DE1565749B1 - Schaltung für ein elektrisches Bolzenschweissgerät - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Schaltung für ein elek- In vorteilhafter Weise ist weiter vorgesehen, daß

irisches Bolzenschweißgerät mit einer Schweiß- der gesteuerte Schalter aus einem gesteuerten Gleich-Speicherkapazität und einer Ladeschaltung zum Auf- richter besteht, der zwischen der. Stromquelle und laden der Speicherkapazität auf einen bestimmten einem Ladewiderstand liegt, und daß zwei normaler-Gleichspannungswert sowie einer Steuerschaltung 5 weise offene Kontakte eines zweiten Relais zwischen zum Bewirken einer Kondensatorentladung über die der Stromquelle und der Steuerelektrode des gesteuzu verschweißenden Werkstücke. erten Gleichrichters liegen und ein Spannungsteiler

Es ist bereits eine Schaltung für ein elektrisches mit seinen Endanschlüssen parallel zum Speicher-Schweißgerät bekannt, und diese besteht aus einem kondensator liegt, wobei die Basis eines Vergleicher-Ladekreis, weiter aus einem Entladestromkreis, wo- io transistors an einen Punkt an den Spannungsteiler bei der Ladestromkreis aus einem Relaiskontakt, angeschlossen ist und der Kollektor dieses Transistors einer Taktgebereinrichtung, einem Ladewiderstand, mit der Erregerwicklung des zweiten Relais verbuneinem weiteren Relaiskontakt und einem Relais be- den ist, und daß eine eine Bezugsspannung erzeusteht, während der Entladestromkreis aus einem gende Schaltung ein Bezugsspannungspotential an Druckschalter, einem Relais, mit zugeordneten Re- 15 den Emitter des Vergleichertransistors legt, so daß laiskontakten, einem Entladewiderstand und einer dieser während des Ladevorganges leitend ist und zu diesem parallelgeschalteten Induktivität besteht. damit das zweite Relais erregt wird und der ge-Durch diese Schaltkreise wird die Ladekapazität, die steuerte Gleichrichter leitet, bis die Ladespannung den Strom für den Schweißvorgang liefert, geladen eine der Bezugsspannung entsprechende vorherbe- bzw. entladen. 20 stimmte Spannung überschreitet.

Von Nachteil bei dieser bekannten Schaltung ist Im einzelnen kann die Erfindung dadurch eine vor-

nicht nur die Verwendung von Unterbrecherkontak- teilhafte Weiterbildung erfahren, daß die Ladeschal- M ten, die bekanntlich, insbesondere bei den hierbei rung eine erste zwischen der Basis und dem Emitter ™ auftretenden relativ großen Stromstärken, einem Ver- des Vergleichertransistors liegende Diode solche Poschleiß unterliegen, sondern es muß auch zur Beta- 25 larität aufweist, daß diese Diode dann leitend ist, tigung des Unterbrecherkontaktes ein Motor vorge- wenn der Transistor nicht leitet, und daß eine zweite sehen werden, was umständlich und aufwendig ist. Diode in dieser Schaltung zwischen dem Mittelabgriff Da darüber hinaus bekanntlich die Erregerwick- des Spannungsteilers und der Basis des Vergleicherlung eines Relais immer eine bestimmte Stromstärke transistors mit zur ersten Diode entgegengesetzter benötigt, damit das Relais ansprechen kann, ist bei 30 Polarität liegt. Die erstere Diode begrenzt hierbei die dieser bekannten Schaltung für den Aufladespan- Gegenvorspannung, die zwischen Emitter und Basis nungswert der Ladekapazität eine untere Grenze ge- dieses Transistors angelegt ist und verhindert ein setzt, so daß sich bei dieser bekannten Schaltung Zerstören dieses Transistors. Die zweite Diode verdie Aufladespannung nicht nach unten entsprechend hindert, daß ein erheblicher Strom durch die erstere kleinerer Stromstärken regeln läßt (USA.-Patent- 35 Diode über den Spannungsteiler fließen kann, wenn schrift 3 136 880). diese Diode leitend wird.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe be- Weiter ist vorgesehen, daß die Steuerschaltung

steht darin, eine Schaltung für ein elektrisches BoI- zwei normalerweise offene von Hand zu betätigende zenschweißgerät derart zu gestalten, daß sich das Schalter aufweist, die mit solcher gegenseitiger Ent-Schweißgerät bei unterschiedlichen Schweißbedin- 40 fernung angeordnet sind, daß sie nicht gleichzeitig gungen entsprechend unterschiedlich bemessenen mit einer Hand betätigt werden können, und daß Schweißverbindungsstellen anpassen läßt. diese von Hand zu betätigenden Schalter den End-

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- schalter nur dann betätigen, wenn beide Schalter gelöst, daß die Ladeschaltung einen gesteuerten Schal- schlossen sind und den Entladeschalter nur öffnen, f ter in Form eines Halbleiters aufweist, die die Spei- 45 wenn beide Schalter offen sind. Hierdurch wird unter cherkapazität über den gesteuerten Schalter an eine anderem die Sicherheit gegen unüberlegte Betätigung Ladespannung anschließt, daß weiter eine Steuer- der Schweißeinrichtung erhöht, einrichtung zum Betätigen des Schalters und eine Eines der beiden miteinander zu verschweißenden

an die Ladekapazität angeschlossene Detektoreinrich- Werkstücke ist hierbei ein von einer beweglichen tung vorgesehen ist, die zum Erfassen der Ladespan- 50 Bolzenfassung gehalterter Schweißbolzen, der aus nung an der Kapazität an die Steuereinrichtung an- einer Ruhestellung in eine dem Schweißen entspregeschlossen ist und an diese ein entsprechendes Ein- chende Arbeitsstellung durch Erregen einer ersten gangssignal anlegt, das sich in Abhängigkeit von der Magnetspule bringbar ist, wenn die beiden von Hand Ladespannung an der Ladekapazität ändert, so daß zu betätigenden Schalter geschlossen werden. Die der Halbleiterschalter die Ladekapazität von der 55 Steuerschaltung nach der vorliegenden Erfindung Ladespannungsquelle trennt, nachdem diese Span- weist weiter ein drittes beim Schließen beider von nung einen bestimmten Wert erreicht hat. Hand zu betätigender Schalter erregtes Relais auf,

Bei der erfindungsgemäßen Schaltung sind also nur und es wird die Betätigung eines vierten Relais belanglebige elektronische Bauelemente verwendet, und wirkt, wenn die Bolzenfassung sich in Ruhestellung es läßt sieh mit Hilfe der Detektoreinrichtung, die 60 befindet, und die erste Magnetspule wird nur erregt, einstellbar ist, der Aufladespannungspegel des Lade- wenn das vierte Relais erregt ist. konvensators kontinuierlich verändern bzw. den ge- In vorteilhafter Weise ist auch ein Begrenzungs-

gebenen Schweißbedingungen anpassen. Hierbei ist schalter vorgesehen, der von der Bewegung der Boles auch möglich, die Aufladespannung der Ladekapa- zenfassung derart betätigbar ist, daß der Begrenzität vollständig nach unten zu regeln, so daß man 65 zungsschalter die Spule des vierten Relais durch gebei sehr klein bemessenen Schweißverbindungsstellen schlossene Kontakte des dritten Relais in Ruhesteleinen entsprechend genau bemessenen Schweißstrom lung der Bolzenfassung erregt und die Spule des vier- oder Strommenge vorsehen kann. ten Relais durch die geschlossenen Kontakte des

ersten Relais in der Arbeitsstellung der Bolzenfassung zeigen, daß die Schaltung betriebsfertig ist. Parallel erregt hält. zur Wicklung 42 des ersten Relais liegt ferner eine

Zur Betätigung einer Klemmeinrichtung zum Hai- Reihenschaltung von Widerstand 52 und zwei norten des anderen Werkstückes, während der Schweiß- malerweise nicht verbundenen Kontakten 54; diese bolzen in Richtung auf dieses Werkstück zu bewegt 5 Shunt-Verbindung dient dem Überspannungsschutz wird, ist eine zweite Magnetspule vorgesehen, die und wird unten beschrieben.

durch Betätigung des dritten Relais erregt wird. Die Betätigungsschaltung für das Bolzen-Schweiß-

Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Er- gerät liegt zwischen zwei Leitungen 56 und 58, die findung besteht auch darin, daß eine Überspannungs- ihrerseits in Verbindung mit den Relaiskontakten 40 Schutzeinrichtung in Form einer Reihenschaltung aus io bzw. der Sicherung 46 stehen. Zu dieser Betätigungseiner Zenerdiode und der Erregerwicklung eines Re- schaltung gehören zwei normalerweise offene Drucklais parallel zur Ladekapazität geschaltet ist, wobei knopfschalter 60 und 62, die je ein Paar miteinander die Relaiskontakte dieses Relais den Ladevorgang verbundener beweglicher Kontakte 64, 66 bzw. 68, der Ladekapazität beherrschen. 70 aufweisen, die sich zwischen zwei Paaren fester

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der 15 Kontakte 72, 74 bzw. 76, 78 und 80, 82 bewegen. Zeichnung näher erläutert. Die festen Kontakte 78, 82 und 86 sind gemeinsam

Das dargestellte Ausführungsbeispiel des Schweiß- mit der Leitung 56 verbunden. Weiter ist der feste Stromkreises weist einen Leistungstransformator 10 Kontakt 72 durch die Erregerwicklung 88 eines zweimit zwei Primärwicklungen 12 und 14 auf, die par- ten Relais R₉ mit der Leitung 58 verbunden, wahallel zu den beiden beweglichen und im Schaltsinne ao rend ein Paäir normalerweise offener Relaiskontakte gekuppelten Kontakten eines Zweileitungsschalters 90 dieses zweiten Relais zwischen der Erregerspule 16 liegen. Eingangsseitig sind zwei Kontakte des des Relais und der gemeinsamen Verbindung der Schalters 16 mit den Stromzuführungen 18 verburt- Druckknopfkontakte 76 und 84 liegt. Um also die den und zwei weitere Kontakte sind frei. Der Lei- Erregerspule 88 des zweiten Relais R₂ zu erregen, stungstransformator 10 weist zwei in Serie geschaltete as müssen beide Druckknopfschalter 60 und 62 nieder-Sekundärwicklungen20 und 22 auf, deren gegenüber- gedrückt werden, um die festen Kontakte 80 und 82 liegende Endanschlüsse über zwei Sicherungen 24 mit dem beweglichen Kontakt 68 zu verbinden und und 26 an den gegenüberliegenden Seiten eines aus die festen Kontakte 72 und 74 mit dem beweglichen vier Dioden bestehenden Brückengleichrichters 28 Kontakt 64. Dies bewirkt Stromfluß durch die zweite liegen, der als Vollweggleichrichter für die vom 30 Erregerwicklung 88 und schließt die Relaiskontakte Transformator angelieferte Wechselspannung dient. 90, so daß Strom der entweder durch die mittels dem Der Ausgang der Verstärkerbrücke 28 wird über die beweglichen Kontakt 70 verbundenen Kontakte 84 Leitungen 30 und 32 in weiter unten zu beschreiben- und 86 oder durch die durch den beweglichen Konder Weise an einen Schaltkreis zum Laden des den takt 66 verbundenen Kontakte 76 und 78 fließt, die Schweißstrom liefernden Kondensators gegeben. Eine 35 Relaisspule 88 erregt hält. Also müssen die beiden Thyrektor-Diode (thyrector diode) 34 liegt zwischen Druckknopfschalter 60 und 62 losgelassen werden, den Eingängen der Gleichrichterbrücke 28, um Ein- um die beweglichen Kontakte der Druckknopfkonschatepannungsspitzen zu begrenzen, die an die takte in die normalerweise offene (gezeigte) Stellung Gleichrichterbrücke beim Ein- und Ausschalten des gebracht werden, bevor die Relaisspule 88 entregt Schalters 16 vom Transformator gelegt werden. Wei- 40 wird. Dadurch, daß man beide Druckknöpfe loslassen ter liegt ein Belastungswiderstand 36 zwischen den muß bevor die Erregerspule entregt wird, um den Ausgangsanschlüssen der Gleichrichterbrücke 28, um nächsten Schweißvorgang zu ermöglichen, ist es nicht den von der Brücke gelieferten Gleichstrom in eine möglich, einen der Druckknöpfe praktisch festzuhal-Gleichspannung zu verwandeln. ten, um auf diese Weise einen durchgehenden Be-

Der gemeinsame Anschluß der Sekundärwicklun- 45 trieb zu erzielen. Die Druckknopfschalter 60 und 62 gen 20 und 23 geht über eine Sicherung 38 an einen sind so weit voneinander entfernt, daß eine Bedievon zwei normalerweise offenen Relaiskontakten 40 nungsperson die beiden Druckknöpfe nur unter Vereines ersten Relais ,R₁ und über eine weitere Siehe- wendung beider Hände niederdrücken kann. Dadurch rung 44 an einen Anschluß der Erregerwicklung 42 und durch die Wirkung der Betätigungsschalter wird dieses ersten Relais. Der andere Anschluß der Se- 50 verhindert, daß die Betätigungsperson durch elekkundärwicklung 20 liegt über die Sicherung 46 am irische Schläge verletzt werden kann, anderen Anschluß der Erregerwicklung 42. Wenn Ein zweites Paar normalerweise nicht verbundener,

also die Sicherungen 38, 44 und 46 leiten, dann er- d. h. offener Relaiskontakte 92 des zweiten Relais R, regt der von der Sekundärwicklung 20 gelieferte liegt zwischen den Versorgungsleitungen 56 und 58 Strom die Erregerwicklung 42 des ersten Relais und 55 in Reihe mit einer Wicklung 94 eines Elektromagneschließt die Kontakte 40, um Wechselspannung an ten, der das Arbeiten einer Klemmeinrichtung (nicht den verbleibenden Teil der Steuerspannung zu geben, gezeigt) für das Werkstück steuert. Die Wicklung 94 wenn der Schalter 16 die Leitungen 18 an die Schal- kann beispielsweise ein Ventil steuern, welches das tung schließt. Das erste Relais R₁ hat ein zweites Strömen eines Strömungsmittels in eine Kolbenzylin-Paar normalerweise nicht miteinander verbundener 60 deranordnung steuern, bei welcher der Kolben als Kontakte 48, die zwischen der Sicherung 24 und dem Klemmeinrichtung für das Werkstück arbeitet oder oberen Eingangsanschluß der Verstärkerbrücke 28 mit einer solchen verbunden ist. Die Relaiskontakte liegen. Diese Kontakte werden nach einer Zeitver- 92 sind von der Art, die sich sofort schließen, und zögerung geschlossen, wenn die Relaiswicklung 42 nach einer Zeitverzögerung öffnen, so daß die Klemmerregt wurde, damit die Gleichrichterbrücke einen 65 einrichtung das Werkstück 96 erfaßt, bevor der BoI-Gleichstrom zur Ladung des Schweißkondensators zenhalter 98 des Schweißgerätes nach unten bewegt liefern kann. Eine Anzeigelampe 50 liegt parallel ist, um das Werkstück mit dem im Halter gehalterten zur Erregerwicklung 42 des ersten Relais, um anzu- Schweißbolzen 100 zu berühren, und dabei die

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lOejoameinrichtung für eine kurze Zeit festhält, nach- offene Kontakte 124 des dritten Relais fließt, dem die zweite Relaisspule 88 entregt wurde, so daß die durch die anfängliche Erregung dieser Spule also der Bolzenhalter aus der Schweißstellung heraus durch die Kontakte 112 des zweiten Relais geschlosnach oben bewegt werden kann, um also den Schweiß- sen werden. Wenn das Schweißen abgeschlossen ist, bolzen außer Eingriff mit dem Schweißbolzenhalter 5 dann werden die beiden Druckknöpfe 60 und 62 loszu bringen, nachdem der Bolzen auf das Werkstück gelassen, um die zweite Relaisspule 88 zu entregen geschweißt wurde und bevor die Klemmeinrichtung und damit die Relaiskontakte 90, 92,122 und 112 zu das Werkstück losläßt. öffnen. Dadurch wird die Wicklung 120 des Bolzen-

Der Bolzenhalter, d. h. also die Fassung 98 für den fassungsmagneten entregt und die Bolzenfassung wird Bolzen, ist mit einem oder mehreren Speicherkonden- io_; automatisch in die obere Stellung verbracht, wodurch satoren 102 über einen Entladewiderstand 104 durch der Begrenzungsschalter 110 zurück in die obere zwei normalerweise offene Relaiskontakte 106 eines Stellung gelangt. Wenn dies eintritt, wird die dritte dritten Relais R₃ verbunden. Das dritte Relais wird Relaisspule 108 entregt, weil die Relaiskontakte 112 dadurch betätigt, daß seine Spule 108 erregt wird, die vorher durch Entregung des zweiten Relais 88 geöffin Reihe mit einem Schalter 110, der die Stellung des ig·, net wurden. Damit werden die Relaiskontakte 106, Bolzenhalters begrenzt, zwischen den Versorgungs- 118 und 124 wieder geöffnet und trennen die Bolzenleitungen 56 und 58 in Reihe liegt. Dieser Begren- fassung 98 von den Speicherkondensatoren 102, und zungsschalter 110 für die Bolzenfassung ist nor- nach einer Zeitverzögerung werden die Kontakte 92 malerweise in der gezeigten oberen Stellung, weil wieder geöffnet, um den Kiemmagneten 94 zu entdiese Bolzenfassung mittels eines nicht gezeigten Strö- ao_; regen und das Werkstück also loszulassen. Damit ist mungsmittelzylinders oberhalb des Werkstückes 96 ein Arbeitstakt der Steuerschaltung abgeschlossen, gehalten ist. Die Relaisspule 108 ist also mit der Lei- Die Schaltung zum Laden der Schweißkondensato-

tung 56 durch zwei normalerweise offene Kontakte ren 102 ist mit den Ausgangsanschlüssen der Gleich-112 des zweiten oder Betätigungsrelais verbunden, richterbrücke 28 verbunden und weist eine Spannungsdie nach einer Zeitverzögerung geschlossen werden, 25 regelschaltung auf, die von einer ersten Zener-Diode nachdem die Relaisspule 88 erregt wurde. Eine erste 26, die in Serie mit einem ersten strombegrenzenden Gleichrichterdiode 114 liegt zwischen der Wechsel- Widerstand 128 zwischen den Gleichspannungsleitunspannungsversorgungsleitung 58 und der Relaisspule gen 30 und 32 liegt, und einer zweiten Zener-Diode 108, und eine zweite Gleichrichterdiode 116 liegt gebildet wird, welche in Reihe mit einem zweiten parallel zur Wicklung 108, damit nur positiv gleich- 3» strombegrenzenden Widerstand parallel zur ersten gerichteter Strom von der Leitung 58 durch die Re- Zener-Diode geschaltet ist. Da die Ausgangsspanlaisspule zur Leitung 56 zur Erregung der Spule Hie- nung über eine Zener-Diode oberhalb des Gegenßen kann. Stromzusammenbruchs ziemlich konstant ist, ist die

Wenn der Begrenzerschalter in der oberen Stellung über der zweiten Zener-Diode 130 erhaltene Spanist und die Relaiskontakte 112 des zweiten Relais ge- 35 nung im wesentlichen konstant und ändert sich nicht schlossen sind, dann wird die dritte, zum Einschalten mehr als ein paar Millivolt, selbst wenn sich die Eindes Schweißens dienende Spule 108 erregt, und die gangsspannung über einem großen Bereich ändert. Kontakte 106 werden geschlossen, um auf diese Weise Ein Filterkondensator 134 ist parallel zur ersten die Bolzenfassung 98 mit den Speicherkondensatoren Zener-Diode 126 geschaltet, um die Spannung über 102 zu verbinden. Dadurch wird auch ein weiteres 40. dieser Zener-Diode immer größer zu halten als die Paar von Relaiskontakten 118 am dritten Relais ge- Gegenstromzusammenbruchsspannung, selbst wenn schlossen, welches in Reihe mit einer Magnetwick- die Eingangssignalspannung kurzzeitig kleiner sein lung 120 liegt. Die Magnetwicklung 120 und die Re- sollte als diese Zusammenbruchsspannung. Die an laiskontakte 118 liegen in Reihe mit einem weiteren der Kathode der zweiten Zener-Diode 130 erzeugte Paar normalerweise offener Kontakte 122 des zwei- 45 Bezugsgleichspannung wird an den Emitter eines als ten Relais, die dadurch geschlossen werden, daß die Vergleicher arbeitenden pnp-Transistors 136 gelegt, Spule 88 des zweiten Relais erregt wird. Wenn also dessen Kollektor über die Erregerspule 138 eines die beiden Paare Relaiskontakte 122 und 118 durch vierten Relais mit der negativen Gleichspannungsdie Erregung der Relaisspulen 88 bzw. 108 geschlos- leitung 32 verbunden ist.

sen werden, dann fließt Strom durch die Magnet- 50 Zwei normalerweise offene Relaiskontakte 140 des wicklung 128, welche ein Magnet betätigt, das seiner- vierten Relais liegen über eine Diode 144 an der seits eine nicht gezeigte Zylinderanordnung steuert, Steuerelektrode eines gesteuerten Süiziumgleichrichdie normalerweise den Bolzenhalter 98 in der oberen ters 142, um diesen gesteuerten Siliziumgleichrichter Stellung; hält, um den Bolzenhalter nach unten in dann leitend zu machen, wenn genug Strom über die Schweißstellung zu verbringen. Da die dritte Relais- 55 Relaiswicklung 138 fließt, um die Relaiskontakte spule 108 auch die Kontakte 106 schließt, fließt 140 zu schließen. Die Anode des gesteuerten Silzium-Strom von den Kondensatoren 102 durch den Bolzen- gleichrichters 142 ist unmittelbar mit der positiven halter zwischen dem Schweißbolzen 100 und dem Gleichspannungsleitung 30 verbunden, während die Werkstück 96, wenn der Bolzen in Berührung mit Steuerelektrode dieses Gleichrichters mit dieser Leidem Werkstück verbracht wird bzw. unmittelbar vor 60 tung über zwei normalerweise geschlossene Relaissolcher Berührung wegen der Bogenbildung zwischen kontakte 146 des dritten Relais und einen stromder konischen Spitze 123 des Bolzens und dem Werk- begrenzenden Widerstand 148 sowie die Relaisstück, um so den Bolzen auf das Werkstück zu kontakte 140 und die Diode 144 verbunden ist. Die schweißen. Kathode des gesteuerten Siliziumgleichrichters 142 ist

Man bemerkt, daß, wenn der Begrenzerschalter 65 über einen Belastungswiderstand 150 mit dem positidurch den Bolzenhalter in die untere Stellung ven Anschluß des Hauptspeicherkondensators 102 verbracht wird, die dritte Relaisspule 108 erregt verbunden, so daß dann, wenn der gesteuerte Gleichbleibt, weil der Strom durch ein Paar normalerweise richter leitend ist, ein durch diesen Gleichrichter flie-

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Bender Strom den Speicherkondensator lädt, was sorgungsleitung 30 durch den Widerstand 154, die

auch für die anderen Speicherkondensatoren 102' Diode 166 und die Diode 130 fließende Strom würde

gilt, die parallel dazu mittels des beweglichen Kon- den Spannungsabfall über dem Widerstand 154 ver-

taktes eines Wählschalters 152 schaltbar sind. Die großem, und eine unrichtige Vergleichsspannung an

Kondensatoren werden auf eine vorherbestimmte 5 der Basis des Transistors erzeugen, die nicht mehr in

Spannung aufgeladen. Ein Nebenschlußkondensator Beziehung zu der Spannung am Speicherkondensator

153 liegt zwischen der Steuerelektrode und der Ka- steht, wenn durch die Diode 168 nicht das Fließen

thode des gesteuerten Gleichrichters 142, um hohe eines solchen Stromes verhindert würde. Der Basis-

Einschaltspannungsspitzen u. dgl. um diesen Gleich- strom im Vergleichertransistor ist vernachlässigbar,

richter herumzuleiten. io Die Speicherkondensatoren 102 sind jeweils über

Die Spannung, auf welche die Speicherkondensato- einem verschiedenen Widerstand 170 mit einem der ren geladen werden, wird durch die Einstellung eines festen Kontakte des Wählschalters 152 verbunden, veränderlichen Widerstandes 154 bestimmt, der als dessen beweglicher Kontakt am Werkstück 96 auf Teil einer Spannungsteilungsschaltung geschaltet ist. Erde gelegt ist. Wenn der bewegliche Kontakt des Dieser Spannungsteiler weist zwei feste Widerstände 15 Wählschalters im Gegenuhrzeigersinn bewegt wird, 156 und 158 in Parallelschaltung zu zwei veränder- dann werden die Sekundärspeicherkondensatoren liehen Widerständen 160 bzw. 162 auf. Die Werte der 102' wahlweise parallel zum Hauptspeicherkondensaveränderlichen Widerstände 160 und 162 werden tor 102 geschaltet. Damit bestimmt also die Stellung während des Eichens eingestellt, um Veränderungen dieses Wählschalters die speichernde Kapazität, die zu kompensieren, die in den Zusammenbruchsspan- 20 über dem Widerstand 150 geladen wird. Die Spannungen der verschiedenen Dioden erscheinen, welche nung an diesen Speicherkondensatoren wird mittels für die zweite Zener-Diode 130 verwendet werden, so eines Voltmeters 172 angezeigt, welches parallel zum daß der Teil der Spannung am Speicherkondensator, Hauptspeicherkondensator 102 liegt. Mit Hilfe der der an die Basis des Vergleichertransistors gelegt Widerstände 170 ist es möglich, die Spannung der wird, innerhalb eines solchen Bereiches ist, daß er 25 Speicherkondensatoren durch den Bolzen 100 und mit der Bezugsspannung verglichen werden kann, die das Werkstück 96 in entgegengesetzter Richtung bean den Emitter dieses Transistors gelegt ist. Zwei nor- züglich der gezeigten zu entladen, wenn die Verbinmalerweise geschlossene Relaiskontakte 164 am er- düngen des beweglichen Schaltkontaktes 152 und der sten Relais liegen über den Speicherkondensatoren Relaiskontakt 106 vertauscht werden, um die Bolzen- und dem Belastungswiderstand 150, um ein Auf- 3° fassung und die Widerstände 170 durch diesen Schaltladen der Speicherkondensatoren zu verhindern, be- kontakt zu verbinden.

vor die erste Relaisspule 42 erregt ist, um die Relais- Weiter ist eine Überspannungsschutzschaltung mit

kontakte 164 nach einer Zeitverzögerung zu öffnen. einer Zener-Diode 174 vorgesehen, die in Reihe mit

Der Transistor 136 leitet normalerweise, weil die der Erregerspule 176 eines fünften Relais parallel positive Bezugsspannung an seinem Emitter größer 35 zum Hauptspeicherkondensator liegt, so daß diese ist als diejenige Spannung, die an seine Basis durch Diode durch die Spannung am Kondensator im Sperrdie Spannungsteilerschaltung einschließlich des Wider- sinn vorgespannt wird. Die normalerweise offenen Standes 164 gelegt wird, wenn der Speicherkondensa- Kontakte 54 dieses Relais in der Steuerschaltung lietor sich im ungeladenen oder teilweise geladenen Zu- gen in Serie mit dem Widerstand 52, und diese stand befindet. Wenn aber die Gleichspannung auf 40 Reihenschaltung liegt parallel zur Wicklung 42 des dem Speicherkondensator 102 ansteigt, dann wird die ersten Relais und in Reihe mit der Sicherung 44, wie an die Basis des Vergleichertransistors gelegte positi- bereits oben beschrieben wurde. Wenn die Aufladever werdende Spannung größer, bis sie eine Span- schaltung mit dem Vergleichertransistor 138 und dem nung erreicht, die ungefähr 0,7 Volt unter der Be- gesteuerten Gleichrichter 142 nicht richtig arbeitet, zugsspannung am Emitter des Transistors liegt, 45 dann kann die Spannung an den Speicherkondensatowelche ausreicht, um diesen Transistor nichtleitend ren einen Wert erreichen, die die Zener-Diode 174 zu machen. Dadurch wird die Spule 138 des vierten zum Zusammenbruch bringt. Dann fließt Strom durch Relais entregt und die Relaiskontakte 140 werden ge- die Relaiswicklung 176 zur Speisung des Überspanöffnet, um so den gesteuerten Siliziumgleichrichter nungsschutzrelais und schließt die Relaiskontakte 54. 142 sofort in den Nichtleitzustand zu bringen und 50 Wenn dies eintritt, liegt der Widerstand 52 parallel das Laden des Speicherkondensators zu beenden. Die zur Spule 42 des Hauptbetätigungsrelais und vermin-Spannung am Speicherkondensator, die den Ver- dert den mit der Sicherung 42 in Reihe liegenden gleichertransistor in den nichtleitenden Zustand ver- Widerstand. Diese Verringerung des Widerstandes bringt, wird durch die Einstellung des veränderlichen erhöht den in der Sicherung 44 fließenden Strom über Widerstandes 154 in der Spannungsteilerschaltung 55 den Maximalstrom der Sicherung und läßt diese bestimmt. Eine Diode 166 liegt zwischen dem Emit- Sicherung durchbrennen. Damit wird der Schaltkreis ter und der Basis des Vergleichertransistors mit sol- bei der Sicherung 44 geöffnet und der in der Spule eher Polarität, daß die Diode normalerweise nicht des Hauptbetätigungsrelais fließende Strom hört auf, leitet, wenn der Transistor leitet. Diese Diode be- wodurch die Relaiskontakte 40 öffnen, und die Schalgrenzt die Gegenvorspannung, die zwischen Emitter 60 tung zum Betrieb des Schweißgerätes hört auf zu arund Basis dieses Transistors angelegt ist, und verhin- beiten.

dert ein Zerstören dieses Transistors. Eine weitere Man kann die Kontakte 54 des fünften Relais, den Diode 168 ist zwischen der Basis des Vergleicher- Widerstand 52 und die Sicherung 44 durch zwei nortransistors 136 und dem veränderlichen Widerstand malerweise geschlossene Relaiskontakte ersetzen, die 154 eingeschaltet, um zu verhindern, daß ein erheb- 65 in Reihe mit der Spule 42 des Hauptbetätigungsrelais licher Strom durch die Diode 166 aus dem Span- liegen, um diese Spule zu entregen. Dadurch, daß eine nungsteiler kommt, wenn diese Diode leitend gemacht durchbrennbare Sicherung zum Abschalten der Schalwird. Jeder von der positiven Gleichspannungsver- tung verwendet wird, wird jedoch die Bedienungs-

person gezwungen, das Arbeiten einzustellen und die Ursache der überhöhten Spannung zu beseitigen, wodurch bleibende Schäden an den verbleibenden Teilen der Schaltung verhindert werden. Es muß darauf hingewiesen werden, daß der Ersatz der Speicherkondensatorenl02 ziemlich teuer ist, wenn sie durch Anlegen einer zu großen Spannung an ihren Anschlüssen zerstört wurden; dieses Durchbrennen der Kondensatoren wird durch den Überspannungsschutz nach der Erfindung verhindert. Die Kontakte 146 des dritten Schaltrelais verhindern auch, daß die Speicherkondensatoren geladen werden, nachdem das dritte oder Schweißschaltrelais erregt wurde, um die Bewegung der Bolzenfassung nach unten in Schweißstellung einzuleiten, und es wird bewirkt, daß diese Kondensatoren nur geladen werden können, wenn die Bolzenfassung in ihrer oberen Stellung ist und die Spule des Schweißstromschaltrelais entregt ist.

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Schaltung für ein elektrisches Bolzenschweißgerät mit einer Schweiß-Speicherkapazität und einer Ladeschaltung zum Aufladen der Speicherkapazität auf einen bestimmten Gleichspannungswert, sowie einer Steuerschaltung zum Bewirken einer Kondensatorentladung über die zu verschweißenden Werkstücke, dadurchgekennzeichnet, daß die Ladeschaltung einen gesteuerten Schalter (142) in Form eines Halbleiters aufweist, die die Speicherkapazität über den gesteuerten Schalter an eine Ladespannung anschließt, daß weiter eine Steuereinrichtung (138, 140) zum Betätigen des Schalters und eine an die Ladekapazität angeschlossene Detektoreinrichtung (136, 154, 156, 158) vorgesehen ist, die (136, 154, 156, 158) zum Erfassen der Ladespannung an der Ladekapazität (102) an die Steuereinrichtung (138,140) angeschlossen ist und an diese ein entsprechendes Eingangssignal anlegt, das sich in Abhängigkeit von der Ladespannung an der Ladekapazität (102) ändert, so daß der Halbleiterschalter (142) die Ladekapazität (102) von der Ladespannungsquelle trennt, nachdem diese Spannung einen bestimmten Wert erreicht hat.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gesteuerte Schalter aus einem gesteuerten Gleichrichter (142) besteht, der zwischen der Stromquelle und einem Ladewiderstand (150) liegt, und daß zwei normalerweise offene Kontakte (140) eines zweiten Relais (138, 140) zwischen der Stromquelle (28) und der Steuerelektrode des gesteuerten Gleichrichters (142) liegen und ein Spannungsteiler (154, 156, 158, 160, 162) mit seinen Endanschlüssen parallel zum Speicherkondensator liegt, wobei die Basis eines Vergleichertransistors (136) an,einen Punkt an dem Spannungsteiler angeschlossen ist und der Kollektor dieses Transistors mit der Erregerwicklung (138) des zweiten Relais verbunden ist, und daß eine eine Bezugsspannung erzeugende Schaltung (130, 132, 128) ein Bezugsspannungspotential an den Emitter des Vergleichertransistors (136) legt, so daß dieser während des Ladevorganges leitend ist und damit das zweite Relais erregt wird und der gesteuerte Gleichrichter leitet, bis die Ladespannung eine der Bezugsspannung entsprechende vorherbestimmte Spannung überschreitet.

3. Schaltung nach Anspruchs, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladeschaltung eine erste zwischen der Basis und dem Emitter des Vergleichertransistors (136) liegende Diode (166) solcher Polarität aufweist, daß diese Diode dann leitend ist, wenn der Transistor nicht leitet, und daß eine zweite Diode (168) in dieser Schaltung zwischen dem Mittelabgriff des Spannungsteilers und der Basis des Vergleichertransistors (136) mit zur erstenDiode (166) entgegengesetzter Polaritätliegt.

4. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung zwei normalerweise offene von Hand zu betätigende Schalter (6.0, 62) aufweist, die mit solcher gegenseitiger Entfernung angeordnet sind, daß sie nicht gleichzeitig,mit einer Hand betätigt werden können, und daß diese von Hand zu betätigenden Schalter den Entladeschalter (106, 108) nur dann betätigen, wenn beide Schalter geschlossen sind und den Entladeschalter nur öffnen, wenn beide Schalter offen sind.

5. Schaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eines der beiden miteinander zu verschweißenden Werkstücke ein von einer beweglichen Bolzenfassung (98) gehalterter Schweißbolzen (100) ist, der aus einer Ruhestellung in eine dem Schweißen entsprechende Arbeitsstellung durch Erregen, einer ersten Magnetspule (120) bringbar ist, wenn die beiden von Hand zu betätigenden Schalter geschlossen werden.

6. Schaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung ein drittes beim Schließen beider von Hand zu betätigender Schalter erregtes Relais (88, 92, 112, 122) aufweist und die Betätigung eines vierten Relais (108, 118, 124) bewirkt, wenn die Bolzenfassung sich in Ruhestellung befindet und die erste Magnetspule (120) nur erregt, wenn das vierte Relais erregt ist.

7. Schaltung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch einen von der Bewegung der Bolzenfassung derart betätigten Begrenzungsschalter (110), daß der Begrenzungsschalter die Spule des vierten Relais durch geschlossene Kontakte (112) des dritten Relais in Ruhestellung der Bolzenfassung (98) erregt und die Spule des vierten Relais durch die geschlossenen Kontakte des ersten Relais in der Arbeitsstellung der Bolzenfassung erregt hält.

8. Schaltung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine zweite Magnetspule (94) zur Betätigung einer Klemmeinrichtung zum Halten des anderen Werkstückes, während der Schweißbolzen (100) in Richtung auf dieses Werkstück (96) zu bewegt wird, wobei die zweite Magnetspule durch Betätigung des dritten Relais (88, 92) erregt wird.

9. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Überspannungs-Schutzeinrichtung in Form einer Reihenschaltung, aus einer Zenerdiode (174) und der Erregerwicklung (176) eines Relais (R₅) parallel zur Ladekapazität (102) geschaltet ist, wobei die Relaiskontakte des Relais (R₅) den Ladevorgang der Ladekapazität (102) beherrschen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen