetriewächters 126 führenden Störung während des Anlaufvorgangs wird weiter unten ebenfalls noch erläutert.

Die Fig. 5 zeigt, im unteren Diagramm über der Zeitabszisse t aufgetragen, den Linienzug 160, der die Spannung U₁ am Anschluß 104 der Innenleiter darstellt, sowie den gestrichelten Linienzug 161, welcher der an einer der Anschlüsse 103 gelegenen Phasenspannung U₁₁ an den Rohren 102 entspricht. Im darüber befindlichen Diagramm ist über einer gleichen Zeitabszisse t der jeweilige Impedanzwert der einzelnen Drosseln 123 angegeben.

Nach dem Einschalten der Anlage samt der Steuerautomatik ist zunächst entsprechend dem Punkt A sowohl die Spannung U_n als auch U_t angenähert Null, und die Impedanz der Drosseln 123 besitzt den höchsten Wert Z₁ (30 Ohm). Seitens des Steuergerätes 129 wird nunmehr über die Steuerleitung 134 das Speisegerät 135 betätigt und der Motor 112 mit maximaler Geschwindigkeit in Betrieb gesetzt. Die Spannung U/ der Innenleiter steigt an, während U₁₁-^-O bleibt. Sobald die Zündspannung erreicht ist, entsteht im Rezipienten 101 zwischen den Innenleitern und den Rohren 102 eine Glimmentladung, was meist ein erstmaliges Ansprechen des Symmetriewächers 126 bewirkt, der über die Leitung 140 das Steuergerät 129 derart beeinflußt, daß das Speisegerät 135 nunmehr den Motor 112 nur noch impulsartig entsprechend dem Rhyth-

Steuerleitung 134 und das Speisegerät 135 den Ver- 55 mus des Taktgebers 130 speist (Punkt B). Der Vor

stellmotor 112 des Regeltransformators 108 betätigen und über die Leitung 136 die Rückmeldung von dessen Stellungsanzeiger 114 empfangen. Außerdem wird über die Steuerleitung 137 das Speisegerät 138 für den Verstellmotor 125 der Drosseln 123 in der einen oder anderen Richtung betätigt.

Der Funktionsablauf des Steuergerätes 129 ist durch geeignete Relais, Schrittschalteinrichtungen oder elektronische Mittel derart eingerichtet, daß die erforderlichen Steuervorgänge jeweils nacheinander abgewickelt werden, aber der nächstfolgende nur dann eingeleitet wird, wenn der vorausgehende durch ein Quittungssignal als beendet dem Steuergerät 129 zurückgemeldet wird. Wird also seitens eines vom Steuschub des Verstellmechanismus 110 erfolgt also jetzt ruckweise in Abständen von beispielsweise 0,5 bis Sekunde, so daß der zeitliche Anstieg der Spannung Ui ab dem Punkt B weniger steil ist und eigent-Hch im Diagramm als Stufenlinie darzustellen wäre. Beim Erreichen der maximalen Spannung U_t am Punkt C ist der erste Teilvorgang beendet, der Stellungsanzeiger 114 meldet dies über die Leitung 136 an das Steuergerät 129, das daraufhin den zweiten Teilvorgang beginnen läßt.

Hierbei läuft der Motor 112 mit höchster Geschwindigkeit rückwärts, so daß die Spannung U₁ abnimmt und am Ende beim Punkt D praktisch zu Null wird. Der Punkt D könnte auch bei höherer Spannung

ergerät 129 unabhängigen Kontrollorgans der gerade 70 aber jedenfalls unterhalb der Zündspannung für die

Glimmentladung gelegen sein. Die Beendigung dieses Teilvorgangs wird durch einen Endkontakt im Stellungsanzeiger 114 dem Steuergerät 129 übermittelt, das auf den nächsten Teilvorgang umschaltet.

Die Umschaltung auf den dritten Teilvorgang verursacht über die Steuerleitung 137 eine Betätigung des Speisegerätes 138 für den Verstellmotor 125 der Drosseln 123 und schaltet diese auf den nächstniedrigeren Wert Z₂ (15 Ohm) um. Gleichzeitig wird der Steuergerät 129., das hierauf den Rücklauf des Verstellmechanismus am Regeltransformator 108 bewirkt, während der Verstellmechanismus des Regeltransformators 107 weiterhin in der erreichten Endstellung verbleibt. Die Spannung U_a an den Anschlüssen 103 a, 103 b, 103 c behält also bis auf weiteres den Wert (U_a)_mux, während die Spannung [/,- vom Punkt / aus auf den Wert von U₁ ~ 0 beim Punkt K verringert wird. Beim Erreichen des Punktes K bewirkt der Stel-

Motor 112 wieder mit voller Geschwindigkeit in Ge- 10 lungsanzeiger 114 durch seine Rückmeldung an das

genrichtung in Betrieb gesetzt, so daß sich die Spannung U_t wieder erhöht und beim Punkt E erneut ein Zünden der Glimmentladung einsetzt. In gleicher Weise wie beim Punkt B erfolgt hierauf eine Umschaltung im Steuergerät 129, so daß der Motor 112 weiterhin nur noch impulsartig betätigt wird. Beim Erreichen des Punktes F (Spannung [ U_t] _max) ist dann der dritte Teilvorgang beendet, was der Stellungsanzeiger 114 dem Steuergerät 129 meldet. Es sei hier erwähnt, daß die Werte (Ui)_max und (U_a)_max nur jeweils die Spannungen bei den Endstellungen der Regeltransformatoren angeben. Für die Klemmenspannung an den Anschlüssen 103, 104 muß jeweils der Spannungsabfall an den Drosseln 123 berücksichtigt werden.

Beim nunmehr beginnenden vierten Teilvorgang wird der Verstellmechanismus 110 des Regeltransformators 108 unverändert in der erreichten Endlage belassen, so daß bis auf weiteres an den Innenleitern Steuergerät 129 den Übergang zum nächsten Teilvorgang.

Hierbei veranlaßt das Steuergerät 129 die Umschaltung der Drosseln 123 vom Wert Z₁ auf den nächstniedrigeren Wert Z₂ (15 Ohm) und dann die Betätigung des Speisegerätes 135 für den Motor 112 im Rhythmus des Taktgebers 130, so daß die Spannung Ui wieder stufenweise ansteigt und beim Punkt L den Höchstwert {U^)_max erreicht. In dieser Endstellung erfolgt wieder eine Rückmeldung des Stellungsanzeigers 114 zum Steuergerät 129, das den Rücklauf des Motors 112 mit Höchstgeschwindigkeit zum Punkt M mit U{ = 0 veranlaßt, womit dieser Teilvorgang beendet ist.

Beim Erreichen des Punktes M erfolgt vom Steuergerät 129 die Umschaltung der Drosseln 123 auf den nächstniedrigeren Wert Z₃ (5 Ohm) und die abermalige Umsteuerung des Verstellmotors 112, der die Spannung £/,· wieder stufenweise ansteigen läßt, bis

die Spannung (£//)_mBX Hegt. Gleichzeitig werden aber 30 der Punkt A^r mit {U^)_mux erreicht ist, womit der Teil-

vom Steuergerät 129 aus die Drosseln 123 über die Leitung 137, das Speisegerät 138 und den Verstellmotor 125 zurückgeschaltet in ihre Stellung mit dem höchsten Impedanzwert Z₁ (30 Ohm), und außerdem wird über die Steuerleitung 131 das Speisegerät 132 im Rhythmus des Taktgebers 130 betätigt, so daß der Motor 111 den Verstellmechanismus 109 ruckweise vorwärts bewegt. Somit beginnt vom Punkt G aus die Spannung U_a an den drei Anschlüssen 103 stufenweise Vorgang zu Ende ist.

Nunmehr befinden sich die beiden Regeltransformatoren 107 und 108 in ihrer Endstellung, und die Glimmentladungsenergie weist einen Höchstwert auf. Falls erwünscht, kann trotz des Spannungsabfalls an den Drosseln 123 durch geeignete Bemessung der Wicklungen 107, 108 dieser Höchstwert gleich der normalen Betriebsleistung gemacht werden. Je nach Einstellung des Taktgebers 130 am Steuergerät 129

anzusteigen, während gleichzeitig die Glimmentladung 40 kann die Zeitdauer für diesen ersten Abschnitt des im Inneren der Rohre 102 weitergeht. Anlaufvorgangs verändert werden. Als zweckmäßig

Da die Spannungen U_{ und U_a aus dem gleichen hat sich bei größeren Werkstücken mit einigen Qua-Drehstromnetz stammen, ergibt sich natürlich beim dratmetern Oberfläche eine Zeit von etwa 20 Minu-Ansteigen der Spannung U₀ an den Rohren 102 eine ten ergeben, wobei natürlich — was in der Praxis Rückwirkung auf die Glimmentladung zwischen den 45 kaum je der Fall ist — vorausgesetzt ist, daß der

Innenleitern und den Rohren 102, und zwar immer an jener Werkstückgruppe 102a bzw. 102 b bzw. 102 c, bei welcher die gleiche Wechselspannungsphase am Rohr und am Innenleiter liegt. Bei dieser Werkstückgruppe nimmt mit steigender Spannung U_a die Spannungsdifferenz zwischen Außen- und Innenleiter ab, so daß von einem bestimmten ?7_a-Wert ab die Glimmentladung im Rohrinnenraum erlischt. Da aber, wie oben bereits erwähnt, der Taktgeber 121 über den Relaissatz 120 die Schütze 118a, 118b, 118c der Reihe nach aus- und einschaltet, wird in regelmäßigen Intervallen von beispielsweise 1 Sekunde die Glimmentladung im Rohrinneren einer anderen der drei Werkstückgruppen auf diese Weise ausgeschaltet. Je nach Phasenlage der Spannungen von den Regeltransformatoren 107 und 108 kann die Spannungsdifferenz den Wert Null oder einen anderen Wert annehmen. Es ist aber erwünscht, daß die Glimmentladung erlischt, da dies die Gaskonvektion im Rohrinneren begünstigt.

Die Spannung U_a steigt vom Punkt G bis zum Wert Pa) max iⁿ der Endstellung des Regeltransformators an. Beim Erreichen der Endstellung, die dem Punkt H entspricht, erfolgt vom Stellungsanzeiger Symmetriewächter 126 durch keine Störung während des ganzen Vorgangs zum Ansprechen gebracht wird. Dieser erste Abschnitt des Anlaufvorgangs bis zum Zeitpunkt T_n dient der Reinigung der Werkstückoberflächen von irgendwelchen störenden Unvollkommenheiten, weshalb das Entladungsgefäß 101 mit einem reduzierenden Gas, beispielsweise Wasserstoff etwa mit einem Druck zwischen 1 und 10 mm Hg, gefüllt ist. Dabei steht aber der Rezipient 101 über die Leitung 105 ständig mit einer Pumpe in Verbindung und wird über das elektrisch betätigbare Ventil 145 mit H₂-GaS gespeist.

Nach Beendigung dieses ersten Abschnittes des Anlaufvorgangs erfolgt ein langsamer Austausch des Wasserstoffgases durch trockenes Ammoniakgas, welcher Vorgang etwa 30 Minuten in Anspruch nimmt, falls hierbei keine S tör er scheinung ein Ansprechen des Symmetriewächters 126 veranlaßt. Dabei ist ständig an den Anschlüssen 103 und 104 die Höchstspannung (U_a)_max bzw. (Ui)_max vorhanden. Der H₂-NH₃-GaS-austausch wird vom Steuergerät 129 automatisch vorgenommen, indem das Ventil 145 geschlossen und das Ventil 146 geöffnet wird.

Nach Beendigung dieses Teilvorgangs, dessen Dauer

113 über die Leitung 133 eine Rückmeldung an das 70 von einem Zeitschalter 147 bestimmt wird, also vom

Punkt O ab, wird vom Steuergerät 129 der Verstellmechanismus 110 des Regeltransformators 108 wieder mit Höchstgeschwindigkeit in seine Anfangsstellung gesteuert, so daß die Spannung U₁ am Punkt P ihren kleinsten Wert besitzt. Beim Erreichen des Punktes P des Linienzuges 160, dem zeitlich der Punkt Q des Linienzuges 161 entspricht, ist der Anlaufvorgang abgeschlossen, und das Steuergerät 129 gibt die von ihm bisher bedienten Regel- und Schalteinrichtungen Außer dieser Betätigung der Schütze 115 bewirkt aber der Symmetriewächter 126 über die Leitung 140 ein Ansprechen des Zeitschalters 141 im Steuergerät 129, der für ein einstellbares Zeitintervall T₂₀ von beispielsweise 3 Minuten Dauer die Weiterschaltung der Speisegeräte 132, 135, 138 unterbricht, also jede weitere Veränderung der Regel- und Schalteinrichtungen für die Transformatoren 107 und 108 sowie der Drosseln 123 unterbindet. Somit bleibt die Span-

frei. Gleichzeitig erfolgt die Umschaltung der Dros- 10 nung U_t vom Punkt K₁ ab konstant, wie in Fig. 5 ge-

seln 123 auf den niedrigsten Impedanzwert Z₄ strichelt angedeutet, und zwar mindestens für das

(10hm). Zeitintervall T₂₀. Da das Zeitintervall T₁₀ sehr viel

Nunmehr beginnt der eigentliche Nitrierprozeß, bei kleiner als T₂₀ ist, kann der Fall eintreten, daß noch

dem sowohl U_a als auch U₁ je auf einem erwünschten vor dem Ablauf des Intervalls T₂₀ eine neue Störung

Wert eingestellt werden, der eine Entladungsenergie 15 auftritt, also der Symmetriewächter 126 abermals än-

von entsprechender Größe ergibt. Beispielsweise kann spricht. Dies führt zu einer Rückstellung des Zeit-

die Leistung am Instrument 148 abgelesen und die schalters 141 in seine Anfangsstellung, so daß erneut

Werkstücktemperatur durch ein Strahlungspyrometer das Zeitintervall T₂₀ beginnt und die Spannung U₁

149 mit dem Registriergerät 150 überwacht, falls er- weiterhin beibehalten wird. Erst wenn während eines

wünscht, auch automatisch konstant gehalten werden, 20 Zeitintervalls von T₂₀ kein Ansprechen des Symme-

beispielsweise über die Steuerleitung 151 durch Beeinflussung der Schaltschütze 115, 116. Der Nitrierbetrieb kann ebenfalls je nach Wunsch vollautomatisch seitens eines besonderen Steuergerätes oder mittels Handbedienung und Beobachtung der Instrumente durchgeführt werden.

Wie bereits erwähnt, ist der Verlauf der Linienzüge 160 und 161 in Fig. 5 für den Fall wiedergegeben, daß vom Punkt B ab der Symmetriewächter 126 niemals mehr anspricht. In Wirklichkeit ist dies kaum je der Fall, und dieses Kontrollorgan ist von größter Bedeutung für den wartungsfreien, automatisch durchgeführten Anlaufvorgang, da nur mit Hilfe eines derartigen rasch ansprechenden Kontrollorgans die gleichmäßige Behandlung der Werkstücke gewährleistet und das Entstehen von unerwünschten Oberflächendefekten sicher vermieden werden kann. Es sei angenommen, daß beim schrittweisen Ansteigen der Spannung Ui nach dem Punkt K der Symmetriewächter 126 triewächters 126 erfolgt ist, gibt der Zeitschalter 141 das Steuergerät 129 frei (Punkt K₂) und die seitens des Zeitschalters 141 unterbrochenen Steuervorgänge gehen weiter.

Durch diese Unterbrechung des normalen Ablaufs der Steuervorgänge bei jedem Ansprechen des Symmetriewächters 126 kann je nach dem Oberflächenzustand der zu behandelnden Werkstücke 102 der Anlaufvorgang auf viele Stunden ausgedehnt werden. Es gelingt aber in jedem Fall, die Unvollkommenheiten der Oberflächen zu beseitigen, ohne daß dabei örtliche Überhitzungen oder andere nachteilige Wirkungen feststellbar sind. In praktischen Fällen, beispielsweise bei der gleichzeitigen Nitrierung von mehreren Stahlrohren von je etwa 3 m Länge wurde festgestellt, daß der Symmetriewächter 126 während des AnI auf Vorgangs mehr als 10 OOOmal anspricht und die Gesamtanlauf dauer bis zu 8 Stunden beträgt. Nach Abschluß eines derartigen Anlaufvorgangs kann aber

beim Punkt K_x anspricht, weil am Werkstück 102 a 40 dann ein Nitrierbetrieb mit Entladungsleistungen von

Gb i 40 bi 50 W

_x p

beispielsweise ein geringfügiger Gasausbruch an einer Stelle der Oberfläche einen etwas größeren Entladungsstrom verursacht als an den Werkstücken 102 & und 102 c. In diesem Falle muß sofort die Energiezufuhr über die drei Schütze 115 a, 115 b, 115 c unterbrochen werden, um eine lokale Überhitzung der betreffenden Stelle am Werkstück 102 α zu vermeiden. Diese rasche Abschaltung bewirkt der Symmetriewächter 126, da eine Stromsteigerung in der einen 40 bis 50 kW während etwa 50 Stunden praktisch wartungsfrei und ohne wesentliche Störungen durchgeführt werden.

Die Fig. 6 zeigt ein Schaltbild für ein Ausführungsbeispiel eines derartigen Symmetriewächters, der mit seinen beiden Eingangsklemmen am Nulleiter 122 bzw. Sternpunkt 128 (Fig. 4) angeschlossen ist. Paralle! zu den Klemmen 122, 128 liegt das als Empfindlichkeitsregler dienende Potentiometer 163, an dem

gg

Phase eine entsprechende Spannungsdifferenz am 50 die jeweilige Signalspannung für die Primärwicklung

i Eif 164 biff id

Sternpunkt 128 gegenüber dem Nulleiter 122 zur Folge hat. Der Symmetriewächter 126 besitzt eine sehr geringe Ansprechzeitkonstante, so daß die Schütze 115 sofort ausgeschaltet werden. Die Betätigung der Schütze 115 erfolgt über den Zeitschalter 126 ο und die Leitung 142, wobei der Zeitschalter 126 α das Zeitintervall T₁₀ bestimmt, während welchem die Schütze 115 ausgeschaltet bleiben. Als geeignet hat sich ein Zeitintervall T₁₀ = 0,2 Sekunden erwiesen. Ist seit dem letzten Ansprechen des Symmetriewächters 126 dieses Zeitintervall T₁₀ vergangen, so werden alle drei Schütze 115 wieder eingeschaltet. Erfahrungsgemäß genügt eine solche kurzzeitige Betriebsunterbrechung, um kleinere Gasausbrüche abklingen zu lassen. Tritt aber nach dem Wiedereinschalten sofort eine weitere Störung auf oder ist die vorausgegangene noch nicht abgeklungen, so spricht der Symmetriewächter erneut an, und es erfolgt eine abermalige Abschaltung der Speiseströme seitens der Schütze 115.

eines Eingangstransformators 164 abgegriffen wird. Dieser Transformator ist als Impulstransformator mit steller Sättigungscharakteristik ausgebildet, der an seiner Sekundärwicklung steile Impulse liefert, sobald eine Wechselspannung an der Primärwicklung auftritt. Diese sekundärseitigen Impulse gelangen je nach ihrer Polarität über einen der Gleichrichter 165 bzw. 166 an das Steuergitter der Röhre 167 bzw. 168 und bewirken einen Stromimpuls im zugehörigen Anoden-Stromkreis. Beiden Anodenstromkreisen gehört aber je eine Wicklung 169 bzw. 170 des gleichen Relais an, so daß jede Beaufschlagung der Primärseite des Transformators 164 zum kurzzeitigen Ansprechen dieses Wächtersrelais führt. Die in den Gitterkreisfen liegenden Kondensatoren 171 und 173 ergeben zusammen mit den Widerständen 172 bzw. 174 eine ausreichende Zeitkonstante, um beim Auftreten auch nur eines kurzen Impulses an der Sekundärwicklung des Transformators 164 das Wächterrelais zum Ansprechen zu bringen. Durch die gegenseitige Kopplung der

Röhren 167, 168 ist gewährleistet, daß jeweils beim Ansprechen einer Röhre, die andere Röhre ebenfalls einen Stromstoß im Anodenkreis erzeugt, der die Erregung des Wächterrelais vergrößert.

Mit dem Symmetriewächter 126 (Fig. 4) ist als Zeitschalter 126 a eine elektronische Röhrenschaltung verbunden, die eine einstellbare Nachwirk-Zeitkonstante von etwa 0,2 Sekunden besitzt. Auch der im Steuergerät 129 befindliche Zeitschalter 151 ist hier eine elektronische Röhrenschaltung.

Die oben an Hand der Fig. 4 bis 6 beschriebene Steuerautomatik stellt ein Ausführungsbeispiel des vorliegenden Steuerverfahrens dar. Das Hauptmerkmal dieses Steuerverfahrens besteht darin, daß die zu behandelnden Werkstücke in zwei oder mehr, hier beispielsweise in drei Gruppen eingeteilt werden, die untereinander in bezug auf Energiebedarf möglichst gleichartig sein sollen. Diese Werkstückgruppen werden nach einem vorgegebenen Programm mit schrittweiser oder kontinuierlich steigender Betriebsspannung gespeist, wobei aber durch ein Kontrollorgan der programmgemäßige Ablauf gestoppt und der zuletzt erreichte Zustand für beliebig lange Zeit beibehalten werden kann. Das Kontrollorgan überwacht dabei die Speiseleitungen der Werkstückgruppen auf symmetrische Energieaufnahme und spricht an, sobald eine anfangs einjustierte Symmetrie in der aufgenommenen Energie sich um einen vorbestimmten und einstellbaren Betrag ändert. Dabei ist die Richtung einer Symmetrieänderung ohne Einfluß auf die Ansprechempfindlichkeit des Kontrollorgans und auf die Höhe der von den Werkstückgruppen aufgenommenen Energie.

Demnach beruht diese Symmetrieüberwachung der Speiseleitung auf der Erkenntnis, daß die spontan auftretenden Störungen der Glimmentladung praktisch niemals an den verschiedenen Werkstückgruppen gleichzeitig auftreten. Vielmehr ist mit größter Wahrscheinlichkeit zu erwarten, daß ein derartiges spontanes Ereignis nur an einer Werkstückgruppe auftritt, was eine Symmetrieverschiebung der Energieaufnahme aus den Speiseleitungen zur Folge hat.

Das in Fig. 4 wiedergegebene Prinzipschaltbild ist für die Durchführung des AnI auf Vorgangs bei einem Glimmentladungsprozeß an gleichzeitig drei Werk-Stückgruppen und Speisung mittels Drehstrom bestimmt. Dieses Steuerverfahren ist aber hierauf keineswegs beschränkt und kann für jeden Entladungsprozeß an mindestens zwei Werkstückgruppen im gleichen Rezipienten verwendet werden. Je nach Zahl der Werkstückgruppen wird ein entsprechendes Stromversorgungssystem der Zweileiter-, Dreileiter- oder Mehrleiterbauart mit Nulleiter vorgesehen, dessen Speiseleitungen gegenüber dem Nullleiter symmetrische Spannungen führen. Dann ist stets eine Symmetriekontrolle zwischen diesem Nulleiter und einem an den Rezipientenanschlüssen geschaffenen künstlichen Symmetriepunkt möglich.

Es sei auch darauf hingewiesen, daß dieses Steuerverfahren nicht nur mit Zwei- oder Mehrphasenwechselstrom, sondern auch mit Impulsströmen und mit Gleichstrom durchführbar ist, falls eine entsprechende, gegenüber einem Nulleiter symmetrische Zwei- oder Mehrleiterstromversorgung geschaffen wird.

Claims

65 Patentansprüche:

1. Verfahren zur automatischen Steuerung und Überwachung der Anlaufperiode und des Betriebes von beispielsweise zur Oberflächenveredelung von Werkstücken benutzten elektrischen Glimmentladungsprozessen, dadurch gekennzeichnet, daß die den Werkstücken zugeführte elektrische Energie gemäß einem nach Art und zeitlichem Ablauf vorgegebenen Programm verändert wird, das nach einem einstellbaren Rhythmus und in vorbestimmter Aufeinanderfolge automatisch durchgeführt wird, solange in der Glimmentladung keine spontanen Änderungen der Entladung auftreten, daß aber durch solche spontanen Ereignisse ein hierauf empfindliches Überwachungsorgan anspricht, von welchem der programmgemäße Ablauf in vorbestimmter Weise beeinflußt wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Programmsteuergerät mit einem vorgegebenen, aus einer Vielzahl von einzelnen, zeitlich aufeinanderfolgenden Abschnitten bestehenden Programm, dessen jeweils nächstfolgender Abschnitt seitens eines Steuerempfängers beim Eintreffen eines Freigabesignals einschaltbar ist, sowie durch ein auf spontane Änderungen der Entladung ansprechendes Überwachungsgerät und von demselben betätigbare Steuermittel zur Beeinflussung des Programmablaufes des Programmsteuergerätes.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Programmablauf durch das Überwachungsorgan gestoppt und nach einem einstellbaren Verzögerungsintervall programmgemäß fortgeschaltet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Programmablauf durch das Überwachungsorgan gestoppt, das Programm auf eine bereits durchlaufene vorausgehende Programmstufe zurückgeschaltet und von dort aus nach einem einstellbaren Verzögerungsintervall programmgemäß fortgeschaltet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rhythmus des Programmablaufs durch das Überwachungsorgan, wenigstens für einige aufeinanderfolgende Programmstufen, entgegen dem normalen Programmablauf verlangsamt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim jedesmaligen Ansprechen des Überwachungsorgans die Energiezufuhr zu den Werkstücken auf einen Mindestwert herabgesetzt und nach einem vorgegebenen Unterbrechungsintervall wieder erhöht wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Unterbrechungsintervall nach der Größe der bei einer spontan auftretenden Änderung der Entladung zu erwartenden Entionisierungs- und Abklingzeit eingestellt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß mehrfaches unmittelbar aufeinanderfolgendes Ansprechen des Überwachungsorgans gezählt und beim Erreichen einer vorgegebenen Anzahl ein Summenorgan betätigt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Programmablauf bei Betätigung des Summenorgans gestoppt, das Programm auf eine bereits durchlaufene vorangegangene Programmstufe zurückgeschaltet und von dort aus, nach einem einstellbaren Verzögerungsintervall, programmgemäß fortgeschaltet wird.

10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Überwachungsorgan beim spon-

tanen Auftreten von Änderungen der Entladung durch deren erhöhten Energiebedarf erregt' wird.

11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Überwachungsorgan beim spontanen Auftreten von Änderungen der Entladung durch von der Störungsstelle ausgehende elektromagnetische Strahlungen erregt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Überwachungsorgan von Lichtwellen erregt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 1 für mindestens zwei in einem gemeinsamen Rezipienten angeordnete Gruppen von Werkstücken, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstückgruppen seitens eines gegenüber einem Nulleiter symmetrischen Strom-Versorgungssystems gespeist werden, wobei vom Überwachungsorgan - eine eventuell auftretende Belastungsunsymmetrie des Stromversorgungssystems ermittelt wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die zu behandelnden Werkstücke in Gruppen mit angenähert gleichem Energiebedarf, mit angenähert gleich großer Gesamtoberfläche oder mit angenähert gleich großer Gesamtmasse eingeteilt werden.

15. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstückgruppen von einem symmetrischen Mehrphasenwechselstromsystem gespeist werden, wobei jede Werkstück gruppe mit einer gegenüber den anderen Werk-Stückgruppen andersphasigen Wechselspannung versorgt wird.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß drei Werkstückgruppen gebildet und seitens eines Dreiphasenwechselstromsystems mit je etwa 120° Phasenwinkel zwischen den drei Phasenspannungen gespeist werden.

17. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstückgruppen mit einem symmetrischen Mehrphasenwechselstromimpulssystem aus einem Mehrphasengleichrichter gespeist werden, wobei jede Werkstückgruppe über je mindestens ein Gleichrichterorgan mit einer gegenüber den anderen Werkstückgruppen andersphasigen gleichgerichteten Wechselspannung versorgt wird.

18. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstückgruppen aus je einer getrennten Gleichstromquelle, aber jeweils mit gleicher Polarität gespeist werden, wobei sämtliche Gleichstromquellen mit einem ihrer Pole miteinander zu einem Nulleiter verbunden sind.

19. Verfahren nach Anspruch 17 für die Behandlung von Rohren, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre der einzelnen Werkstückgruppen von einem symmetrischen Mehrphasenwechselstromsystem gespeist werden, wobei jede Werkstückgruppe mit einer gegenüber den anderen Werkstückgruppen andersphasigen Wechselspannung versorgt wird, und daß jedes Rohr mit einer Innenelektrode versehen wird, deren Wechselspannung in periodischen Zeitintervallen in ihrer Phasenlage gegenüber den Spannungen der Werkstückgruppen geändert wird.

20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Innenelektroden aller Rohre mit der gleichen Wechselspannung gespeist werden.

21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung der Innenelektroden der Reihe nachwährend je eines Zeitintervalls mit einer der Wechselspannungen der Werkstückgruppen phasengleich gemacht und dieser Zyklus periodisch wiederholt wird.

22. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung der Innenelektroden der Reihe nach während je eines Zeitintervalls bis auf eine feste Phasendifferenz mit einer der Wechselspannungen der Werkstückgruppen phasengleich gemacht und dieser Zyklus periodisch wiederholt wird.

23. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß mit jeder Werkstückgruppe je eine veränderbare, aber für alle Gruppen jeweils den gleichen Wert besitzende Impedanz in Reihe geschaltet wird, wobei sämtliche Impedanzen der einzelnen Werkstückgruppen im Zusammenhang mit dem Steuerprogramm gleichzeitig und in vorbestimmter Weise verändert werden.

24. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß für die Werkstückgruppen einerseits und für die parallel geschalteten Innenelektroden andererseits die zugeführte Wechselspannung in ihrer Amplitude getrennt und unabhängig voneinander geregelt wird.

25. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch ein Programmsteuergerät mit einem Schrittschaltwerk zur Einschaltung aufeinanderfolgender Programmstufen, das durch eintreffende Freigabesignale um je einen Schritt fortschaltbar ist.

26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß das Schrittschaltwerk mit Rückstellmitteln zur Einstellung des Schrittschaltwerkes auf vorbestimmte zurückliegende Schaltstufen versehen ist.

27. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch Programmstufen, nach deren Einschaltung die Betätigung eines Verstellmechanismus eines Stromversorgungsgerätes erfolgt, zwecks Veränderung der Energiebeaufschlagung der Werkstücke.

28. Vorrichtung nach Anspruch 27, gekennzeichnet durch einen in seinem Rhythmus einstellbaren Taktgeber zur impulsweisen Betätigung des Antriebs des Verstellmechanismus.

29. Vorrichtung nach Anspruch 27, gekennzeichnet durch Endstellungskontakte am Verstellmechanismus zwecks Weitergabe von Freigabesignalen an das Programmsteuergerät zur Fortschaltung desselben auf den nächstfolgenden Programmabschnitt.

30. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch vom Überwachungsgerät betätigbare Steuermittel zur Sperrung des Programmsteuergeräts gegen Fortschaltsignale.

31. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch vom Überwachungsgerät betätigbare Steuermittel zur Ausschaltung der Energiezufuhr zu den Werkstücken, deren Erregung beim erstmaligen Ansprechen des Überwachungsgerätes erfolgt, zusammen mit einem einstellbaren Zeitverzögerungsglied, das den Zeitpunkt der Wiedereinschaltung der Energiezufuhr bestimmt.

32. Vorrichtung nach Anspruch 31, gekennzeichnet durch ein Zeitverzögerungsglied mit einem zwischen 0,05 und 0,5 Sekunden einstellbaren Verzögerungsintervall.

33. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch ein die Ansprechhäufigkeit des Über-

wachungsgerätes überprüfendes Meßgerät zur Signalabgabe beim Erreichen einer einstellbaren Ansprechhäufigkeit.

34. Vorrichtung nach Anspruch 33, gekennzeichnet durch ein seitens dieser Signale betätigbares Rückstellglied zur Einstellung des Programmsteuergerätes auf eine wählbare vorausgehende Stellung.

35. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch eine an sämtlichen Speiseleitungen der Werkstückgruppen angeschlossene Symmetrieschaltung mit einem bei symmetrischer Belastung der Speiseleitungen spannungsfreien Symmetriepunkt sowie durch einen mit diesem Symmetriepunkt einerseits und dem Nulleiter des Stromversorgungssystems andererseits verbundenen, auf Differenzspannungen ansprechenden Symmetriewächter.

36. Vorrichtung nach Anspruch 35 für drei Werkstückgruppen und ein dieselben speisendes Dreiphasenwechselstromsystem, gekennzeichnet durch einen Dreiphasentransformator mit je einem veränderbaren Abgriff auf den drei Sekundärwicklungen, der mit je einer der drei Werkstückgruppen verbunden ist, wobei alle drei Abgriffe seitens eines gemeinsamen Verstellmechanismus betätigbar sind, durch drei in ihrem Impedanzwert umschaltbare identische Eisendrosselspulen, von denen je eine in den Verbindungsleitungen der drei Sekundärwicklungen des Transformators mit einem gemeinsamen Nulleiter gelegen ist, durch drei mit je einer der Speiseleitungen für die drei Werkstückgruppen verbundenen Impedanzen, die einen Symmetriepunkt bilden, durch ein Programmsteuergerät zur Betätigung des Verstellmechanismus für die drei Sekundär abgriffe des Transformators und der Umschalteinrichtung für die Seriendrosseln sowie durch magnetisch zu betätigende Schalter in jeder der Speiseleitungen für die drei Werkstückgruppen.

37. Vorrichtung nach Anspruch 36 für Rohre als Werkstücke mit je einer Innenelektrode, gekennzeichnet durch einen zweiten Dreiphasentransformator mit je einem veränderbaren Abgriff auf den drei Sekundärwicklungen, der mit je einem magnetisch zu betätigenden Schalter verbunden ist, wobei alle drei Abgriffe seitens eines vom Programmsteuergerät aus beeinflußbaren gemeinsamen Verstellmechanismus betätigbar sind, ferner durch einen Taktgeber, der jeweils einen der drei Schalter in einstellbarer zeitlicher Folge betätigt und dabei den betreffenden Sekundärabgriff mit sämtlichen Innenelektroden verbindet.

38. Vorrichtung nach Anspruch 35, gekennzeichnet durch einen Symmetriewächter mit einem differenzierend wirkenden Eingangskreis und einer elektronischen Kippschaltung mit nur einem stabilen Zustand.

39. Vorrichtung nach Anspruch 38, gekennzeichnet durch einen bereits bei geringer Magnetisierung sättigbarem Transformator, dessen Primärwicklung den Symmetriepunkt der Symmetrieschaltung mit dem Nulleiter der Sekundärwicklungen verbindet und der bei einer vorbestimmten Mindestspannungsdifferenz sekundärseitig Spannungsimpulse an die Kippschaltung liefert und diese, unabhängig von der Polarität und Gestalt dieser Impulse, zum Ansprechen bringt.

40. Vorrichtung nach Anspruch 35, gekennzeichnet durch je einen Schalter in sämtlichen Speiseleitungen für die Werkstücke, die sämtlich seitens des Symmetriewächters betätigbar sind und beim Ansprechen desselben die Speiseleitungen unterbrechen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen