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Steuergerät für elektrische Widerstandsschweißmaschinen Die Erfindung
bezieht sich auf ein neuartiges Steuergerät für elektrische Widerstandsschweißmaschinen.
Ihr Ziel ist, an solchen Widerstandsschweißmaschinen eine Notsteuerung zu schaffen,
welche die Eigenart hat, daß nach dem Geben des Notsteuersignals und der Beseitigung
der Störung unmittelbar wieder in normaler Weise lediglich der Startdruckknopf betätigt
zu werden braucht, damit weitere Schweißvorgänge durchgeführt werden können. Hierdurch
entfällt für den die Maschine Bedienenden die Notwendigkeit, eine besondere Aufmerksamkeit
darauf zu verwenden, daß nach Geben eines Notsignals und Beseitigung der Störung
das Gerät wieder so vorbereitet worden ist, daß die Maschine gestartet werden kann.
Das bedeutet gleichzeitig auch eine Verringerung des Bedienungsaufwandes beim Auftreten
einer Störung.
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Erfindungsgemäß wird das angegebene Ziel dadurch erreicht, daß durch
Geben des Startkommandos ein Stromkreis für ein Relais geschlossen wird, welches
mittels seines Kontaktes einen Stromkreis schließt, der über einen Kontakt des Nottastschalters
und die Erregerspule eines Relais oder Schützes verläuft, welches einerseits mittels
eines Hilfskontaktes den Startschalter zur Erreichung der Selbsthaltung des erstgenannten
Relais überbrückt und andererseits die Hilfsschalter in den Steuerkreisen des Lastschalters
der Schweißmaschine schließt.
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In einer solchen erfindungsgemäßen Schaltung können für die Speisung
dieser Steuerkreise lediglich Gleichspannungsquellen benutzt werden. Als solche
Hilfsspannungen wird man im allgemeinen, um eine berührungsschutzsichere Anordnung
zu erreichen, vorzugsweise mit Gleichspannungsquellen niedriger Spannung arbeiten,
und zwar vorzugsweise solchen von 42 Volt oder weniger. Nun kann es sich aber gegebenenfalls
als zweckmäßig erweisen, in einer solchen Schaltanordnung auch Elemente zu benutzen,
z. B. Anzeigeeinrichtungen, die zweckmäßig mit höheren Spannungen betrieben werden,
so daß sich dann eine Übersetzung der Steuerspannung auf höhere Werte notwendig
machen würde. In einem solchen Falle wird dann erfindungsgemäß zweckmäßig neben
einer Gleichspannungsquelle noch eine Wechselspannungsquelle benutzt, so daß die
von dieser gelieferte Spannung dann in beliebiger erwünschter Weise auf einen höheren
Spannungswert transformiert werden kann. Es ist dann allerdings dafür Sorge zu tragen,
daß die beiden Spannungsquellen, die Gleichspannungsquelle und die Wechselspannungsquelle,
in sinngemäßer Weise gegenseitig derart entkoppelt werden, daß sie jeweils nur bestimmte
Schaltungselemente je für sich betätigen. Diese Entkopplung kann z. B. unter Benutzung
geeigneter elektrischer Ventile erreicht werden, die entweder Sperrglieder oder
auch Ü'nerbrückungsorgane sein können.
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Zur näheren Erläuterung der Erfindung an Hand einiger Ausführungsbeispiele
wird nunmehr auf die Figuren der Zeichnung Bezug genommen, wobei sich noch weitere
vorteilhafte, in Verbindung mit der grundsätzlichen Erfindung benutzbare' technische
Einzelmerkmale der Erfindung ergeben werden.
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In Fig.1 bezeichnen 1, 2 und 3 drei Gleichspannungsquellen, die in
Form von Batterien dargestellt sind, jedoch ebensogut andere geeignete Gleichspannungsquellen
sein können. Die Spannungsquellen 1 und 2 bilden dabei praktisch eine Spannungsquelle,
deren Verbindungsleitung geerdet ist. Diese Spannungsquelle ist dazu bestimmt, die
Transistorkippschaltungen zu speisen, deren Anwendung nach dem Ausführungsbeispiel
in Verbindung mit der grundsätzlichen Schaltung des Gerätes gedacht ist. Diese Kippschaltungen
betätigen in entsprechender Folge bei gegenseitiger Abhängigkeit die entsprechenden
Steuereinrichtungen der Schweißmaschine, um die verschiedenen Vorgänge für die Durchführung
eines Schweißprozesses, wie z. B. Andrücken der Elektroden, Schweißen, Nachdrücken,
Abheben der Elektroden und die Ruhezeit der Schweißmaschine zu steuern. 4 bezeichnet
einen Startdruckknopf für die Ingangsetzung der Steuerung der bzw. einer Schweißmaschine.
Wird dieser Startdruckknopf 4 betätigt, so wird auf diese Weise ein Stromkreis geschlossen,
der von der oberen positiven Klemme 1 a der Spannungsquelle 1 über den Widerstand
5, den Startdruckknopf 4 zum negativen Pol 2 b
der Spannungsquelle
2 verläuft. Durch die Betätigung des Schalters 4 ist das Potential von 2 b an die
Startsignalleitung 6 gelegt worden, so daß diese ein Steuersignal dem als Und-Gatter
ausgeführten Eingang einer nicht besonders dargestellten Transistor-Kippschaltung
zuführt und damit der Lauf des Schweißtakters vorbereitet wird. Durch das Schließen
des Startschalters 4 ist gleichzeitig ein Stromkreis geschlossen worden, der von
der positiven Klemme 3 n. der Spannungsquelle 3 über die Wicklung des Relais 7,
das elektrische Ventil 8 in dessen Flußrichtung und die Kontaktbrücke des Schalters
4 nach der Minusklemme 3 b der Spannungsquelle 3 verläuft. Durch die Speisung des
Relais 7 wird der Kontakt 7' dieses Relais geschlossen. Sobald der Kontakt 7' geschlossen
wurde, ist auf diese Weise ein Stromkreis hergestellt, der von der Plusklemme 3
a der Spannungsquelle 3 über den Kontakt 7', die Wicklung 9 des Relais bzw. Schützes
und den Nottastschalter 10 zurück zur negativen Klemme 3 b der Spannungsquelle 3
verläuft. Mit der Speisung des Schützes 9 wird dessen Hilfskontakt 9' und werden
weiterhin die Hilfskontakte 9" und 9"' geschlossen, welche gemäß Fig. 2 in den Zündsteuerkreisen
der beiden Entladungsgefäße 11 und 12 eines Ignitronschalters liegen, durch welchen
die Speisung des Lastkreises bzw. der Schweißelektroden der elektrischen Widerstandsschweißmaschine
erfolgt. 13 und 14 bezeichnen die beiden Hilfsentladungsgefäße, über welche die
Zündkreise der beiden Ignitrongefäße 11 und 12 in ihrer Speisung gesteuert werden.
Durch das Schließen des Schalters 9' ist ein Selbsthaltestromkreis für das Relais
7 hergestellt worden, denn dieser Schaltkontakt 9' liegt über das Ventil 8 dem Kontakt
des Startschalters 4 parallel. Durch das Ventil 8 bzw. das Ventil 8' wird jeweils
verhindert, daß nach dem Schließen des Kontaktes 9', nachdem inzwischen der Startschalter
4 bzw. 4' wieder geöffnet wurde, noch ein Strom über den Widerstand 5 bzw. 5' fließen
bzw. an dessen unterem Ende das negative Potential 2 b der Spannungsquelle 2 auftreten
kann, denn das Ventil 8 bzw. 8' wird durch die Spannungsquelle 1, 2 in seiner Sperrichtung
beansprucht. In der Figur ist noch ein Hilfskontakt 9'V' dargestellt, welcher bei
der Speisung der Wicklung des Relais bzw. Schützes 9 geöffnet wird. Dieser Hilfskontakt
91v liegt einerseits an dem positiven Pol 2a der Gleichspannungsquelle 2 und andererseits
über den Schutzwiderstand 15 an dem negativen Pol 2 b dieser Spannungsquelle. An
die Verbindungsleitung von 91v und 15 ist die Steuerleitung 19 angeschlossen. Diese
Leitung 19 hat bei geschlossenem Hilfskontakt 91v das Potential Null und übermittelt
daher ein Sperrsignal. Mit der Öffnung dieses Hilfskontaktes 91v sinkt das Potential
am oberen Ende des Widerstandes 15 bzw. der Leitung 19 praktisch auf den Wert des
negativen Pols der Spannungsquelle 2 ab, was zum Geben eines Steuerkommandos negativen
Potentials auf den Eingang einer Transistorkippschaltung benutzt werden kann. Durch
das Öffnen des Kontaktes 91v läßt sich damit erreichen, daß der Schweißtakter der
Schweißmaschine in Lauf gesetzt wird, und zwar nachdem die Zündkreise des aus den
beiden Entladungsgefäßen 11 und 12 bestehenden Ignitronschalters geschlossen worden
sind, denn erst, wenn dieses negative Signal von der Spannungsquelle 2 b an eine
Transistorkippschaltung gelangt, werden über diese Transistorkippstufe bzw. eine
Folgestufe derselben die Steuerkreise für die Hilfsentladungsgefäße 13 bzw.14 mit
Steuerspannung beliefert.
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Es ist zu erkennen, daß, sobald im Falle einer Störung an der Schweißmaschine
der Tastschalter 10 gedrückt wird, auf diese Weise der Stromkreis für die Schütz-
bzw. Relaisspule 9 unterbrochen wird. Damit werden aber die Kontakte 9', 9" und
9"' geöffnet, wodurch eine weitere Speisung der Schweißelektroden unterbunden wird,
da die Gefäße 11 und 12 nicht mehr gezündet werden können. Außerdem ist durch die
Öffnung des Kontaktes 9' die Speisung des Relais 7 unterbrochen worden, wodurch
unmittelbar auch der Kontakt 7' im Stromweg über die Spule 9' geöffnet worden ist.
Da der Nothaltedruckknopf 10 als Taster ausgebildet ist, d. h. nach seiner Betätigung
selbsttätig in seine Schließstellung zurückkehrt, ist die Anordnung unmittelbar
wieder so vorbereitet worden, daß es für die Ingangsetzung der Schweißmaschine nur
einer Betätigung des Startdruckknopfes 4 bedarf.
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In der Schaltung nach Fig. 1 sind noch ein weiterer Startdruckknopf
4', ein entsprechender Widerstand 5' sowie ein entsprechendes elektrisches Ventil
8', wie bereits vorher erwähnt, vorgesehen. Durch Betätigung des Startschalters
4' kann eine zweite Schweißmaschine betätigt werden, für deren Ingangsetzung unmittelbar
die gleichen Hilfsschaltungselemente, wie sie an Hand der Fig. 1 in ihrer Wirkungsweise
erläutert worden sind, und der gleiche, nicht besonders dargestellte Schweißtakter
benutzt werden. Dieser Schweißtakter kann dabei für jede der beiden Schweißmaßnahmen
das gleiche Schweißprogramm oder verschiedene Schweißprogramme steuern. In diesem
Falle erfolgt die Umschaltung des Schweißtakters im Inneren auf das jeweilige andere
Schweißprogramm selbsttätig abhängig von dem jeweilig betätigten der Startdruckknöpfe.
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Es ist naturgemäß notwendig, daß, wenn die eine Schweißmaschine, die
über einen Startdruckknopf 4 in Gang gesetzt wird, arbeitet, die Betätigung der
anderen Schweißmaschine, die über einen' Startknopf 4' in Gang gesetzt werden würde,
gesperrt wird. Das läßt sich z. B. dadurch erreichen, daß im Schweißtakter eine
entsprechende gegenseitige Verriegelung vorgesehen ist. Hierfür kann z. B. ein entsprechendes
Umschaltrelais oder eine Transistorkippstufe vorgesehen werden, die mit ihrem Übergang
in den einen ihrer stabilen Zustände die Steuerung der anderen Schweißmaschine verriegelt,
während sie beim Übergang in den anderen stabilen Zustand deren Betätigung freigeben
würde.
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In Fig. 1 sind noch mehrere Hilfsschalter 16, 17 in dem Stromlauf
von der Spannungsquelle 3 über das Relais 7, und zwar, da nur eventuell vorhanden,
nur gestrichelt angedeutet. Diese können irgendwelchen Hilfseinrichtungen an der
Schweißmaschine angehören, beispielsweise einer Anheizzeitüberwachung für die Zünderstrommotore,
wie 13 und 14, einer Übersachungseinrichtung, daß die Wasserkühlung der Ignitrone
11 und 12 bereits einwandfrei in Gang gesetzt ist, od. dgl.
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Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist eine Weiterbildung einer Anordnung
nach Fig. 1 für den Fall veranschaulicht, daß statt der Spannungsquelle 3 eine Wechselspannungsquelle
18 benutzt wird. Soweit in dieser Figur wieder gleichartige Schaltungselemente wie
in Fig. 1 vorhanden sind, sind für diese unmittelbar die gleichen Bezugszeichen
beibehalten worden. Diese Schaltung enthält zusätzlich den Transformator
23,
dessen Sekundärseite eine Anzeigeeinrichtung, z. B. eine Glimmlampe 20, speist.
Sind die Hilfsschalter 16 und 17 geschlossen, so ist zu erkennen, daß dann über
die Primärwicklung des Transformators 19 ein entsprechender Wechselstrom fließt,
so daß an der Einrichtung 20 eine entsprechende Anzeige erfolgt. Diese Einrichtung
20 kann durch die Anwendung des Transformators 23 mit einem beliebigen geeigneten
Spannungswert gespeist werden. Zusätzlich sind in dieser Schaltung in Parallelschaltung
zu der Wicklung des Relais 7 ein Kondensator 22 und das Ventil 21 vorhanden. Der
Kondensator 22 soll eine solche Zeitverzögerung gegen den Abfall des Relais 7 ergeben,
damit dieses trotz seiner Speisung mit einem über das Ventil 8 bzw. 8' oder das
Ventil 21 verlaufenden Halbwellengleichstrom in seinem Einschaltzustand gehalten
wird. Das Ventil 21 ergibt sich als notwendig, weil in der vorgegebenen Schaltung
das Relais 7 zuerst über das Ventil 8 bzw. 8' mit einer Halbwellenspannung gespeist
wird, die aber sinngemäß auch dann noch bestehen muß, wenn inzwischen der Startdruckknopf
4 geöffnet und der Hilfsschalter 9' geschlossen wurde. Das Ventil 21 tritt
dann an die Stelle des Ventils 8 bzw. 8', welches während der Eingangsspeisung des
Relais 7 wirksam war.