DE1615147C3 - Steuereinrichtung fur ein Schweiß - Google Patents

Description

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einerseits über eine Zenerdiode mit der Steuerelektrode ser ist einerseits durch eine Leitung 25 über einen eines in Reihe mit dem Relais III liegenden Thyristors ohmschen Widerstand 26, den Hauptschalter 14 und und andererseits über einen einstellbaren Widerstand den ohmschen Widerstand 15 an die Leitung 10 und •mit der positiven Seite des Schweißstrom-Ausschalt- andererseits durch eine Leitung 27 mit einem Trennverzögerungs-Kondensator verbunden ist, der parallel 5 schalter 28 an die Leitung 11 angeschlossen. In einer zu dem Schweißstrom-Einschaltverzögerungs-Konden- Umgehungsleitung 29 liegen parallel zu dem Kondensator und in Reihe mit dem Hauptschalter liegt, und sator 24 ein ohmscher Widerstand 30 und ein Trenndaß das Relais III mit einem in Reihe mit dem Re- schalter 31. Dieser bildet zusammen mit dem Trennlais II liegenden Trennschalter sowie mit einer dem schalter 28 eine Umschalteinrichtung derart, daß Schweißstrom-Einschaltverzögerungs-Kondensator zu- io zwangläufig der Trennschalter 28 geschlossen ist, wenn geordneten Umschalteinrichtung derart in Wirkungs- der Trennschalter 31 geöffnet ist, und umgekehrt,
verbindung steht, daß beim Einschalten des Schweiß- Ein weiterer Kondensator 32 (Schweißstrom-Ausstromes der Trennschalter geschlossen und durch die schaltverzögerungs-Kondensator) liegt parallel zu Umschalteinrichtung der Schweißstrom-Einschaltver- dem Kondensator 24 und dem ohmschen Widerzögerungs-Kondensator kurzgeschlossen wird. 15 stand 26 in einer Zweigleitung 33, die einerseits an

Durch die Erfindung wird der Fortschritt erzielt, die Zweigleitung 25 und andererseits an die Leitung 11

daß durch die einfache Betätigung des Hauptschalters angeschlossen ist. In der Zweigleitung 33 befindet sich

sowohl beim Einschalten als auch beim Ausschalten zwischen dem Kondensator 32 und dem Anschluß

des Gerätes die erforderliche Reihenfolge der Schal- an die Zweigleitung 25 eine Gleichrichterdiode 34.

tungsschritte selbsttätig zuverlässig eingehalten wird, 20 In einer weiteren Zweigleitung 35, die ebenfalls an

wobei nur drei Relais an Stelle von fünf Relais bei die Zweigleitung 25 und an die Leitung 11 ange-

der erwähnten bekannten Einrichtung und auch eine schlossen ist, liegt parallel zu der Gleichrichterdiode

erheblich geringere Zahl von Kontaktschaltern zur 34 ein regelbarer ohmscher Widerstand 36 und parallel

Anwendung kommen. zu dem Kondensator 32 ein ohmscher Widerstand 37.

Die Zeichnung zeigt in F i g. 1 ein Schaltbild einer 25 Ein zwischen den ohmschen Widerständen 36 und 37

ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes in der Zweigleitung 35 liegender Punkt 38 ist durch

bildenden Steuereinrichtung. eine Leitung 39 mit der Zweigleitung 33 in einem

Zum Ein- und Ausschalten des Schweißstromes Punkt 40 verbunden, der zwischen dem Kondensator dient ein Schalter 1 in dem dreiphasigen Stromleiter 2. 32 und der Gleichrichterdiode 34 liegt.
Zum Ein- und Ausschalten des Motors für den Vor- 30 Parallel zu den Relais I, II und III sind Freilaufschub des Schweißdrahtes dient ein Schalter 3 in dem dioden 41, 42 bzw. 43 geschaltet,
zugehörigen Stromleiter 4. Zum An- und Abstellen Das Schaltbild nach F i g. 1 zeigt den Zustand des Schutzgasstromes dient ein Ventil 5 in der züge- der Steuereinrichtung, wenn das Schweißgerät außer hörigen Gasleitung 6. Zum Betätigen des Ventils 5 Betrieb ist. Der Hauptschalter 14 sowie die Schalter 1 und der Schalter 3 und 1 dienen drei Relais I, II bzw. 35 und 3 sind geöffnet. Das Ventil 5 ist geschlossen. III. Diese drei Relais liegen parallel zueinander in Wenn zur Inbetriebnahme des Schweißgerätes der drei Zweigleitungen 7, 8 bzw. 9, die über eine Lei- Hauptschalter 14 geschlossen wird, fließt von dem tung 10 an den Pluspol und über eine Leitung 11 Gleichrichter 12 Gleichstrom durch die Leitungen 10, an den Minuspol eines Gleichrichters 12 angeschlos- 8, 20, 18, 7 und 11 über die Steuerelektrode des Thyrisen sind. Dieser Gleichrichter besteht aus vier in 40 stors 17. Infolgedessen wird dieser Thyristor gezündet, Graetz-Schaltung angeordneten Dioden und wird von so daß durch das Relais I Strom fließt und dieses einem Einphasen-Wechselstromnetz 13 gespeist. Dem- das Ventil 5 geöffnet. Es wird somit als erstes der gemäß liegt an den Polen des Gleichrichters 12 eine Schutzgasstrom angestellt. Gleichzeitig wird über die pulsierende Gleichspannung, deren Amplituden peri- Leitung 20 der Kondensator 19 aufgeladen. Die Schalodisch zu Null werden. F i g. 2 zeigt den Verlauf dieser 45 ter 1 und 3 bleiben zunächst geöffnet, da der Thyristor Gleichspannung U über der Zeit t. 22 die Zweigleitung 9 sperrt und da der Trennschalter

Die das Relais II enthaltende Zweigleitung 8 ist an 16 die Zweigleitung 8 unterbricht,
die Leitung 10 über den Hauptschalter 14 des Schweiß- Doch wird nach dem Schließen des Hauptschalters gerätes angeschlossen, der zweckmäßig als Mikro- 14 der Kondensator 24, der sich zunächst im entschäumer an dem Schweißbrenner des Gerätes ange- 50 ladenen Zustand befindet, über die Leitungen 25 und bracht ist. Zwischen dem Hauptschalter 14 und der 27 aufgeladen, da der Trennschalter 28 geschlossen Leitung 10 befindet sich ein ohmscher Widerstand 15. und der Trennschalter 31 geöffnet ist. Nach etwa In der Zweigleitung 8 liegt ein Trennschalter 16. einer Sekunde ist die Spannung am Kondensator 24

In Reihe mit dem Relais I ist in der Zweigleitung 7 größer geworden als die Sperrspannung der Zener-

ein Thyristor 17 angeordnet. Die Steuerelektrode 55 diode 23. Es fließt daher nunmehr aus dem Konden-

dieses Thyristors ist durch eine Leitung 18 mit der sator 24 Strom durch die Steuerelektrode des Thyri-

positiven Seite eines Kondensators 19 (Schutzgas- stors 22, so daß dieser gezündet wird. Folglich fließt

Ausschaltverzögerungs-Kondensator) verbunden, der Strom durch das Relais III, und dieses schließt den

parallel zu dem Relais II und dem Trennschalter 16 Schalter 1, so daß nunmehr der Schweißstrom fließt,

mittels einer Leitung 20 einerseits an die Zweigleitung 8 60 Das Relais III steht aber, wie es mit gestrichelten

und andererseits an die Leitung 11 angeschlossen ist. Linien angedeutet ist, nicht nur mit dem Schalter 1,

In der Leitung 20 befindet sich eine Gleichrichter- sondern auch mit den Trennschaltern 16, 28 und 31

diode 21. in Wirkungsverbindung. Es bewirkt, daß gleichzeitig

Die Zweigleitung 9 enthält in Reihe mit dem Re- mit dem Schließen des Schalters 1 die Trennschalter

lais III einen Thyristor 22. Die Steuerelektrode dieses 65 16 und 31 geschlossen werden und der Trennschalter

Thyristors ist über eine Zenerdiode 23 mit der posi- 28 geöffnet wird. Nunmehr fließt über die Leitung 8

tiven Seite eines Kondensators 24 (Schweißstrom- auch durch das Relais II Strom, so daß der Schalter 3

Einschalt-Verzögerungskondensators) verbunden. Die- geschlossen und daher der Vorschub des Schweiß-

drahtes in Gang gesetzt wird. Das geschieht also unverzüglich nach dem Einschalten des Schweißstromes. Infolge des Schließens des Trennschalters 31 und des Öffnens des Trennschalters 28 wird der Kondensator 24 durch die Umgehungsleitung 29 über den ohmschen Widerstand 30 kurz geschlossen, so daß er sich entlädt.

Unabhängig hiervon wird bei geschlossenem Hauptschalter 14 der Kondensator 32 über die Zweigleitung 33 aufgeladen, da der über die Gleichrichterdiode 34 zufließende Strom größer ist als der gleichzeitig über den ohmschen Widerstand 37 abfließende Strom.

Wenn das Schweißgerät außer Betrieb genommen werden soll, wird der Hauptschalter 14 geöffnet.

Hierdurch wird sofort der bis dahin durch das Relais II fließende Strom abgeschaltet, so daß der Schalter 3 geöffnet und der Schweißdraht-Vorschub stillgesetzt wird.

Der Schweißstrom wird aber zunächst noch aufrechterhalten, damit der Schweißdraht etwa 10 bis 15 mm abbrennt. Das ist in F i g. 4 veranschaulicht. In dieser ist mit 44 das Werkstück, mit 45 der Schweißdraht, mit 46 die Schweißdraht-Führung und mit 47 das diese umgebende Rohr für' die Zuführung des Schutzgases bezeichnet. Während des Schweißens ragt der Schweißdraht 45 um das Maß α von 10 bis 15 mm aus dem Rohr 47 heraus. Dadurch, daß nach dem Stillsetzen des Schweißdraht-Vorschubes der Schweißstrom weiterfließt, wird ein Abbrennen des Schweißdrahtes 45 etwa um das Maß α bewirkt.

Auch der Schutzgasstrom wird zunächst noch aufrechterhalten. Denn nach dem Öffnen des Hauptschalters 14 fließt aus dem aufgeladenen Kondensator 19 über die Leitung 18 Strom durch die Steuerelektrode des Thyristors 17, so daß dieser weiterhin Strom durch das Relais I fließen läßt und daher das Ventil 5 geöffnet bleibt.

Auch der Thyristor 22 bleibt zunächst gezündet. Denn nach dem Öffnen des Hauptschalters 14 fließt aus dem vorher aufgeladenen Kondensators 32 durch die Leitungen 39, 35 über den einstellbaren ohmschen Widerstand 36 sowie über den ohmschen Widerstand 26 und die Leitung 25 ein Strom durch die Steuerelektrode des Thyristors 22. Das geschieht so lange, wie die Spannung am Kondensator 32 groß genug ist, um die Sperrspannung der Zenerdiode 23 zu überwinden. Infolgedessen bleibt der Schalter 1 noch geöffnet, so daß der Schweißstrom noch einige Zeit fließt. Man hat es durch Einstellen des ohmschen Widerstandes 36 in der Hand, diese Zeit so zu bemessen, daß der Schweißdraht nach dem Abstellen des Vorschubes um das gewünschte Maß α abgebrannt wird. Eine Gleichrichterdiode 48, die sich in der Leitung 25 zwischen den Anschlußpunkten für die Zweigleitungen 8 und 35 befindet, verhindert, daß aus dem Kondensator 32 Strom nach dem Relais II und nach dem Kondensator 19 abfließt.

Wenn die Spannung am Kondensator 32 so weit abgesunken ist, daß sie die Sperrspannung der Zenerdiode 23 nicht mehr überwindet, so daß durch die Steuerelektrode des Thyristors 22 kein Strom mehr fließt, wird dieser geschlossen, sobald die pulsierende Gleichspannung an dem Gleichrichter 12 wieder zu

ίο Null wird. Infolgedessen fließt durch das Relais III kein Strom mehr und wird der Schalter 1 geöffnet, so daß der Schweißstrom verschwindet.

Der Kondensator 19 ist aber bis dahin noch nicht entladen, so daß er immer noch Strom durch die Steuerelektrode des Thyristors 17 schickt. Das hört erst etwa nach 10 Sekunden auf, wenn der Kondensator 19 erschöpft ist. Erst dann sperrt der Thyristor 17 die Zweigleitung 7, so daß das Relais I das Ventil 5 schließt. Hierbei erfolgt das Schließen des Thyristors, sobald die pulsierende Gleichspannung an dem Gleichrichter 12 zu Null wird. Es ist sonach gewährleistet, daß der Schutzgasstrom erst nach Ablauf einer gewissen Zeit nach dem Verschwinden des Schweißstromes zu fließen aufhört. Hierdurch wird erreicht, daß das Schweißbad so lange gegen die Atmosphäre abgeschirmt bleibt, wie es zur Vermeidung einer unerwünschten Oxydation erforderlich ist.

Gleichzeitig mit dem Öffnen des Schalters 1 bewirkt das Relais III, daß die Trennschalter 16 und 31 geöffnet werden und der Trennschalter 28 geschlossen wird. Die Steuereinrichtung ist sonach mit der aus F i g. 1 ersichtlichen Einstellung wieder bereit zu der beschriebenen Inbetriebnahme des Schweißgerätes.

F i g. 3 veranschaulicht, wie nach dem Einschalten des Hauptschalters 14 der Schweißstrom mit einer Verzögerung von etwa einer Sekunde eingeschaltet wird. Über der Zeit t ist die Spannung CZ₂₄ am Kondensator 24 aufgetragen. Zunächst ist diese Spannung gleich Null, da der Kondensator 24 wie beschrieben während des vorhergehenden Betriebes des Schweißgerätes entladen worden war. Da beim Außerbetriebnehmen des Schweißgerätes auch der Kondensator 32 entladen wird, steht bei der Wieder-Inbetriebnabme zunächst keine Spannung zum Zünden des Thyristors 22 zur Verfügung. F i g. 3 zeigt den Anstieg der Spannung CZ₂₄ am Kondensator 24 nach . Maßgabe der Aufladung dieses Kondensators, nachdem der Hauptschalter 14 geschlossen worden ist. Wie F i g. 3 ferner zeigt, erreicht die Spannung LZ₂₄ nach etwa einer Sekunde die Sperrspannung Uz der Zenerdiode 23, so daß nunmehr aus dem Kondensator 24 Strom über die Steuerelektrode des Thyristors 22 fließt und dieser geöffnet wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1 2 eines Schalters für den Motor der Schweißdraht-Patentansprüche: Vorschubvorrichtung (Relais II) sowie eines Schalters zum Ein- und Ausschalten des Schweißstromes (Re-

1. Steuereinrichtung für ein Gerät zur Licht- lais III), wobei die Relais einem gemeinsamen Hauptbogenschweißung unter Schutzgas mit je einem 5 schalter zugeordnet und an eine Gleichstromquelle Relais zum Betätigen eines Absperrgliedes in der mit periodisch zu Null werdender Spannung anschließ-Schutzgaszuleitung (Relais I), eines Schalters für bar sind, und mit einem Schutzgas-Ausschaltverzögeden Motor der Schweißdraht-Vorschubvorrichtung rungs-Kondensator sowie einem Schweißstrom-Aus-(Relais II) sowie eines Schalters zum Ein- und schaltverzögerungs-Kondensator.

Ausschalten des Schweißstromes (Relais III), wobei io Bei einer derartigen Steuereinrichtung, die aus der die Relais einem gemeinsamen Hauptschalter zu- französischen Patentschrift 1 287 534 bekannt ist, geordnet und an eine Gleichstromquelle mit erfolgt das Einschalten des Gerätes in zwei Schritten, periodisch zu Null werdender Spannung anschließ- Zuerst wird der Hauptschalter nach unten gedrückt, bar sind, und mit einem Schutzgas-Ausschalt- Hierdurch wird das Relais I erregt und dadurch das verzögerungs-Kondensator sowie einem Schweiß- 15 Absperrglied in der Schutzgas-Zuleitung geöffnet. strom-Ausschaltverzögerungs-Kondensator, da- Gleichzeitig wird ein weiteres Relais erregt, das mit durch gekennzeichnet, daß der Haupt- dem Schutzgas-Ausschaltverzögerungs-Kondensator schalter (14), wie an sich bekannt, das Ein- und versehen ist und bewirkt, daß seine Erregerleitung Ausschalten des Gerätes nur durch einmaliges unabhängig von dem Hauptschalter an die Gleich-Schließen und Öffnen bewirkt, daß der Schutzgas- 20 stromquelle angeschlossen wird. Wenn darauf der Ausschaltverzögerungs-Kondensator (19) auf seiner Hauptschalter losgelassen wird, schließt er den Erregerpositiven Seite mit der Steuerelektrode eines in kreislauf des Relais III, das ohne Verzögerung einen Reihe mit dem Relais I liegenden Thyristor (17) Schalter schließt, durch den über eine Magnetspule verbunden ist, daß ferner ein Schweißstrom-Ein- der Schweißstrom eingeschaltet wird. . Gleichzeitig schaltverzögerungs-Kondensator (24) über den 25 wird das Relais II erregt und folglich ebenfalls ohne Hauptschalter (14) an' die Gleichstromquelle (12) Verzögerung der Motor der Schweißdraht-Vorschubangeschlossen und auf seiner positiven Seite einer- vorrichtung eingeschaltet. Das Ausschalten des Geseits über eine Zenerdiode (23) mit der Steuer- rätes erfolgt gleichfalls in zwei Schritten. Zunächst elektrode eines in Reihe mit dem Relais III liegen- wird der Hauptschalter nach unten gedrückt und den Thyristors (22) und andererseits über einen 3° damit die Erregerleitung des Relais III von der Gleicheinstellbaren Widerstand (36) mit der positiven stromquelle abgeschaltet. Gleichzeitig wird ein fünftes Seite des Schweißstrom-Ausschaltverzögerungs- Relais erregt, das meinen Trennschalter in der Erreger-Kondensators (32) verbunden ist, der parallel zu leitung des Relais III öffnet und so verhindert, daß dem Schweißstrom-Einschaltverzögerungs-Kon- sich der Schweißstrom-Ausschaltverzögerungs-Kon-•densator (24) und in Reihe mit dem Hauptschalter 35 densator auf andere Weise als über das Relais III (14) liegt, und daß das Relais III mit einem in - entlädt. Außerdem wird die Erregerleitung des dem Reihe mit dem Relais II liegenden Trennschalter Relais I vorgeschalteten Relais von der Gleichstrom-(16) sowie mit einer dem Schweißstrom-Einschalt- quelle abgeschaltet. Dieses Relais bleibt aber dank verzögerungs-Kondensator (24) zugeordneten Um- des Schutzgas - Ausschaltverzögerungs - Kondensator schalteinrichtung (28, 31) derart in Wirkungs- 40 erregt. Außerdem wird gleichzeitig die Erregung des verbindung steht, daß beim Einschalten des Relais II unterbrochen und demzufolge der Motor der Schweißstromes der Trennschalter (16) geschlossen Schweißdraht-Vorschubvorrichtung stillgesetzt. Da- und durch die Umschalteinrichtung (28, 31) der nach darf der zweite Schritt des Abschaltvorganges, Schweißstrom-Einschaltverzögerungs-Kondensator d. h. das Wiederloslassen des Hauptschalters, erst (24) kurzgeschlossen wird. 45 dann geschehen, nachdem der Schutzgas- und der

2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch Schweißstrom - Ausschaltverzögerungs - Kondensator gekennzeichnet, daß parallel zu den Relais I, II, sich entladen haben, weil andernfalls der Motor der III Freilaufdioden (41, 42 bzw. 43) geschaltet sind. Schweißdraht-Vorschubvorrichtung wieder eingeschal-

3. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, tet würde. Das bedingt eine schwierige Handhabung dadurch gekennzeichnet, daß die positive und die 5° des Hauptschalters beim Ausschalten des Gerätes, negative Seite des Schweißstrom-Ausschaltverzöge- Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe rungs-Kondensators (32) über einen Widerstand zugrunde, eine Steuereinrichtung der eingangs genann-(37) miteinander verbunden sind. ten Art so zu gestalten, daß sowohl das Einschalten

4. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 als auch das Ausschalten des Gerätes zuverlässig bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit 55 erfolgt und außerdem die Anwendung von Relais dem Schweißstrom-Ausschaltverzögerungs-Kon- sowie von Kontakt-Schaltern auf ein Mindestmaß densator (32) und parallel zu dem zugehörigen herabgesetzt wird und dadurch Störungsquellen weiteinstellbaren Widerstand (36) eine Gleichrichter- gehend vermieden werden.

diode (34) angeordnet ist. Das wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß

60 der Hauptschalter, wie an sich bekannt, das Ein- und Ausschalten des Gerätes nur durch einmaliges Schlie-

. ßen und Öffnen bewirkt, daß der Schutzgas-Ausschalt-

verzögerungs-Kondensator auf seiner positiven Seite mit der Steuerelektrode eines in Reihe mit dem Re-

Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuereinrich- 65 lais I liegenden' Thyristor verbunden ist, daß ferner tung für ein Gerät zur Lichtbogenschweißung unter ein Schweißstrom - Einschaltverzögerungs - Konden-Schutzgas mit je einem Relais zum Betätigen eines _< sator über den Hauptschalter an die Gleichstrom-Absperrgliedes in der Schutzgas-Zuleitung (Relais I), quelle angeschlossen und auf seiner positiven Seite