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Elektrische-Steuer-und Überwachungseinrichtung für den Schweißvorgang
beim Stehbolzensetzen im elektrischen Abbrenn-Schweißverfahren Die Erfindung -betrifft:
eine elektrische Steuer-und Üerwachungseinrichtung für den Schweißvorgang beim Stehbolzensetzen
im elektrischen Abbrenn-Schweißverfahren* Beim Stehbolzensetzen mit Hilfe des elektrischen"Abbrenn-Schweißverfahrens
wird der anzubringende Stehbolzen zunächst gegen die Befestigungsfläche gedrückt
und ein Hi:lfslichtbogenstrom in der Grössenordnung von 20 bis 25 Amp durch die_
Befestigungsfläche und den Bolzen eingeschaltet. Während dieser Hilfslichtbogenstrom
fließt, wird der Bolzen ein Stück von der Oberfläche zurückgezogen, so dass ein
Hilfslichtbogen entsteht. Nach Ausbildung des Hilfslichtbogens wird . ein wesentlich
grösserer Schweißstrom in der Grössenordnung von 400 bis 4000 Amp für eine-bestimmte
Zeitdauer in der Grössenordnung von 50 bis: 1500 Millisekunden eingeschaltet, und
am Ende dieser Zeitspanne wird der Bolzen in das vom Lichtbogen erzeugte Bad aus
geschmolzenem Metall eingetaucht. Der Schweißstrom kann entweder kurz vor oder kurz:
nach dem Eintauchen abgeschaltet werden. Je nach dem spricht man dann vom "galteintauchen"
oder "Warmeintauchen".
Der Energieverbrauch durch den Lichtbogen
bei der Schweissung
Gesamtverbrauch gibt es eine optimale Schweißdauer. Sobald die Schweißdauer einmaleingestellt
ist, muss sich der Schweißstrom während dieser Zeitdauer gewöhnlich innerhalb eines
Toleranzbereichs von 10 9d der entsprechenden festgelegten Stromstärke bewegen,
wenn der gesamte Energieverbrauch genügend nahe an dem für eine zuverlässige Schweissung
erwünschten Optimalwert liegen soll.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine elektrische Steuer-und Überwachungseinrichtung
zu schaffen, durch welche die Erfüllung dieser Forderung sichergestellt wird. Erfindungsgemäss
erfolgt dies durch einen zu Beginn des Schweissens ansprechenden Zeitkreis, durch
welchen der Schweißstrom nach einer endlichen Zeitspanne abschaltbar ist, und einen
derart vom Schweißstrom beeinflussbaren und auf diesen zurückwirkenden Überwachungskreis,
dass der Schweißstrom vorzeitig abgeschaltet wird, wenn seine Stromstärke unterhalb
oder oberhalb eines vorgegebenen Bereichs liegt.
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Der Zeitkreis kann entweder so ausgebildet sein:, dass die Zeitspanne,
nach welcher der Zeitkreis den Schweißstrom abschaltet, auf einen bestimmten Wert
einstellbar ist oder dass der Zeitkreis den Schweißstrom nach Erreichen eines bestimmten
Integralwertes über die Zeit abschaltet. Selbstverständlich kann der Zeitkreis auch
so ausgebildet sein, dass er wahlweise auf die eine oder andere der beiden vorgenannten
Möglichkeiten umschaltbar ist.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung enthält die Steuer-und
Überwachungseinrichtung einen Verstärker mit einstellbarem Verstärkungsfaktor, dem
ein vom Schweißstrom
abgeleitetes und diesem proportionales Eingangssgnä1
-zuführbar ist und an dessen Ausgangsspannung der-Überwachungskreis angeschlossen
ist, wobei der Verstärkungsfaktor derart einstellbar ist, dass eine Ausgangsspannung
bestimmter Grösse für jeden beliebigen Wert des Schweißstromes aus einer Vielzahl
verschiedener zuvor ausgewählter Werte erreichbar ist. Auch kann nach einem weiteren
Ausgestaltungsmerkmal der Erfindung der Überwachungskreis: einen ersten und einen
zweiten
Strompfad umfassen,
von denen jeweils einer erregt wird und
bleibt, wenn die dem Überwachungskreis zugeführte Verstärkersusgangsspannung um
einen bestimmten Betrag höher bzw: niedriger liegt als die eingestellte Stromstärke,
wobei- .-- der Überwachungskreis ferner Mittel zu: seiner Rückführung in seinen
Zustand aufweist, in welchem der*erste und der zweite Strompfad beide stromlos sind.
Bei der Verwendung einer solchen Steuer-und Überwachungseinrichtung in Verbindung
mit. einer Schweißatromquelle, deren abgegebene Stromstärke nach oben und unten
verstellbar ist, umfasst der Überwachungskreis einer solchen Einrichtung vorzugsweise
einen Motorantrieb zur Verstellung der Stromstärke der Schweißstromquelle wahlweise
in der einen oder anderen Richtung, und der erste und derzweite Strompfad des Überwachungskreises
weisen Schaltmittel , zur Einschaltung dieses Notorantriebs in. einem der Abweichung
des Schweißstromes vom Sollwert entgegengesetzt wirkenden
Sinne auf:
.Zwei
Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässen Steuer-und Überwachungseinrichtung werden
nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert:. Es zeigen
| Fig. 1 A u. B, zusammen als Fig. 1, - |
| den Schaltplan einer ersten Ausführungsform der |
| Erfindung, |
| Fig. 2 einen in einer zweiten Ausführungsform enthaltenen |
| zusätzlichen Schaltungsteil. |
Die Fig. 1 (die aus den Figuren 1A und 1B durch Verbindung der Leiter a, b,c,d,f
und@g jeder Figur mit den gleich- . bezeichneten Leitern der anderen Figur entsteht)
zeigt in schematischer Darstellung eine Bolzenschweißpistole 1 bekannter Ausführung,
in welche ein auf eine Oberfläche 3 aufzuschweissender 'Bolzen 2 eingesetzt und
danach gegenüber der Oberfläche in der Stellung gehalten werden kann, in welcher
er festgeschweißt werden soll. Die Bölzenschweißpistole 1 enthält ferner einen Auslösetaster
4 und einen Elektromagneten 5, der bei Erregung den Bolzen 2 von der Oberfläche
3 zwecks Zündung des Lichtbogens zurückzieht. Eine in Fig. 1 nicht dargestellte
Gleichstromquelle zur Lieferung des erforderlichen Schweißstromes wird an eine.geerdete
und mit der Oberfläche 3 verbundene Klemme 6 und eine Klemme ? angesdhlossen, die
somit entweder positives oder negatives Potential gegenüber Erde erhält und mit
dem Bolzen 2 über einen Leiter 8 verbunden ist, der anfänglich durch einen normalerweise
offenen Hauptschützkontakt MCC, der von einem Hauptschütz MG der erfindungsgemässen
Steuervorrichtung betätigt wird, unterbrochen ist. Die Grösse des im Leiter 8' fliessenden
Stromes wird mittels eines in" Serie dazu liegenden Widerstandes 9 überwacht, dessen
vom Strom hervorgerufener Spannungsabfall zwischen zwei Klemmen %Y erscheint, die
mit dem Widerstand 9 über einen handbetätigten Umpolschalter 9' verbunden sind (wobei
der Umpolschalter der Berücksichtigung der Tatsache dient, dass der Strom im Widerstand
9 je nachdem, ob die Klemme
7 auf positivem oder negativem Potential gegenüber
Erde liegt, in jeder der beiden Richtungen fliessen kann). In unmittelbarer-Nähe
des Leiters 8 ist zur Betätigung durch das
vom darin fliessenden
Strom hervorgerufene magnetische Feld ein Zungenrelais RR1 angeordnet, dessen Virkungs.we-iseweiter
unten beschrieben wird. -Der Leiter-8 führt den Hauptschweißstrom, und parallel
zu ihm ist ein Strompfad für einen@Hilfsbogenstrom über eine Hochohmdrossel 10-und
einen Arbeitskontakt:RL2/2` vorgesehen, der von einem Relais RL2 der Steuereinrichtung
betätgbar ist.. Die elektrische Energie für die Steuererwrichtung wird von den Klemmen
6 und 7 über einen Schalter 11 und eine Sicherung-12 weitergeleitet, und eine--in
Serie.zu: einem Widerstand 14 liegende Meldelampe 13 zeigt an, Wann Spannung ansteht.
Ein in Serie mit einem Widerstand 16 .geschalteter Gleichrichtersatz 15 führt .zwei
Leitern 17 und 18 eine Gleichspannung von 100 V zu, wobei der Leiter 18 gegenüber
dem-heiter 17 ungeachtet des Potentials an der Klemme 7 positive Polarität besitzt.
Von dieser Spannung wird mit Hilfe: eines Kondensators 19, eines Spannungsabfallwiderstandes
20 und einer Zenerdiode 21 eine.konstante Gleichspannung von 30 V zwischen einem
Leiter 22 und dem Leiter
17 abgezweigt. In Serie zwischen den Leitern 17
und 22 liegen einmal ;der Auslösetaster 4 und das Relais RL1 sowie-1 zum--anderenein
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Relais RL6 mit einem in Reihe dazu geschalteten Kontakt RR1/1, der
von dem Zungenrelais; RR1 betätigbar ist. In Serie zueinander und parallel zum Auslösetaster
4 sind ferner zwei Kontakte RL1/1 und RL6/1 geschaltet, de von den Relais RL1 und
RL6 betätigt _ werden.
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Wenn der Sehalter 1'1 geschlossen ist und der Auslösetaster 4 niedergedrückt
Wird, wird das RL1 erregt und schließt den Kontakt RL1/1 sowie auch den Kontakt
RL1 /2: Wenn, aber auch nur wenn ein guter elektrischer- Kontakt zwischen dem Bolzen
2,und der Oberfläche 3 vorhanden. ist, führt':das.Schließen des Kontaktes RL1/2
zur Erregung des öbenerwähnten Relais RL2 über einen Stromkreis, der in Serie zu
einander die Ruhestromkontakte RL7/1 und RZ7/2 (die von einem weiter unten beschriebenen
Relais RL7 ' betätigt werden), den Kontakt RL1/2, die Relaisspule RL2, einen ` Widerstand
23, den Bolzen 2 und die Oberfläche-3 enthält. Mit der Erregung des Relais RL2 schließt
ein-Kontakt RL2/1 :und überbrückt den Widerstand 23, den Bollen 2 und die Oberfläche
3,
und es schließt ferner der Kontakt RL2/2, wodurch ein Hilfs-
_-bogenstrom zum Bolzen 2 zu fliessen vermag. Die Erregung des. Relais Rh2 bewirkt
schließlich auch das Schließen eines Kontaktes RL2/3 zur Erregung der Relais RL3-und
RL4, die parallel zueinander geschaltet sind. Bei der Erregung des Relais- RL4 schließt
ein Kontakt R14/1 und überbrückt einen Widerstand R in der den Hauptschweißstrom
führenden Zeitung B. Dieser Widerstand R wird weiter unten in Verbindung mit der
Unterbrechung des Hauptschweißstromes noch näher erläutert. Bei der Erregung des
Relais. RL3 schließen die Kontakte RL3/1 und Rh3/2Das Schließen des Kontaktes RL3/1
führt zur Erregung des Elektromagneten 5, dem ein Kondensator 24 parallel geschaltet
ist, und bewirkt das Zurückziehen des Bolzens 2 von der Oberfläche 3 und die Zündung
eines Lichtbogens entsprechend dem Hlfslichtbogenstrom, der über die Drossel 10
und den Kontakt RL2/2 fließt. Beim Schließendes Kontaktes RL3/2 wird ferner ein
Relais RL5 erregt, zu dem ein Widerstand 25 und ein in Reihe dazu liegender Kondensator
25' parallel geschaltet sind, und dieses Relais schließt seinerseits einen Kontakt
RL5/1, wodurch das Hauptschütz MC eingeschaltet wird. -Bei der Einschaltung des
Hauptschützes MG schließt der Kontakt MCC und führt dem zwischen dem Bolzen 2 und
der Oberfläche 3 gezündeten Lichtbogen den vollen Schweißstrom entsprechend der
Einstellung der an die Klemmen 6 und 7 angeschlossenen Stromquelle zu (wobei -der
Widerstand R durch den Kontakt R14/1 kurzgeschlossen ist4 Wenn der Schweißstrom
einen vorbestimmten Mindestwert, beispielsweise 400 .Amp übersteigt, wird das Zungenrelais
RR1 betätigt, und der Kontakt RR1/1 schließt ünd
schließt über den bereits geschlossenen Kontakt RZ1/1 einen Haltekreis für das Relais
RL1,-so dass nunmehr alle Relais ,RL1,RL2 .... RL6 erregt bleiben, auch wenn der
Auslösetaster 4 wieder losgelassen wird.
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Wie bereits erläutert, liefert der Gleichrichtersatz 15 eine 1OOY-Gleichspannung
mit bestimmter Polarität an die Leiter 17 und 1'8 und diese Gleichspannung dient
normalerweise zur
Aufladung eines grossen Kondensators 26 über Kontakte
RZ1/3_ und RZ1/4. Bei Erregung des Relais RL1 schalten diese Kontakte jedochum und
trennen den Kondensator 26 vom:Gleichrchtersatz 15 und. verbinden ihn stattdessen
mit einem Spannungsteiler, über den er, sich langsam entlädt. Der Spaänungsteiler
ist in einem Zeitkreis: 27 der Steuereinrichtung, enthalten und liefert Reihenspannungen
für den Zeitkreis - _27 und weiterhin für einen Verstärker 28 eine ?berwachungseinheit
29. Der Spannungsteiler besteht -aus der Reihenschaltung eines Spannungsabfallwider-
_ Standes 30, zweier Dioden-31 ' lind 32 und zweier Zeneräioden
33 und 34
und liefert Spannungen von
13,5 V', 12 Y@und--6,3v gegenüber einem Messeleiter
C, der jedoch vollständig von der Erdung des Schweißstromkreises isoliert ist: Alle
-vier Potentiale dieser Reihenspannungen werden an den Verstärker 28 weitergeleitet,
dem ausserdem mit richtiger entsprechende Einschaltung des Schalters 9') das Spannungssignal
von. dem Widerstand 9-zugeführt-wird, das zwischen dessen Klemmen % und -Y auftritt,
wenn der Hauptschweißstrom°im Leiter 8 fließt: Die Klemme IC ist mit dem Messeleiter
C des Verstärkers verbunden,-und die Klemme Y ist über einen festen Eingangswiderstand
3-5 und weitere durch einen 128tellungs=Wahl-schalter 36 auswählbare#Widerstände
an die Basis eines Transistors T,'- angeschlossen.-Der Schalter 36 ist mit zwei
anderen ähnlichen Schaltern-37 und 38 gekuppelt, deren Lage und Wirkungsweise weiter
unten erläutert wird.-Der Transistor T1, dessen Basis
12 Y-und dem -6,3V Leiter liegt ,,vorgespannt .st, ist mit einem Transistor T2,
verbunden-und hat mit diesem gemeinsam: einen Emitter-Widerstand 41; folglich-erscheint
das Signa zwischen den-Klemmen % und -Y verstärkt an einem Widerstand 42 in dem
Kollektoergd:. des Transistors T2. Dieses-verstärkte Signal wird nacheinander zwei
gemeinsamen Kollektörstufen und einer-gemeinsamen Emitterstuf'e der Transistoren
T3:, T4 bzw..
T5
zugeführt und erzeugt ein Ausgangssignal
am Kollektor des' Transistors T5. Dieses Ausgangssignal wird als Rückkopplungssignä@zur
Basis des Transistors T1 über den Widerstand 43, den Kondensator 44 sowie weitere
von der Stellung des Schalters 37 abhängige Widerstandseinheiten. zurückgeleitet;
dabei sind die mit den Schaltern 3_6 bzw. 37 verbundenen Widerstände so bemessen,
dass@in jeder Stellung dieser Schalter das Ausgangs-
(z.B. 8 V) hat, wenn das Niveau des Eingangssignals zwischen den Klemmen X und Y
eine entsprechende Spannung von dem zwölffachen dieses Wertes. besitzt. Dies bedeutet,
dass ein Bereich von zwölf Einheiten an Schweißstrom in dem Leiter 8 vorhanden ist,
für deren jede die Schalter 36 und 37 eingestellt werden können, um ein 8 V Ausgangssignal
am Verstärker 28 zu erhalten -.
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Der Zeitkpeis;; 27 umfasst einen Transistor T6, dessen Kollektor ,
mit dem 12 V-Leiter verbunden ist und dessen Basis (nach der ` Zeichnung über einen
von Hand betätigten Schalter S ) mit einem festen--Abgriffspunkt an einem von den
Widerständen 45 und 45' gebildeten Spannungsteiler in Verbindung steht, und es $ind
in Reihe mit dem Emitter des Transistors T6 ein Kondensator 46e ein Widerstand 4'7
sowie weitere Widerstandseinheiten geschaltet,. die über einen-Schalter 38 einschaltbar
sind. Wenn der Zeitkreis' erregt ist, wird deshalb der Kondensator 46 in einem von
der Stellung des Schalters-3%3 bestimmten Maße aufgeladen. Dieser. Schalter ist,
wie bereits oben erwähnt, mit den Schaltern 36 und 37 mechanisch gekuppelt. In der
Stellung der Schalter 36 und 37 derart, dass bei einem besonderen Wert der oben
erwähnten zwölf Schwei®stromwerte eine Verstärkerausgangsspannung von 8 V auftrittsbewirkt
der Schalter 38 in der entsprechenden Stellung und in Verbindung mit den däb:=i
wirksamen Widerständen eine vorbestimmte Zeitverzögerung bei der Aufladung des Kondensators
46 auf eine vorbestimmte Spannung. Die Spannung am Kondensator 46 wird-dem Emitter
eines Transistors T7 zugeführt, dessen Basis durch einen Widerstand 48 und veränderliche
Widerstände 49 und 50, die.in Reihe: zwischen dem Masseleiter und dem 12V-Leiter
geschaltet sind, derart.vorgespannt ist, dässder
Transistor T,7
ausgeschaltet bleibt@bis der Kondensator 46 auf die genannte vorbestimmte Spannung
aufgeladen ist. Wenn dies .@eintritt,.werden die Transistoren T7 und ein
in Kaskade zu diesem liegender Transistor T8 leitend und-erregen ein Zungenrelais
RR2 im Emitterkreis des Transistors T8* . Durch die Erregung schließt das Relais
RR2 einen .eigenen Haltekreis durch Schließung eines Kontaktes RR2/1 und ferner
einen Kontakt RR2/2 und erregt dadurch das Relä-is RZ7,-das seinerseits die Ruhestromkontakte
RZ7/1 und RL7/2 im Stromkreis des Relais RL2 öffnet. Dadurch werden die Relais RL2,
RL3(und RL4) und RL5 stromlos und lassen das Hauptschütz MC abfallen. Mit der Entregung
des Relais RL4 öffnet der Kontakt RL4/1 und schaltet den Widerstand R in Reihe in
den Haupt-Schweißstromkreis-ein. Die Entregung des Relais Rh3 öffnet-den Kontakt
RL3/1, entregt den Elektromagneten 5 und gestattetder Schweißpistole 1, den Bolzen
2 in das Metallschmelzbad auf der Oberfläche 3 einzu-' tauchen: Hierdurch: wird
jedoch kein Kurzschlußstromkreis für den Schweißstrom geschaffen, da der Widerstand-
R bereits in den Stromkreis eingeschaltet ist.. Die Entregung des Relais RL5 macht
(mit einer vom Widerstand 25 und@dem parallel dazu, liegenden Kondensator hervorgerufenen
Verzögerung) das Hauptschütz MG stromlos, und der Hauptschweißstrom'wird durch Öffnen
des Schützkontaktes MCC abgeschaltet. Auf diese Weise führt die vorbeschriebene
Vorrichtung die "Wärmeintauchtechnik" aus. -Die Abschaltung des Schweißstromes entregt
das Relais RR'I, welches seinerseits das Relais Rt6.abfallen lässt, so dass der
Kontakt RL6/1 öffnet und der Haltestromkreis für das Relais RL1 unterbrochen -wird.
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Es versteht sich von selbst, dass der Zeitkreis 2f'7 und der Verstärker
28 ihre Strangspaannungen nur dann erhalten, wenn (bei geschlossenem Schalter 4)
das Relais RL1 erregt ist und die Kontakte RL1/3 und RL1/4 umgeschaltet hat. Der
Zeitkreis-27 schaltet den-Hauptschweißstrom nach einer Zeitspanne ab" die bei entsprechender
Auswahl der mit dem Schalter 38 verbundenen_Widerstände und bei Benutzung der veränderlichen
Widerstände 49und 50 zur Grobeinstellung des Zeitrelais von solcher Grösse ist,_
daß der Hauptschweißstrom dann während eines -Zeitintervalls geflossen ist, das
der Grösse des Hauptschweißstromes entspricht,
wenn diese Grösse
derart ist, dass die 8 V Ausgangsspannung. am Verstärker 28 erzeugt wird.
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Um auch mit Kalteintauchtechnik}arbeit"en zu können, ist ein Relais
RL8 mit einem dazu in Reihe liegenden Schalter 51 und zwei Kontakten R76/2 und Rh6/3
vorgesehen, die von der Relaisspule RL6 betätigt werden. Das Relais R78 steuert
einen Arbeitsstromkontakt RL8/1 in Parallelschaltung zu dem Kontakt R73/1. Mit dem
Schalter 51 in seiner dargestellten Offenstellung ergibt sich "Warmeintauchen" wie
oben beschrieben. Wenn der Schalter 51 jedoch geschlossen wird, Zieht das Relais
Rh8 infolge Schließung der Kontakte Rh6/2 und R76/3 an, und der Elektromagnet 5
bleibt erregt, bis das Relais R76 infolge Entregung des Relais RR1 bei Ausschaltung
des Hauptschweißstromes abfällt: Somit wird der Bolzen 2 nicht früher losgelassen
und kann nicht früher in die Oberfläche 3 eintauchenibis der Schweißstrom abgeschaltet
ist.
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Wie vorbeschrieben arbeitet das Zeitrelais bei jeder beliebigen` Stellung
der Schalter 36,37 und 38 und schaltet den Haupt= schweißstrom ab, nachdem dieser
während einer Zeitdauer geflossen ist, die der .,Grösse des Schweißstromes entspricht,
die dieser besitzen muss, um bei der betreffenden Stellung der Schalter eine 8 V-Ausgangsspannung
am Verstärker 28 zu erzeugen. Wie bereits festgestellt, -.st es unerwünscht, dass
die Schweissung erfolgt, wenn die Grösse des Hauptschweißstromes ummehr als. 10
% vom Optimalwert abweicht, d.h. von, der Stromgrösse, die eine 8 V-Ausgangsspannung
am Verstärker 28 hervorruft. Um dies zu überwachen, wird die Ausgangsspannung des
Ver, stärkers 28 über eine Zeitung 52 def Überwachungskreis 29 zugeführt.
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D'er überwachungskres J 29 enthält drei Transistoren T.), T10 und
T11, deren Basen an den gemeinsamen Messeleiter C über Dioden 53 bAzH. 54 bzw. 55.
angeschlossen sind. Die- Basis des Transistors T9 ist ferner an die Verbindungsleitung
zwischen einem veränderlichen Widerstand 56 und einem Festwiderstand 57 angeschlossen,
die in Serie zwischen der Leitung 52 und der -6,3 V Leitung liegen, an welche ausserdemder
Kollektor des
Transistors T9 über eine Relaisspule RLA angeschlossen
ist.. Der Transistor T9 .ist normalerweise ausgeschaltet, jedoch -ist der Widerstand
56. so eingestellt, dass, wenn die Spannung .an der Leitung 52 um mehr als: beispielsweise
10 °,6 abfällt, der -Transistor T9 leitend wird und--das Relais RLA erregt wird.
Dieses schließt einen Kontakt RLA/1' zur Erregung: einer Relaisspule ELB, die daraufhin
einen Kontakt RLB/1 schließt und Selbsthaltung-bewirkt sowie ferner die-Kontakte
RZB/2 und RLB/3 schließt. Der Kontakt RLB/2 liegt paral.lelz zum Kontakt RR2/2 und
bewirkt beim Schließen die Erregung des Relais RL7, wodurch der Schweißstrom vorzeitig
abgeschaltet Wird..: Das -schließen des Kontaktes RLB/3 lässt eine Meldelampe 58
ansprechen, um zu erkennen zu geben,. dass die vorzeitige Abschaltung des Schweißstromes
erfolgte, weil dieser zu niedrig war. . .
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Um eine falsche Anzeige für zu niedrigen-Schweißstrom zu verhindern,
wenn dieser dadurch-auftritt, dass die Spannungen der Überwachungskreis @@-»>r 29
vor Einschaltung des Hauptschweßstromes zugeführt werden und .folglich noch kein
Signal an der Leitung 52 ansteht, ist in Reihe zu dem Relais RLA ein Arbeitskontakt
RIA6/4 geschaltet, der nur schließt, wenn das Relais RIG erregt wird, also nur,
wenn der Hauptschweißstrom -das Relais RR1 veranlasst hat, seinen Kontakt RR1'/1
zu schliessen. -.Wenn hingegen der Schweißstrom-im eingeschalteten Zustand innerhalb
der gewünschten -Grenzen liegt, bleibt der Transistor T9 ausgeschaltet. In diesem
Falle wird der Transistor T10 leitend, dessen Basis an die Verbindungsleitung zwischen
einem einstellbaren Widerstand 59 und einem Festwiderstand 60 ängeschlossen ist,
die in Serie zueinander zwischen der.-Verbindungsleitung 52' und dem =6,3 V-heiter
liegen. Hierdurch wird ein '. den Kollektor des Transistors T O mit dem 12 Y-heiter
verbindendes Relais RLC erregt, und dieses schließt einen Kontakt RLC/1 zur Erregung
eines Relais RLD': Dieses wiederum schließt einen Kontakt RLD/1, der ,in Serie zu
einem Arbeitskontakt RI@F/3 liegend, eine Meldelampe 61 aufleuchten lässt" um anzuzeigen,
dass
eine Schweissung wie beabsichtigt stattgefunden hat.
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Der Widerstand 59 ist so eingestellt, dass der Transistor T 1o ausgeschaltet
bleibt, wenn. die Ausgangsspannung des Verstärkers 28 zu niedrig ist. Der Transistor
T11 ist ähnlich dem Transistor T10 mit seiner' Basis an die Verbindungsleitung zwischen
einem-einstellbaren Widerstand 62 und einem Festwiderstand 63 angeschlossen, und
der Widerstand 62 ist so eingestellt, dass der Transistor T1.1 ausgeschaltet bleibt,
sofern nicht die Ausgangsspannung des Verstärkers 28 um beispielsweise 10 % zu hoch
ist und somit anzeigt, dass auch der Schweiß-Strom entsprechend'ku hoch liegt. In
diesem Falle werden sowohl der Transistor T10 wie der Transistor 'T11 leitend. Der
Transistor T11 erregt hierbei ein Relais RLE in seinem Kollektorpfad', wodurch ein
Kontakt RLE/1 geschlossen wird und ein Relais RLF erregt wird, das sich über einen
Kontakt RLF/1 selbst hält: Das Relais RLF schließt ferner einen Kontakt RLF/2 der
parallel zum Kontakt RLB/2 liegt und in gleicher Weise wie dieser die vorzeitige
Abschaltung des Schweißstromes bewirkt. Weiterhin öffnet das Relais RLF seinen Ruhekontakt
RLF/3, so dass trotz geschlossenem Kontakt RLD/1 ein 'Aufleuchten der Lampe 61 verhindert
wird. Schließlich schließt das Relais RLF einen Kontakt RZF/4 und schaltet über
diesen eine Meldelampe 64 ein, die anzeigt, dass die vorzeitige Abschaltung des
Schweiß-Stromes dadurch verursacht wurde, dass dieser zu hoch war.
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Wenn sich die schweißstromgrösse innerhalb der gewünschten Grenzen
befindet, so dass keine vorzeitige Abschaltung erfolgt, wird das Relais RR2 im Zeitkreis
27 am Ende erregt (dabei werden-auch die Relais RLC und RLD erregt), und die über
die Relais RR2 und RLC fliessenden Ströme werden unterbrocken, wenn das Relais RZ1
infolge Abschaltung des Schweißstromes abfällt. Gleichzeitig fällt auch das Relais
RLD ab, da der Kontakt RLG/1 öffnet. Wenn andererseits der Schweißstrom vorzeitig
abgeschaltet wird, bleibt. das--Relais RZB oder das Relais RLF über den Kontakt
RLB/1 bzw. RIF/1 erregt,
obgleich die Speisespannungen -der Transistoren
deg- Über---wachungskreises beim Abfallen des Relais- RZ1 abgeschaltet werden. In
Serie mit den Kontakten RZB1,
und RLF/1 ist deshalb ein normalerweise geschlossener Rückführ-Tastschalter 65 vorgesehen,
der von Hand betätigt werden-kann,. um das Relais RLB oder RZF auszuschalten, wenn
bemerkt wird, dass die Meldelampe 58 oder 64 angesprochen hat.
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Falls erwünscht und falls eine Einstellbarke it der Stromquelle für
zweckmässig erachtet wird, kann ein Servo-Mechanismus vorgesehen werden, der parallel-
zu oder anstelle der Lampen 58 und 64 angeschlossen ist und der auf kraftbetätigte
Einstellvorrichtungen derart leinwirkt, dass diese stufenweise geändert werden.
So kann ein Servomechanismus vorgesehen werden, derden Ausgangsstrom der Energiequelle
um einen bestimmten-Betrag bei jeder Erregung des Relais RZB ansteigen lässt, und,
ein weiterer Servo-Mechanismus, der den Ausgangsstrom der Energiequelle durch einen
gleichbleibenden Schritt bei-jeder Erregung des Relais RLF absinken lässt. Auf diese
Weise kann erreicht werden, dass jeder Versuch einer Fehlschweissung mit zu hohem
oder zu niedrigem Schweißstrom selbsttätig den Schweißstrom in Richtung seiner richtigen
Einstellung korrigiert: Eine einfache und zweckmässige Anordnung dieser Artist schematisch
in Fig.-2 dargestellt.
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Gemäss der Darstellung in Fig. 2 ist die in Fig.1 gezeigte Schaltung
abgewandelt durch Anordnung zweier Relais RLG und RZH parallel zu-den-Meldelampen
58 bzw. 64. Ferner bist eine Schweißstromquelle 66 mit Ausgangsl-eitern.
67 vorgesehen, die- -an*die Klemmen 6 und 7 nach Fig. 1 angeschaltet werden:.
Die Schweißdtromquelle ist vori herkömmlicher Art und enthält Mittel zur Einstellung
der Stromstärke in den Leitern 67:.
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Zur Verstellung der Stromquelle-66 dient ein Elektromotor-68:, dem
Über-Leitungen--69 Strom zum Antrieb in der einen oder' anderen Drehrichtung durch
Schließen der normälerwei-se offenen Kontakte RZG/1 bzw. RZH/Ir zugeführt wird,
die von Relais RLG bzw. RZH gesteuert werden. Zwei Arbeitskontakte RLG/2 und RLH/2
die
in ähnlicher Weise von den Relaisspulen RLG bzw. RLH betätigt werden, steuern die
Erregung eines Zeitrelais 70
über die Stromversorgungsleitung 69, und dieses
Zeitrelais 70 ist so ausgebildet, dass es nach Erregung für eine vorausbestimmte
Zeitspanne einen Ruhekontakt 71 öffnet, der in Serie .zu dem von Hand betätigbaren
Rückführ-Tastschalter 65 liegt. Wenn eine Schweißung eingeleitet wird, jedoch der
Schweißstrom zu niedrig ist, wird ausser der Einschaltung der Meldelampe 58 auch
das Relais RLG betätigt, das die Kontakte RLG/1 und RLG/2 schließt, so dass das
Zeitrelais 70 anläuft und der Motor 68 in-solcher'Drehrichtung eingeschaltet wird,
dass er den von .der Stromquelle 66 gelieferten Strom hochregelt. Nach einer
vom Zeitrelais 70 bestimmten Zeitspanne, während welcher der Motor 68 den Ausgangsstrom
der Stromquelle 66 um einen festgesetzten Betrag hochregelt, öffnet das Zeitrelais
den Schalter 71, do dass das Relais RLB und hierdurch das Relais RLG abfallen und
die Kontakte RIfi3/1 und RLG/2 öffnen, den Motor 68 abschalten und das Zeitrelais
70 in seine Ausgangsstellung zurückkehren lassen. Auf diese Weise wird beim nächsten
Schweißversuch der von der Stromquelle 66 gelieferte Schweißstrom um einen vorausbestimmten
Betrag grösser sein als im vorhergehenden Fall, wo er zu niedrig lag. Diese selbsttätige
stufenweise Nachstellung wird automatisch, wenn erforderlich, bei jedem neuen Schweißversuch
wiederholt, bis der Schweißstrom die vom Überwachungskreis 29 bestimmte zulässige
Grössenordnung erreicht hat. In ähnlicher Weise findet, wenn ein Schweißversuch
einen zu hohen Schweißstrom hervorruft, eine selbsttätige stufenweise Herabsetzung
des Schweißstromes mit Hilfe des Relais RZH und seiner Kontakte RLH/1 und RLH/2
statt, die den Motor 68 und das Zeitrelais 70 steuern.
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Wie oben erläutert, schaltet der Zeitkreis-- 27 in der dargestellten
' .SteIlung'--des Schalters S den Schweißstrom nach einer vorbestimmten Zeitspanne
ab, die durch die Stellung des Schalters 38 bestimmt ist.-Die Widerstände 45 und
45` sind so bemessen, dass ihre Verbindungsstelle, an welche die Basis des Transistors
T6 über den Schalter S angeschlossen ist, ein
Potential von 8 V
gegen Masse aufweist. Diese Potentialdifferenz ist die gleiche wie die Spannung
des Ausgangs-Signals, das am Kollektor des Transistors T5 erscheint, wenn ein Schweißstrom
fliesst, der genau der-die Stellung der Schalter 36, 37 und 38 entsprechenden Größe
besitzt.
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Es ist: deshalb einleuchtend, dass, wenn der Schweißstrom genau die
beabsichtigte Grösse besitzt, das Zeitrelais -den Schweißstrom nachgenau dem gleichen
Zeitintervall abschaltet, ohne Rücksicht darauf, ob sich der Schalter S in der dargestellten
Lage befindet oder in der anderen Zage, in welcher er die Basis des Transistors
T6 mit dem Kollektor des Transistors T5 verbindet. In dieser letzteren Stellung
des Schalters S wird das Zeitrelais 27 jedoch von Änderungen .des Schweißstromes
(innerhalb des vom Überwachungskreis 29 zugelassenen Änderungsbereichs) beeinflusst.
Wenn der Schweißstrom zu niedrig ist, so dass das Ausgangssignal des Transistors
T5 unter 8 V liegt, wird der Kondensator 46 langsamer aufgeladen, und das-Zeitrelais
27 lässt den Schweißstrom eine längere Zeitspanne fliessen bis dieser abgeschaltet
wird.- Wenn der Schweißstrom hingegen vergleichsweise hoch ist, wird er entsprechend
nach einer kürzeren Zeitspanne abgeschaltet.. Im Ergebnis arbeitet das Zeitrelais
27 also, wenn der Schalter Saus der abgebildeten Stellung in die andere Stellung
umgelegt wird, als Stromintegrator und schaltet den Schweißstrom zwar nicht nach
einem vorbestimmten Zeitintervall ab, aber nachdem eine vorbestimmte Energiemenge"im
Schweißstromkrei&geflossen ist.. Der Zeit kreis. der dargestellten Ausführungsform
der Erfindung"kann: deshalb so eingestellt werden, dass es. den Schweißstrom entwe@d-er
nach einer bestimmten, aus: einer-Vielzahl von-feststehenden Zeitintervallen verschiedener
vorgegebener hänge ausgewählten Zeitspanne oder nach einem Energieverbrauch von
bestimmter, aus einer Vielzahl verschiedener Grö=ssen ausgewählter Grösse:abschaltet.
Selbstverständlich kann bei anderen Ausführungsformen der Erfindung def Zeitkreis
auch so be- -schaffen @ sein,' dass es sich nur für. eine dieser beiden Möglichkeiten
eignet. . -
In der vorstehenden Beschreibung ist unterstellt worden,
dass der Überwachungskreis 29 den Schweißstrom vorzeitig abschaltet, wenn dieser
um mehr als 'I0 % von slinem Optimalwert abweicht..Esist jedöch bei einer Ausführungsform
der Erfindung mit einem Zeitkreis : als Stromintegrator, bei dem die Energiezufuhr
für jede Schweißung durch den Schweißstrom im wesentlichen unabhängig von Veränderungen
desselben gegenüber dem Optimalwert ist, eine grössere Toleranzbreite zu= lässig,
und der Überwachungskreis-kann so eingestellt werden, dass er .den Schweißstrom
nur dann abschaltet, wenn seine Abweichungen-vom Optimalwert beispielsweise
20 9ö übersteigen.