DE1565158C3 - Schaltungsanordnung für ein elektrisches Widerstands-Kondensatorimpulsschweißgerät - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für ein elektrisches Widerstands-Kondensatorimpulsschweißgerät mit einem die Dauer der Entladung des Schweißenergie-Speicherkondensators steuernden Zeitgeber.

Schaltungsanordnungen dieser Art (US-PS 24 59 795) finden beim Kondensatorimpulsschweißen Verwendung, bei dem zwei Metallteile in Kontakt mit einem Elektrodenpaar gebracht und durch einen durch die miteinander zu verschweißenden Metallstücke von der einen Elektrode zur anderen Elektrode hindurchgeführten elektrischen Energiestoß miteinander durch einen Schmelzvorgang an der Berührungsstelle verbunden werden. Die Elektroden können dabei auf gleichen oder auf entgegengesetzten Seiten der Metallteile angeordnet sein. Vorzugsweise handelt es sich jedoch um Schweißgeräte, bei denen die Elektroden auf der gleichen Seite der Werkstücke angeordnet sind, also um das sogenannte »Parallelfugenschweißen«.

Die verwendete Stromstärke und die auf die Elektrode ausgeübte Kraft muß entsprechend der Natur und dem Gewicht des zu verschweißenden Metalls sorgfältig ausgewählt werden, wenn eine zufriedenstellende Schweißverbindung erzielt werden soll. Bei vielen Herstellungsprozessen wechselt die Stärke der miteinander zu verschweißenden Werkstücke von einer Schweißverbindung zur nächsten, so daß die das Schweißgerät betätigende Bedienungsperson von Werkstück zu Werkstück die jeweilige Größe ermitteln und dementsprechend zur Erzielung einer befriedigenden Schweißverbindung von Hand die aufzuwendende Schweißenergie einstellen muß.

Durch die FR-PS 9 16 834 ist bereits eine Schaltungsanordnung für ein elektrisches Widerstandsschweißgerät bekanntgeworden, bei der mittels einer mit dem Schweißtransformator und den zu schweißenden Werkstücken gekoppelten Vorrichtung zum Abtasten der Spannung an der Schweißstelle eine Zeitgeberschaltung in Abhängigkeit von der Änderung dieser Spannung die Schweißzeit steuert. Der Kondensator wird dort von der Abtastvorrichtung geladen, wodurch die Ladezeit bestimmt'wird. Die Stromquelle für den Kondensator/ist Idabei die Abtastvorrichtung selbst. Insbesondere.,bei kleinen Schweißleistungen führt die Entnahme der erforderlichen Leistung aus dem

ίο Schweißkreis zu einer Verfälschung der Ladezeit.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, bei der die genannten Schwierigkeiten vermieden sind.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Schaltungsanordnung der eingangs genannten Gattung dadurch gelöst, daß der Zeitgeber einen diese Dauer bestimmenden Kondensator enthält und ein Verstärker vorgesehen ist, der die Ladung dieses Kondensators aus einer Stromquelle mit konstanter Spannung in Abhängigkeit von der Änderung des Widerstandes, des Stromes oder der Spannung an der Schweißstelle verzögert.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß zwischen den Zeitgeber und die einstellbare Spannungsquelle eine durch Impulse vom Zeitgeber gesteuerte Torschaltung geschaltet ist. Dabei kann vorgesehen sein, daß zwischen eine Abtastvorrichtung zur Messung des Widerstandes, des Stromes oder der Spannung an der Schweißstelle und den Zeitgeber ein Impulsmodulationsverstärker zur Steuerung der Dauer der vom Zeitgeber kommenden Impulse geschaltet ist.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand von zwei Blockdiagrammen und zwei Ausführungsbeispielen erläutert. Im einzelnen zeigt

F i g. 1 ein Blockdiagramm eines ersten Ausführungsbeispiels,

F i g. 2 ein schematisches Schaltdiagramm der Vorrichtung nach F i g. 1,

Fig.3 ein Blockdiagramm eines weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung, j Fig.4 eine Übersichtsdarstellung, die zeigt, wie die j beiden F i g. 4A und 4B zusammengesetzt sind, und |

Fig.4A und 4B schematische Schaltdiagramme des Ausführungsbeispiels nach F i g. 3.

Das Blockschaltbild in F i g. 1 zeigt eine einstellbare Spannungsquelle 10, die mit einem als Schweißkopf dienenden Impulsumformer 12 verbunden ist, welcher Schweißenergie auf ein Elektrodenpaar 13 liefert, unter dem zwei miteinander zu verschweißende Werkstücke 14 angeordnet sind. Der Impulsumformer kann von beliebiger bekannter Bauart sein, beispielsweise entsprechend der US-PS 28 72 564.

Der von der einstellbaren Spannungsquelle 10 an den Impulsumformer gelieferte Energiebetrag wird durch • eine Torschaltung 15 gesteuert, die ihrerseits während einer Zeitspanne durch einen Impulszeitgeber 16 gesteuert wird. Ein Signal von den Schweißelektroden,

do welches anzeigt, ob der richtige Schweißdruck auf das Werkstück ausgeübt wird, schaltet die Torschaltung und den Impulszeitgeber ein. Ein Signal von einem Impulsmodulationsverstärker 18 schaltet den Impulszeitgeber aus, wodurch die Torstufe gesperrt wird. Der Modulationsverstärker arbeitet in Abhängigkeit von einer Abweichung des Stromes, der Spannung oder des Widerstandes von einem vorgegebenen Wert, welche von einer Abtastvorrichtung 20 festgestellt wird. Das

durch den durch die Schweißelektroden auf das Werkstück ausgeübten Druck erzeugte Signal kann auf irgendeine beliebige bekannte Weise erzeugt werden, beispielsweise mittels eines druckempfindlichen Schalters, wie er in der US-PS 28 72 564 beschrieben ist.

Beim Betrieb der in F i g. 1 dargestellten Schweißschaltung wird die zur Lieferung eines Impulses mit einer gewünschten Amplitudengröße auf die Schweißelektroden eingestellte einstellbare Spannungsquelle durch die Torschaltung eingeschaltet. Das Werkstück ist unter den Elektroden angeordnet, die gegen das Werkstück gedrückt werden, bis der in F i g. 1 nicht dargestellte druckempfindliche Schalter betätigt wird und ein Signal liefert, welches die Torschaltung und den Impulszeitgeber einschaltet, der die Dauer des Schweißimpulses in Übereinstimmung mit dem über dem Impulsmodulationsverstärker ankommenden Abtastsignal steuert. Der durch die Elektroden fließende Strom, die an den Elektroden auftretende Potentialdifferenz oder der zwischen den Elektroden auftretende Widerstand wird mittels der Abtastvorrichtung festgestellt, welche das durch den Modulationsverstärker verstärkte Signal liefert, das auf den Impulszeitgeber zur Erzielung der richtigen Schweißdauer gegeben wird. Dabei weist der die Dauer der Entladung des Schweißenergie-Speicherkondensators steuernde Zeitgeber eine diese Dauer bestimmenden Kondensator 118 (F i g. 2) auf, dessen Aufladung durch den Impulsmodulationsverstärker 18 in Abhängigkeit von der durch die Abtastvorrichtung 20 ertasteten Größe an der Schweißstelle verzögert wird. Dieses Merkmal, welches weiter unten noch im einzelnen erläutert wird, hat den Vorteil, daß auch bei kleinen Schweißladungen keine Verfälschung der Ladezeit bewirkt werden kann, weil nämlich die Entnahme der für die Aufladung des Kondensators erforderlichen Leistung nicht aus dem Schweißkreis, also nicht aus der Abtastvorrichtung direkt, sondern über den Impulsmodulationsverstärker aus einer unabhängigen konstanten Spannungsquelle erfolgt.

Je stärker das von dem Impulsmodulationsverstärker 18 gelieferte Signal ist, um so länger wird der Impulszeitgeber 16 eingeschaltet und um so größer ist der Betrag der Schweißenergie die an die Schweißelektroden geliefert wird. Bei relativ großen Werkstücken, die einen geringeren Widerstand haben und langsamer erwärmen, wird ein relativ großer Energiebetrag an die Elektroden geliefert. Wenn umgekehrt die Teile kleiner sind, liefern sie einen größeren Widerstand, erhitzen rascher und verursachen dadurch ein schwächeres Signal, das auf den Modulationsverstärker 18 gegeben wird, so daß der Impulszeitgeber 16 früher abschaltet und damit eine kleinere Schweißenergiemenge liefert.

In der Schaltung nach F i g. 2 wird eine Primärwicklung 22 eines ersten Transformators 23 von einer üblichen Wechselspannungsquelle 24 mit Energie versorgt. Eine Sekundärwicklung 26 des Transformators wird in einer eingestellten verstellbaren Spannungsversorgungsstufe 28 über eine Vollweg-Gleichrichterbrücke 30 und einen Versorgungsstrom-Begrenzungswiderstand 31 mit der einen Seite eines Schweißenergie-Speicherkondensators 32 verbunden, dessen andere Seite geerdet ist. Der Speicherkondensator 32 ist so geschaltet, daß er über ein Paar parallelgeschalteter Energiereguliertransistoren 34 und eine Primärwicklung 36 eines Schweißtransformators 37 entladen werden kann. Die Basen der Energiereguliertransistoren sind über entsprechende Ausgleichswiderstände 38 mit dem Ausgang einer Treiberstufe 39 verbunden, die ein Paar Treibertransistoren 40 aufweist. In der Treiberstufe sind zwischen den Basen und Emittern der Treiber- - transistoren Widerstände 41 zur Verhinderung eines Nebenschlusses in Reihe geschaltet. Ein Widerstand 42 verbindet die Kollektoren der Transistoren der Treiberstufe mit der positiven Seite des Schweißenergie-Speicherkondensators 32. Die positive Seite des Schweißenergie-Speicherkondensators 32 ist außerdem

ίο über eine Treiberstufen-Trenndiode 44 und einen Emitterwiderstand 46 mit dem Emitter eines Strombegrenzungstransistors 48 verbunden, dessen Kollektor über einen Impulsformerkondensator 50 an Masse liegt. Der Kondensator 50 bewirkt eine leichte Abschrägung auf der Vorderkante des von dem Speicherkondensator 32 gelieferten Impulses, um eine einheitlichere und zufriedenstellendere Erhitzung der Werkstücke während des Schweißvorganges zu erzielen. Die Basis des Strombegrenzungstransistors 48 ist über einen Vorwiderstand 52 an Masse und an die eine Seite einer Zenerdiode 54 gelegt, deren andere Seite mit der Treiberstufen-Trenndiode 44 verbunden ist. Zu dem die Abschrägung bewirkenden Kondensator 50 ist ein Paar von Ableitwiderständen 56 parallel geschaltet.

Das eine Ende eines Rheostaten 60 ist über einen Widerstand 62 mit den Emittern der Energiereguliertransistoren 38 verbunden. Ein auf dem Rheostat 60 gleitender verstellbarer Abgriff 58 liefert ein Signal, das über einen Widerstand 64 auf die Basis eines Einstell-Steuerungstransistors 66 gelangt, dessen Kollektor mit dem Kollektor des Strombegrenzungstransistors 48 verbunden ist. Der Emitter des Einstellsteuerungstransistors 66 ist über eine Zenerdiode 68 geerdet, welche eine Bezugsspannung für die verstellbare Energieversorgungsstufe liefert. Der Abgriff 58 ist ebenfalls über einen Widerstand 70 geerdet. Der von der Primärwicklung 36 des Schweißtransformators 37 kommende Strom fließt über vier in Reihe geschaltete Dioden 72 und einen Schweißstrom-Abtastwiderstand 74 nach Erde. Eine vorübergehend wirksame Sperrdiode 76 ist prallel zur Primärwicklung 36 des Schweißtransformators geschaltet. Die Dioden 72 bewirken eine vorspannung in Sperrichtung der Energiereguliertransistoren 34, um den Leckstrom während des Abschaltabschnitts einer jeden Periode zu vermindern.

Eine Sekundärwicklung 78 des Schweißtransformators 37 ist mit einem Paar von Schweißelektroden verbunden, welche auf der gleichen Seite von zwei miteinander zu verschweißenden Werkstücken 79 angeordnet sind. Ein normalerweise offener Schweißschalter 80 wird geschlossen, sobald der von den Elektroden ausgeübte Druck einen für den Schweißvorgang ausreichenden Wert annimmt. Das Schließen des Schweißschalters 80 bewirkt eine Verbindung der Niederspannungs-Versorgungsleitung 82 über einen ersten Widerstand 83, einen zweiten Widerstand 84 und einen dritten Widerstand 85 mit Erde. Die auf der Leitung 82 liegende Spannung wird durch eine bekannte Niederspannungsversorgungsstufe S5A und einen Spannungsregler 85B genau konstant gehalten. Parallel zu dem Widerstand 84 liegt ein Kondensator 86. Ein Schließen des Schweißschalters bewirkt einen negativen Impuls, der einen Impulsgeneratortransistor 87 mit einem pn-Übergang triggert, dessen Basis 87.4 über einen Widerstand 88 geerdet ist. Eine Basis 87 ß des Transistors 87 ist zwischen den Widerständen 83 und 84 angeschlossen. Der Emitter 89 des Impulsgeneratortransistors 87 ist zwischen den Widerständen 90 und 91 angeschlos-

sen, die zwischen der Niederspannungsversorgungsleitung 82 und Erde in Reihe geschaltet sind. Der Emitter des Triggerimpulsgenerators ist außerdem über einen Spannungsabfallwiderstand 92 und einen Kondensator 93 an Erde gelegt. Ein Triggerimpuls-Kopplungskondensator 94 überträgt einen negativen Impuls des Impulsgeneratortransistors 87 auf einen Torsteuerschalter 95, der normalerweise eine leitende Verbindung von der Niederspannungsversorgungsleitung 82 über einen Anodenbelastungswiderstand 96 und einen Kathodenbelastungswiderstand 97 an Erde bewirkt. Der negative Impuls des Impulsgeneratortransistors bewirkt eine Unterbrechung der leitenden Stellung des Steuerschalters und nimmt dabei die Basisteuerspannung weg, die über einen Strombegrenzungswiderstand 98 der Torschaltung von dem normalerweise leitenden Tortransistor 100 geliefert wird, dessen Kollektor über einen Widerstand 101 mit der Basis des ersten Treiberstufentransistors 40 verbunden ist. Der Emitter des Transistors 100 ist geerdet. Die Wegnahme der Basissteuerspannung von dem Tortransistor, wenn der Torsteuerschalter nicht mehr leitet, bewirkt, daß die Treiberstufentransistoren die Energiereguliertransistoren in einen leitenden Zustand versetzen und damit den Schweißimpuls durch die Schweißtranformator-Primärwicklung einleiten. Die Spannung dieses Impulses wird durch die Stellung des verstellbaren Abgriffs 58 am Rheostat 60 bestimmt. Ein Vorwiderstand 102 ist zwischen die Niederspannungsversorgungsleitung 82 und die Zenerdiode 68 gelegt.

Die Stärke des durch die Primärwicklung des Schweißtransformators fließenden Stromes hängt von dem zwischen den Schweißelektroden angeordneten Material ab. Die Größe dieses Stromes wird am Widerstand 74 zum Erzeugen eines Signals abgefühlt, das über einen Modulationssteuerwiderstand 104 auf Erde geleitet wird. Ein beweglicher Abgriff 105 an dem Modulationssteuerwiderstand liefert ein einstellbares Signal über einen Rückkopplungswiderstand 106 auf dem Emitter eines normalerweise leitenden Modulations-Verstärkertransistors 108, dessen Kollektor mit der Basis eines Ladetransistors 110 und einem Belastungswiderstand 111 verbunden ist. Die Basis des Modulationsverstärkertransistors 108 ist zwischen den Vorwiderständen 112 und 113 angeschlossen, die zwischen der Niederspannungsversorgungsleitung und Erde in Reihe geschaltet sind. Zwischen dem Widerstand 113 und Erde ist ein Paar von hintereinandergeschalteten Dioden tt3A gelegt, die zur Temperaturkompensation dienen. Der Emitter des Moduiationsverstärkertransistors ist außerdem über einen Widerstand 114 und einen Kondensator 115 mit dem Torsteuerschalter 95 verbunden. Der Kondensator 115 sperrt zeitweilig den Modulationsverstärkertransistor, wenn der Torsteuerschalter 95 durch das von dem Schweißschalter kornmende Signal abgeschaltet ist. Der Emitter des Ladetransistors 110 ist über einen Belastungswiderstand 116 mit dem Torsteuerschalter 95 verbunden, und der Kollektor des Ladetransistors ist über einen Zeitgeberkondensator 118 geerdet. Ein Impulszeitbegrenzungswiderstand 120 ist zwischen den Kollektor des Ladetransistors 110 und den Torsteuerschalter 95 gelegt. Ein veränderlicher Widerstand 122 zum Einstellen der Abgleichzeil ist in Reihe mit einem Strombegrenzungswiderstand 124 und einer ersten Basis 125 eines Zeitimpulsgcneratortransistors 126 mit einem pn-übergang geschaltet. Ein Strombegrenzungswiderstand 128 verbindet eine zweite Basis des Zcitimpulsgcneratortransistors mit Erde. Eine Diode 130 ist mit ihrer Anode mit dem erdfernen Ende des Widerstandes 128 und ihre Kathode ist mit dem Torsteuerschalter 95 verbunden.

Beim Betrieb der in F i g. 2 dargestellten Schaltung liefert der Impulsgeneratortransistor 87 nach dem Schließen des Schweißschalters 80 einen negativen Impuls über den Kopplungskondensator 94 auf den Torsteuerschalter 95, der dadurch gesperrt wird. Dies bewirkt einen negativen Impuls zum Abschalten des normalerweise leitenden Tortransistors, welcher die Treibertranistoren 40 zum Einschalten der Energiereguliertransistoren 34 aktiviert, die einen Schweißimpuls auf die Primärwicklung des Schweißtransformators liefert. Die Stärke des durch die Primärwicklung fließenden Stromes ist proportional der Leitfähigkeit, d. h. der Größe des zu verschweißenden Werkstückes, und erzeugt ein entsprechendes Signal an dem Stromabtastwiderstand 74. Dieses Signal wird durch den Modulationssteurwiderstand 104 in Abhängigkeit von der Stellung des Abgriffs 105 gedämpft. Dieses Signal wird als negatives Rückkopplungssignal auf den Emitter des Modulationsverstärkertransistors 108 gegeben, der seinerseits durch eine Veränderung der Vorspannung an der Basis des normalerweise leitenden Ladetransistors 110 die Zeit bestimmt, die zum Laden des Zeitgeberkondensators 118 benötigt wird. Wenn kein Signal vom Stromabtastwiderstand 74 auftritt, ist der Ladetransistor 110 leitend. Der Zeitgeberkondensator 118 erreicht über den Transistor 110 rasch seine volle Ladung. Je größer das von dem Stromabtastwiderstand kommende Signal ist, um so kleiner wird die Leitfähigkeit des Ladetransistors und um so länger wird die Zeit zum Laden des Zeitgeberkondensators 118. Wenn der Kondensator 118 ausreichend aufgeladen ist, wird er durch den Impulsgeneratortransistor 126 voll entladen und liefert einen positiven Impuls durch die Diode 130, der den Torsteuerschalter 95 wieder leitend macht und die am Widerstand 96 liegende Spannung ausreichend absenkt, um ein Leitendwerden des Ladetransistors 110 zu verhindern, so daß der Zeitgeberkondensator 118 entladen bleibt. Die Entladung des Kondensators 118 liefert einen positiven Impuls auf den Torsteuerschalter 95, der dann leitend wird und einen positiven Impuls auf den Transistor 110 liefert, der ihn wieder leitend macht und den Schweißimpuls beendet. Je größer also das Signal von dem Stromabtastwiderstand ist, um so mehr Energie wird mit dem Schweißimpuls geliefert.

Die Impulsausgangsspannung wird durch die Einstellung des Abgriffs 58 am Rheostaten 60 so eingestellt, daß eine Anfangsspannung des Schweißimpulses geliefert wird, die eine ausreichende Schweißwirkung bei Werkstücken erzeugt, die in der Nähe der oberen Grenze der Größenordnung der Werkstücke liegt, die verschweißt werden sollen. Der Abgriff 105 wird in seine Maximalstellung gebracht und von dort aus so einreguliert, daß eine zufriedenstellende Verschweißung automatisch bei einer Änderung der Werkstückgröße innerhalb des vorgesehenen Bereichs erzielt wird. Gewöhnlich lassen sich die richtigen Einstellungen für die Abgriffe 58 und 105 mit wenigen Versuchsschweißungen ermitteln. Eine Vorspannungswicklung 132 um den Kern des Schweißtransformators 37 herum wird mit einem Vorspannstrom von der Niederspannungsversorgungsstufe über einen Widerstand 134 versorgt, der den Kern in eine Betriebsstcllung führt, in welcher während der Lieferung des Schweißimpulses eine Sättigung des Kerns verhindert wird, und die eine gute Impulssteuerung mit einem relativ kleinen Transformator

erlaubt. Eine Schaltung mit Schaltorganen mit den in F i g. 2 angegebenen Werten liefert automatisch zufriedenstellende Verschweißungen in einem relativ breiten Größenbereich für die Werkstücke, ohne daß eine Handeinstellung erforderlich wird.

In dem Blockschaltdiagramm der F i g. 3 ist ein anderes bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäß ausgebildeten Schweißvorrichtung dargestellt. Die Schaltung unterscheidet sich von derjenigen der F i g. 1 nur dadurch, daß verschiedene zusätzliche Schaltungsteile in die Schaltung eingeschlossen sind. Insbesondere sind gegenüber der F i g. 1 ein Rechteckwellengenerator 136 und ein Zerhacker 138 in der aus F i g. 3 ersichtlichen Anordnung zusätzlich vorgesehen, so daß eine eingestellte verstellbare Spannungsquelle 140 über den Zerhacker 138 mit einem Impulsumformer 142 verbunden ist. Die Frequenz des Zerhackers wird durch den Rechteckwellengenerator gesteuert. In allen anderen Punkten gleicht der Schaltung nach Fig.3 derjenigen nach Fig. 1. Der einstellbare Versorgungsteil, der den Schweißenergie-Speicherkondensator und die Spannungsquelle aufweist, ist so geschaltet, daß das Ausgangssignal auf den Zerhacker 138 übertragen wird. Der Ausgang des Zerhackers ist mit dem Umformer 142 verbunden. Wie im einzelnen in Verbindung mit den F i g. 4A und 4B erläutert wird, erlaubt der geänderte Schaltungsaufbau nach F i g. 3 gewisse Modifikationen im Umformer 142. Der Impulsumformer 142 ist mit den Schweißelektroden 144 und mit einer Abtaststufe 146 zur Feststellung von Widerstandsänderungen versehen. Auch hier kann die Abtaststufe 146 entweder eine auf die Spannung, den Strom oder den Widerstand ansprechende Vorrichtung sein. Das Ausgangssignal der Abfühlstufe 146 wird auf einen Impulsmodulationsverstärker 148 gegeben, der mit einer Torstufe 150 und einem Impulszeitgeber 152 verbunden ist. Die Torstufe ist außerdem mit der einstellbaren Spannungsquelle 140 und mit dem Impulszeitgeber verbunden. Die Schaltung wird durch eine Verbindung von dem Impulszeitgeber zur Torstufe vervollständigt.

Die in den F i g. 4A und 4B dargestellte schematische Schaltung ähnelt derjenigen nach F i g. 2 mit der Ausnahme, daß ein Spannungsregler 1545 mit dem Eingang des Zerhackers 138 verbunden ist. Der Zerhacker wird mittels eines Rechteckwellengenerators 156 betrieben, der aus einem Transformator 158 mit einer rechteckigen Hysteresisschleife oder einem sättigbaren Kern, aus einem Transistorpaar 160 und 162, einem Paar Vorwiderständen 164 und 166, einem Spannungsabfallwiderstand 168 und einer Begrenzungsdiode 170 besteht. Der Rechteckwellentransformator 158 ist mit einem Paar Primärwicklungen 172 und 174 und einer Sekundärwicklung 176 versehen. In der Schweißschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung ist der Generator frei betrieben. Er arbeitet folgendermaßen: Angenommen, der Transistor 160 ist leitend, dann baut sich die Spannung an der Wicklung 174 bis zu dem Punkt auf, in welchem der Kern des Transformators 158 seinen Sättigungspunkt erreicht. Die Sättigung bewirkt, daß der Transformator einen scharfen Impedanzwechsel an beiden Transistoren bildet, wodurch der Transistor 162 zu leiten beginnt, und gleichzeitig der leitende Zustand des Transistors 160 beendet wird. Wenn der Kern zum nächstenmal gesättigt wird, wechselt der Zustand der Transistoren wieder. Der Generator führt dieses Wechselspiel so lange fort, wie Energie auf die Eingangsleitung 159 geliefert wird. Die Schwingungsfrequenz des Generators wird durch die magnetischen Eigenschaften des Transformators 158 und die Anzahl der Windungen der Primärwicklung bestimmt. Die Generatorfrequenz beträgt vorzugsweise 1000 Hz.

Die Sekundärwicklung 176 des Transformators 158 ist mit dem Zerhacker 138 über zu den Basiselektroden eines Transistorenpaars 180 und 182 führenden Verbindungsleitungen verbunden. Der Zerhacker weist außerdem ein Paar Vorwiderstände 184 und 186 auf. Der Zerhackerausgang ist mit einem Transformator 188 verbunden, dessen Wicklung 192 mit den Schweißelektroden 190 verbunden ist. Das Eingangssignale für den Zerhacker wird über die Verbindungsleitungen 194 und 196 von einer eingestellten Spannungsversorgungsquel-Ie 198 zu den Emittern der Transistoren 180, 182 bzw. zu dem Mittelabgriff 200 des Transformators 188 geliefert. Im Betrieb wird die Frequenz des Zerhackers durch den Rechteckwellengenerator bestimmt. Wenn der Schweißenergie-Speicherkondensator 202 entladen ist, wird die gespeicherte Energie mit Hilfe des Zerhakkers ausgegliedert. Der Kern des Transformators 188 wird abwechselnd in seinen positiven und seinen negativen Sättigungsbereich gebracht in gleichem Maße, wie ihm die Energie durch den abwechselnden Betrieb der Transistoren 180 und 182 übertragen wird.

Bei einer Schaltungsgestaltung gemäß Fig. 4 braucht der Transformator 188 kein Impulsgenerator zu sein, d. h. ein Transformator vom Gleichstromtyp mit einer einzigen Polarität. Es kann auch ein üblicher Transformator verwendet werden, da die Schaltung einen weitaus wirkungsvolleren Gebrauch des Transformators erlaubt, indem das magnetische Material des Transformators abwechselnd sowohl nach seiner positiven als auch nach seiner negativen Sättigungsgrenze hin betrieben wird. Bei Impulstransformatoren wird das magnetische Material nur in einer Richtung betrieben, was dazu führt, daß der Transformator eine permanente Einstellung einnimmt, die jedesmal, wenn ein Impuls zu den Schweißelektroden übertragen wird, überwunden werden muß. Dies bedeutet, daß der Impulstransformator relativ groß sein muß, um eine ausreichende Magnetflußkapazität zu haben, die es ihm erlaubt, auf eine unipolare Erregung anzusprechen. Da nun der Transformator einer bipolaren Erregung ausgesetzt ist, nimmt der Kern keine permanente Magnetisierung an, und die Magnetflußkapazität des magnetischen Materials des Transformators braucht nicht so groß zu sein. Dies bedeutet, daß die Größe des Metallkerns vermindert und außerdem auch die Kupfermenge in den Wicklungen verringert werden kann. Verglichen mit der Größe des Impulstransformators, wie er in der Schaltung nach F i g. 2 verwendet ist, beträgt die Größe des Transformators bei der Schaltung nach F i g. 4 ungefähr ein Achtel derselben. Außer der Verwendung eines kleineren Schweißtransformators bringt der Schaltungsaufbau nach F i g. 4 den Vorteil einer größeren Schweißimpulsdauer infolge der wechselnden Charakteristik des Eingangssignals, das eine Transformatorsättigung verhindert, sowie den Vorteil von Wicklungen mit geringerer Impedanz, welche die Regulierung der Ausgangsspannung verbessern.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

509 513/14

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung für ein elektrisches Widerstands-Kondensatorimpulsschweißgerät mit einem die Dauer der Entladung des Schweißenergie-Speicherkondensators steuernden Zeitgeber, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitgeber einen diese Dauer bestimmenden Kondensator (118) enthält und ein Verstärker (18, 148) vorgesehen ist, der die Ladung dieses Kondensators aus einer Stromquelle mit konstanter Spannung in Abhängigkeit von der Änderung des Widerstandes, des Stromes oder der Spannung an der Schweißstelle verzögert. *

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Zeitgeber (16, 152) und die einstellbare Spannungsquelle (10, 140) eine durch Impulse vom Zeitgeber gesteuerte Torschaltung (15,150) geschaltet ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen eine Abtastvorrichtung zur Messung des Widerstandes, des Stromes oder der Spannung an der Schweißstelle (20, 146) und den Zeitgeber (16, 152) ein Impulsmodulationsverstärker (18, 148) zur Steuerung der Dauer der vom Zeitgeber kommenden Impulse geschaltet ist.