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Zeitschaltanordnung zum Einschalten von Widerstandsschweißmaschinen
mit Entladungsgefäßen als Schaltorgan für eine vorgegebene Zahl von Perioden Vorgeschlagen
wurde eine Anordnung zum Schalten von Wechselstromkreisen im Spannungsnulldurchgang,
bei der der Schaltaugenblick des Kontaktes zwangläufig in die Halbwelle verlegt
wird, die dem gewünschten Schaltzeitpunkt im Hauptstromkreis vorausgeht, wobei das
vorzeitige Schalten über den bereits geschlossenen Kontakt durch einen mit dem entsprechenden
Richtungssinn in den Hauptstromkreis gelegten Gleichrichter verhindert wird. Es
ist nun eine spezielle Aufgabe, die Anordnung so zu treffen, daß der Wechselstromschalter
nur während einer oder mehrerer, jedoch genau festzulegender Halbwellen Strom führt.
Besonders vorteilhaft wird als Schaltorgan ein zündstiftgesteuertes Gasentladungsgefäß
verwendet. Dabei ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Relaisanordnung
vorgeschlagen, mit der beispielsweise der Zündkreis solcher Gasentladungsgefäße
betätigt wird. Die aufeinanderfolgenden Schaltvorgänge der Relaisanordnung sind
so bemessen, daß durch Betätigung eines Hauptschalters und eines Betätigungskontaktes
genau eine Halbwelle, oder bei Antiparallelschaltung zweier Gefäße eine volle Periode,
geschaltet wird. Es ist ferner vorgeschlagen, daß die Ausdehnung der Schaltzeit
auf mehrere Perioden durch Anzugsverzögerung der Relais erreicht wird. Es liegt
in der Natur dieses Prinzips, daß mit Sicherheit nur Schaltzeiten bis zu drei Perioden
erreicht werden können. Gemäß vorliegender Erfindung wird nun eine Schaltungsanordnung
für Wechselstromkreise vorgeschlagen, die es gestattet, die Schaltzeit auf eine
beliebige Anzahl von Perioden auszudehnen.
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Die Erfindung betrifft eine Zeitschaltanordnung zum Einschalten von
M'iderstandsschweißmaschinen mit Entladungsgefäßen als Schaltorganen für eine vorgegebene
Anzahl von Perioden. Das Kennzeichen der Erfindung besteht darin, daß die Zahl der
Perioden durch mindestens zwei nacheinander ansprechende Relais, die zwecks phasengenauen
Schaltens über Einweggleichrichter gespeist werden, dadurch bestimmt wird, daß in
jedem Zündkreis der Entladungsgefäße je ein Arbeits- und ein Ruhekontakt in Reihe
vorgesehen sind, die durch verschiedene Relais derart nacheinander betätigt werden,
daß sie während einer Überlappungszeit beide geschlossen sind, wobei diese Überlappungszeit
vor dem Beginn derjenigen Halbwelle beginnt, in der das zugehörige Schaltelement
Strom führen soll, und in derjenigen Halbwelle endet, die zuletzt gezündet werden
soll, wobei die Ansprechzeit der Relais derart lang ist, daß zwei durch Folgeschaltung
betätigte Relais nicht während derselben Halbwelle ansprechen können, weiterhin
dadurch bestimmt, daß das Nacheinanderschalten der Relais in der Folgeschaltung
durch die vorgeschalteten Trockengleich- ; richter zeitlich so festgelegt ist, daß
die zum Zünden erforderliche Überlappungszeit der beiden Relaiskontakte im Zündkreis
jedes Gefäßes während der richtigen Halbwelle liegt. An Hand der Zeichnung sei ein
Ausführungsbeispiel der Erfindung zur Steuerung eines Schützes, wie es beispielsweise
bei der Schweißung verwendet wird, erläutert. Fig. 1 zeigt die Schaltung und Fig.
2 die Spannungskurven mit einer Numerierung der einzelnen Halbwellen. Die Schweißmaschine
SlbI mit Schweißtransformator, Parallelwiderstand zur Spannungseinstellung und Sicherstellung
einer Grundlast, wird aus einem Wechselnetz R, S über ein Schütz Sch mit
den Gefäßen E, F gespeist. C, D sind Gleichrichter, die ein Zünden des betreffenden
Gefäßes vor oder nach der gewünschten Halbwelle verhindern. Mit k1 werden halbe
Perioden eingestellt, und mit SK wird der Zündkreis betätigt. Der Mehrfachumschalter
k2 kann wahlweise die Kontakte 1 bis 5 einschalten zur Einstellung der gewünschten
Periodenzahlschaltzeit. Die Relaiswicklungen T, U, V, W, X liegen
zueinander parallel, in Reihe mit einem Gleichrichter B, am Netz und die Relaiswicklungen
P und Q ebenfalls zueinander parallel, in Reihe mit einem zu B antiparallel geschalteten
Gleichrichter A. Die Relaiskontakte tragen die entsprechenden nur kleinen Bezugszeichen
mit Index, also x1, x2, x3 usw. Das nach dieser Schaltung gebaute Gerät schaltet
im Bereich von einer Halbwelle bis fünf Perioden jede gewünschte Periodenzahl sicher.
Bei Verzicht der Schaltzeit von einer Halbwelle würde der mit kn bezeichnete Schalter
fortfallen.
Der Gleichrichter A ist so gelegt, daß er in der positiven
Halbwelle sperrt, während der mit B bezeichnete Gleichrichter in der negativen Halbwelle
sperrt (s. Fig. 2). Von den Relais wird verlangt, daß sie in der Zeit von 6 bis
10 ms ihre Kontakte betätigt haben und sich bei pulsierendem Halbwellenstrom halten.
Diese Forderung ist leicht zu erfüllen, da auf jedem Relais im Höchstfall drei Kontaktpaare
befestigt sind, die ein geringes Ankergewicht erzeugen. Ein ohne Klebstift ausgeführter
Anker ist hierbei noch zu empfehlen. Zwei Beispiele sollen die Arbeitsweise der
Schaltung näher erläutern: a) die geforderte Schaltzeit beträgt eine Periode, b)
die geforderte Schaltzeit beträgt fünf Perioden. Zu a) Schalterstellung: k1 offen,
k2 auf Nr. 5. Der Betätigungskontakt SK wird geschlossen. In der mit I bezeichneten
Halbwelle (s. Fig. 2) zieht das P-Relais an. Durch die Polung des Gleichrichters
A kann es nur in einer negativen Halbwelle anziehen. Bis zum Nulldurchgang müssen
die Kontakte geschlossen sein. Kontakt P1 bereitet für die folgende positive Halbwelle
das X-Relais vor, p, schließt den Zündkreis der Röhre E, so daß in der Halbwelle
II, in der Anode und Zündstift positiv sind, die Röhre stromführend wird. In dieser
Halbwelle II zieht das X-Relais an und unterbricht mit seinem x2 Kontakt nach etwa
6 ms den Zündstiftstrom der Röhre E, wobei durch die bekannte Widerstandskennlinie
des Trockengleichrichters kein Abreißfunke entsteht. Der x3 Kontakt schließt den
Zündstiftkreis der Röhre F, die in der Halbwelle III zündet, der x,-Kontakt läßt
das abfallverzögerte Q-Relais in der Halbwelle III anziehen, das mit seinem qi Ruhekontakt
den Zündstiftstrom unterbricht.
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In der Halbwelle II war das Ignitron E stromführend und wurde noch
in derselben Halbwelle durch den x2 Ruhekontakt unterbrochen, während in der Halbwelle
III das Ignitron F stromführend war und noch in derselben Halbwelle durch den qi
Ruhekontakt funkenlos unterbrochen wurde. Es wurden nun die Relais P, X und Q betätigt.
Das Öffnen der Taste SK bewirkt ein Abfallen sämtlicher Relais, die Ausgangsstellung
ist wieder erreicht. Das Q-Relais ist abfallverzögert ausgeführt, um beim Öffnen
der Taste SK ein Nachzünden der Röhre F zu verhindern, das eintreten könnte, wenn
der W-Kontakt schon wieder in Ruhe ist, während einer der demselben Zündkreis parallel
liegenden Ruhekontakte noch geschlossen ist. Zu b) Schalterstellung: k1 offen, k2
auf Nr. 4. Der Betätigungskontakt SK wird geschlossen. In der mit I bezeichneten
negativen Halbwelle (s. Fig. 2) zieht das P-Relais an. Kontakt P1 bereitet für die
folgende positive Halbwelle das T-Relais vor, P2 schließt den Zündkreis der Röhre
E, so daß in der Halbwelle II, in. der Anode und Zündstift positiv sind, die Röhre
stromführend wird. In dieser Halbwelle II zieht auch das T-Relais an und schließt
mit seinem t2 Kontakt den Zündstiftkreis der Röhre F, die in der Halbwelle III zündet.
Der bereitet das U-Relais vor, das erst, da es durch den Gleichrichter B nur in
der positiven Richtung vom Strom durchflossen wird, während der Halbwelle IV anzieht.
Das P-Relais zieht erst in der Halbwelle VI, das W-Relais in der Halbwelle VIII,
das X-Relais in der Halbwelle X an. Jedes weitere Relais würde also die Schaltzeit
um je eine Periode verlängern. Die Anzugszeit muß zwischen 6 und 10 ms liegen, damit
bei kürzerer Anzugszeit verhindert wird, daß zwei durch Folgeschaltung betätigte
Relais in derselben Halbwelle anziehen können. Nachdem das X-Relais in der Halbwelle
X angezogen hat, trennt es mit seinem x2 Kontakt die Zündstiftleitung der Röhre
E. Dieses Ignitron sperrt ab Beginn der nächsten Halbwelle. Der xl Kontakt betätigt
das Q-Relais, das in der Halbwelle XI anzieht und durch seinen q, -Ruhekontakt das
Ignitron F sperrt. Es werden nacheinander alle Relais betätigt. Bei Öffnung des
Kontaktes SK fallen alle Relais ab, die nächste Schweißung kann erfolgen.
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Es werden also immer zwei Relais mehr benötigt, als die geforderte
Periodenzahl beträgt. In diesem Fall für fünf Perioden also sieben Relais. Die Schaltung
arbeitet insgesamt also derart, daß bei einer bestimmten Stellung von k2 ein Relais
den Zündkreis schließt und gleichzeitig das nächste Relais arbeitsbereit macht.
Erst das letzte, also das X-Relais öffnet selbst bzw. über das Q-Relais dann den
Zündkreis beider Röhren wieder. Bei einer Schalterstellung von k2 auf 1, 2 oder
3 werden zwei, drei bzw. vier Perioden geschaltet.
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Da das hier mit »X« bezeichnete Relais die Schaltzeit beendet, kann
man mit diesem in Fig. 1 gezeichneten Schaltungsaufbau jede Periodenzahl bis zu
zehn Perioden steuern, wenn man das X-Relais mit fünf Perioden Verzögerung anziehen
läßt. Jedes weiterhin eingebaute und über zehn Perioden anzugsverzögerte Relais
würde die Schaltdauer um zehn Perioden verlängern. Auf diese Weise lassen sich also
mit sieben Relais jede ganze Zahl bis 10 Perioden, mit acht Relais jede ganze Zahl
bis 20 Perioden, mit neun Relais jede ganze Zahl bis 30 Perioden, mit zehn Relais
jede ganze Zahl bis 40 Perioden usw. steuern.