DE1920067A1 - Elektrischer Steuerkreis fuer einen elektrischen Verbraucher,der von einer Gleichstromquelle mit Strom hoher Staerke gespeist wird,insbesondere Vorrichtung zum elektrischen Widerstandsschweissen - Google Patents

Description

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PATENTANWÄLTE

DIPL.-ING. F. THIELEKE DIPL.-PHYS. DR. J. FRICKE DR.-INQ. R. DÖRING

BRAUNSCHWEIG , MÖNCHEN

Continental Can Company, Inc., Few York 17, N.Y. /USA,

633 Third Avenue

"Elektrischer Steuerkreis für einen elektrischen Verbraucher, der von einer Gleichstromquelle mit Strom hoher Stärke gespeist wird, insbesondere Vorrichtung zum elektrischen Widerstandsschweißen"

Die Erfindung befaßt sich mit einem elektrischen Steuerkreis zum Steuern, insbesondere Schalten, von elektrischen Strömen sehr großer Stärke.

Es sind zwar bereits Vorrichtungen und Steuerkreise bekannt, welche dazu dienen, Gleichströme hoher Stärke zu schalten, jedoch gibt es keine derartige Vorrichtung oder keinen elektrischen Steuerkreis, mit dem es möglich wäre, Gleichstrom, insbesondere Gleichstrom hoher Stärke, für eine elektrische Last bzw. einen Verbraucher mit großer Schalthäufigkeit und Geschwindigkeit, insbesondere mehrere Haie pro Sekunde» ein- und auszuschalten.

Ein Anwendungsgebiet von Vorrichtungen bzw. elektrischen Steuerkreisen, die das Schalten hoher Ströme ermöglichen, ergibt sich beim Schweißen, insbesondere elektrischen Widerstandsschweißen alt Gleichstrom. Sas U.S,-Patent 1 936

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zeigt eine Vorrichtung zar Konstanthaltung des Gleichstromes,, den ein Gleichstromgenerator liefert. In der Fachwelt wird im allgemeinen vorgeschlagen, Gleichstrom für die Nabtschweissung von Nähten großer Länge zu verwenden, weil sich auf diese Weise bessere, insbesondere gleichförmigere Sehweißnähte ergeben. Ls ist aber auch begannt, daß das An- und Abschalten von Gleichstrom, insbesondere dann, wenn es mit hoher Schalthäufigkeit erfolgen muß und außerdem dann, wenn mit großer Genauigkeit an ganz bestimmten Punkten des Werkstükkes bzw. der Schweißnaht geschaltet werden muß, außerordentlich große Schv/ierigKeiten bereitet. Eines der hauptsächlichen Probleme besteht darin, daß beim Abschalten von Gleichstrom, der Schweißelektroden zugeführt wird, Lichtbögen erzeugt werden. Dieses Entstehen von Lichtbogen ist die Ursache für eine Vielzahl von Schwierigkeiten,beispielsweise Elektrodenverschleiß oder verminderte Qualität der Schweißnänte usw.

Im allgemeinen ist festzustellen, daß alle bisherigen Versuche, eine Gleichstromschweißung durchzuführen, entweder nur einen geringen oder gar "keinen Erfolg gebracht haben; denn es ist bisher nicht möglich. Gleichstrom zum Schweißen mit hoher Folge an- und auszusehalten und die Schaltpunkte bzw. die Schaltstufe mit großer Genauigkeit im Hinblick auf die Lage dieser Punkte an» Werkstück zu steuern.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen elektrischen Steuerkreis zum* Schalten und Steuern von Gleich-

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strömen hoher Stärke, insbesondere eine Vorrichtung zum elektrischen Widerstandsschweißen mit Gleichstrom zu schaffen, bei welcher die vorgenannten Nachteile und Schwierigkeiten vermieden sind.

Bei der Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß der elektrische Steuerkreis so ausgebildet ist, daß er auch dann zu arbeiten vermag, wenn sich in seinem Arbeitskreis bzw. dem Stromkreis des Verbrauchers eine große Induktivität befindet.

Eine Ausführungsform des neuen elektrischen Steuerkreises ist in besonderem Maße für die Verwendung für eine Vorrichtung zur elektrischen Widerstandsschweißung mit Gleichstrom vorgesehen. Insbesondere dient eine derartige Schweißvorrichtung zum Schweißen von Blechzargen, die in die Form zylindrischer Dosenrümpfe überführt werden. Beim Schweißen solcher Dosenrümpfe werden die Blechzargen, aus denen die Rümpfe gebildet werden, zuerst in eine Rohrzylinderform überführt, bei welcher Nahtkanten eine Überlappstellung einnehmen. Danach werden sie einzeln hintereinander mit den Nähten zwischen zusammenwirkenden rollenden Schweißelektroden zur Schweißung hindurchgeführt. Die Dosenrümpfe bewegen sich dabei mit sehr hoher Geschwindigkeit durch die Elektroden und der Strom, der zur Erhitzung und zur Durchführung der Schweißung benutzt wird, weist eine außerordentlich hohe Stärke auf, um eine entsprechende einwandfreie Schweißung der Nähte zu erzeugen.

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Die Abmessungen der Dosenrumpfzargen und die Geschwindigkeit, mit welcher diese zwischen den Schweißelektroden passieren, machen es notwendig, daß der Beginn und das Ende des Stroraflusses durch die Elektroden mit erheblicher Präzision gesteuert werden und daß der Strom steil auf seinen Arbeitswert ansteigt und ebenso steil und scharf aber auch unterbrochen werden kann. Darüber hinaus ist aber auch zu verlangen, daß der Dauer- oder Ruhezustand des Stromes im wesentlichen konstant bleibt.

Die Erfindung beabsichtigt daher, einen elektrischen Steuerkreis zu schaffen, der es erlaubt, einen einer last zugeführten Gleichstrom hoher Stärke in hoher Folge und mit großer Genauigkeit ein- und abzuschalten.

Ein weiteres Ziel der Erfindng besteht in der Schaffung eines elektrischen Steuerkreises für eine Vorrichtung zur elektrischen Widerstandsnahtschweißung metallischer Dosenrumpf zargen, die mit hoher Geschwindigkeit hintereinander durch zusammenwirkende Schweißelektroden hindurchgeführt werden. Die Erfindung sieht dabei vor, daß die Steuerung des Stromes dadurch erfolgt, daß ein Stromnebenweg geschaffen wird, der die Schweißelektroden überbrückt, so daß der Strom so lange nicht vollständig ausgeschaltet werden muß, bevor er nicht wesentlich unter die Stromstärke abgesunken ist, bei welcher kein Schweißen mehr eintritt, wobei der Punkt, an welchem diese Absenkung des Stromes erfolgt

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mit großer Genauigkeit in bezug auf seine Lage auf den Dosenrumpf zargen gesteuert werden kann.

Zur lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe ist bei Verwendung des elektrischen Steuerkreises für eine elektrische Widerstandsschweißvorrichtung vorgesehen, daß eine Einrichtung zur gesteuerten Umkehrung der Polarität der an den Schweißelektroden anliegenden Spannung vorgesehen ist, um einen steilen Abfall der Größe des durch die Schweißelektroden fließenden Gleichstromes zu erzielen und daß eine Unterbrechungseinrichtung zur gesteuerten Unterbrechung des durch die S_chweißelektroden fließenden Gleichstromes vorgesehen ist, um den Schweißvorgang mit großer Genauigkeit an einem bestimmten Punkt des Werkstückes zu unterbrechen.

Bei einer Weiterbildung des elektrischen Steuerkreises für eine Schweißvorrichtung sieht die Erfindung vor, daß eine Einrichtung zur Umkehrung der Polarität der an den Schweißelektroden wirksamen Spannung vorgesehen ist, um einen steilen Abfall der Stärke des durch die Schweißelektroden fließenden Gleichstromes zu erzielen und daß eine weitere Einrichtung zur gesteuerten elektrisch leitenden Überbrückung der Schweißeleketroden bzw. Führung des zwischen den Schweißelektroden fließenden Gleich stromes vorgegeben iit, um den Sohweißvorgang mit hober Genauigkeit an einem bestimmten Punkt der Zarge zu unterbrechen. £

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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen sowie aus den Patentansprüchen.

Pig. 1 zeigt ein Blockschaltbild des elektrischen Steuerkreises.

Pig. 2 zeigt ein Schaltbild einer Einzelheit des Schaltkreises, der Teil des Steuerkreises gemäß Pig.1 ist.

Pig. 2A zeigt ein Diagramm, aus welchem die Arbeitsweise des Schaltkreises gemäß Pig.2 hervorgeht.

Pig. 3 zeigt ein Schaltbild des Startkreises und des Stoppkreises sowie des verriegelbaren Schaltkreises, welche !Teile des elektrischen Steuerkreises gemäß Pig.1 sind.

Pig. 3A zeigt ein Diagramm, aus welchem die Arbeitsweise der in Pig. 3 gezeigten Schaltkreise hervorgeht.

Pig. 4 zeigt das Schaltbild des Schaltkreises und eines Stromsammeikreises, welche Teile des elektrischen Steuerkreises gemäß Pig. 1 sind.

Fig. 5 zeigt das Schaltbild eines Torspannkreises und eines StromsammelkreiBes.

Pig. 6 zeigt einausführliche» Schaltbild eines Doppelimpulßkreises, der Teil des elektrischen Steuerkreis es gemäß Pig.1 ist.

Pig. 7 zeigt Vellenformen, aus welchen die Arbeitsweise des Doppelimpulskreieee hervorgeht.

Pig. 8 zeigt "ellenforaen, aus welches die Arbeitsweise

des in ?ig. 1 festigten elektrischen Steuerkreiae» __?_ -90*047/0-526

ohne Verwendung des Doppelimpulskreises hervorgeht.

Pig. 9 zeigt Wellenformen, welche die Arbeitsweise des in Pig. 1 gezeigten elektrischen Steuerkreises bei Verwendung des DoppelitDpulskreises erläutern.

Pig. 10 zeigt Weilenformen, welche die Wellenformen I_g in Fig. 8 und 9 erläutern.

Es wird nun zunächst auf die Pig. 1 Bezug genommen, in welcher ein elektronischer Steuerkreis 10 in Form eines Blockschaltbildes dargestellt ist. Dieser Steuerkreis 10 dient zur Steuerung von Gleichströmen hoher Stärke, die durch eine Last bzw. einen elektrischen Verbraucher 21 fließen. Ein Wechselstromgenerator 11 erzeugt Drei-Phasen-Wechselstrom, der mittels eines Transformators niedergespannt und anschließend von einem Zweiweggleichrichter 15 in Gleichstrom umgewandelt wird. Der Gleichstrom fließt durch eine Induktivität L^ und durch Leiter 17 und 19 zur Last 21. Der Generator 11, der Transformator 13 und der Gleichrichter 15 können in bekannter Weise ausgebildet werden und brauchen daher zur Erläuterung der Steuerfunktion nicht beschrieben zu werden.

Ein erfindungsgemäß ausgebildeter Schaltkreis 23 sorgt dafür, daß der Verbraucher 21 gesteuert überbrückt wird. Aus dem folgenden ergibt sich die Arbeitsweise dieses Schaltkreises 23, der in Fig. 1 im Blockschaltbild gezeigt ist, wie folgt:

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Der Generator 11 erzeugt Drehstrom, der über den Transformator 13 fließt und vom Gleichrichter 15 gleichgerichtet wird. Ein Gleichstrom I™ (s.Pfeile) fließt von der Klemme 16 des Gleichrichters 15 durch die Induktivität L-. und den Leiter 17 durch die Last und von da aus durch den Leiter 19 zur Klemme 122 des Gleichrichters 15.

Wenn der Schaltkreis 23 in Betrieb ist, dann verursacht er eine Überbrückung des Verbrauchers, so daß der Strom, der dem Verbraucher zugeführt wird, nunmehr durch den Schaltkreis 23 als Nebenschluß fließt. Auf diese Weise wird eine sehr scharfe Verringerung der Stärke des Stromes, der durch die Last fließt, erzielt. Wenn der Schaltkreis 23 wieder außer Betrieb ist, dann fließt der Gleichstrom L- wieder durch den Verbraucher.

Wie im vorstehenden schon ausgeführt wurde, ist eine Ausführungsforro des elektrischen Steuerkreises im besonderen für die Verwendung zum Steuern bzw. Schalten von Gleichstrom vorgesehen, der beim Nahtschweißen von Dosenrumpfen verwendet wird, die in aufeinanderfolgender Reihe aus der Form von metallischen Zargen in die Form geschlossener Dosenrümpfe überführt werden sollen.

Beim Herstellen von Dosen werden die Dosenrumpfzargen 22, die geschweißt werden müssen, zunächst durch eine bekannte Formeinrichtung hindurchgeführt. Zum Zwecke der Erläuterung ist in den Figuren ausschließlich eine Kanten-

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Seitenansicht oder Querscbnittsansicht der Rurapfzargen in vollen Linien dargestellt. Die iOrmeinricbtung (nicht gezeigt) weist ein langgestrecktes metallisches Horn auf und ist mit An briebseinrichtungen ausgerüstet, die sowohl, zur Behandlung als auch zur Förderung der Rumpfzargen 22 dienen und die Rumpfzargen längs eines im wesentlichen parallel zur Verlängerung des Hornes verlaufenden Weges bewegen. Die lOrmeinrichtung biegt die Rumpfzargen aus dem anfänglich ebenen rechteeiförmigen Zustand in die Gestalt eines geschlossenen Zylinders, der das metallische Horn umschließt, wenn sich die Rumpfzargen in Längsrichtung des Hornes bewegen, wobei die Seitenkahten der Rumpfzargen einander treffen und schließlich eine Überlapplage mit relativ geringer Überlappbreite in bezug aufeinander einnehmen. Ein Paar Elektroden 21A (3.J¹Ig.2) ist drehbar in der Nähe des Hornes angeordnet. Es ist so angeordnet, daß die Rumpfzargen 22 zwischen ihnen hindurchbewegt werden, wenn sie sich in Längsrichtung des Hornes verschieben. Bevor jedoch die Rumpfzargen durch die Schweißelektroden hindurchbewegt werden, können die einander überlappenden Nabtkanten durch Punktschweißung in an sich bekannter Weise geheftet werden, um die mechanische Präzision der Nahtbildung zu steigern.

Um eine einwandfreie Qualität der Schweißnaht über die gesamte Länge der Rumpfzargen 22 hinweg zu erzielen, muß der Scbweißstrom den Schweißelektroden 21A vom Beginn

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der Vorderkante der Rumpfzargen bis zur Hinterkante hin zugeführt werden. Es hat sich jedoch als notwendig erwiesen, den Schweißstrom an "bestimmten Punkten nahe der Vorderkante an- und an einem bestimmten Punkt in der Nähe der Hinterkante abzuschalten, damit Erosionen der Elektroden 21A sowie auch der Rumpfzargen vermieden werden, welche normalerweise auftreten würden, wenn Elektroden über die genannten Kanten hinwegrollen, während der volle Schweißstrom fließt.

Nachdem der zylindrische Dosenrumpf geschweißt ist, werden die Enden dieses zylindrischen Rumpfes nach außen umgebogen bzw. gebördelt. Diese Bearbeitung ist eine Vorbereitungshandlung für das Aufbringen von Deckel und Boden.

Bei gewissen Anwendungen dieses Schweißverfahrens hat sich herausgestellt, daß der Bördelrand deformiert wird, reißtι Riese bekommt oder andere Schäden erleidet, wenn der Schweißvorgang bis an das Ende der Rümpfe bzw. bis zur Kante der Zargen bin ausgedehnt wird. Es ist daher notwendig, den Beginn und das Ende des Schweißvorganges mit großer Genauigkeit so zu steuern, daß der Schweißvorgang in genauem Abstand von der Vorderkante beginnt und in genauem Abstand von der Hinterkante endet, damit einwandfreie Bördelarbeiten ausgeführt werden können, ohne daß zugleich infolge zu großer ungeschweißter Strecken an den Kanten der Ruepfzargen undichte Stelle η entstehen. .

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Im allgemeinen werden zur Durchführung einer elektrischen Widerstandsschweißung mit Gleichstrom Ströme in der Stärke

benötigt

von mehreren Tausend AmpereTT und es werden im allgemeinen auch etwa 600 Dosenrümpfe pro Minute oder 10 Dosenrümpfe pro Sekunde geschweißt. Das bedeutet, daß der hohe Schweißgleichstrom zehnmal pro Sekunde an ganz bestimmten Stellen der Dosenrümpfe zum Schweißen eingeschaltet und zur Beendigung des Schweißvorganges abgeschaltet werden muß.

Die Funktion des elektrischen Steuerkreises gemäß Eig.1 wird nunmehr unter Bezugnahme auf seine Verwendung für eine Schweißvorrichtung erläutert.

Es ist jedoch an dieser Stelle zu betonen, daß der erfindungBgemäß ausgebildete elektrische Steuerkreis zum Steuern bzw. Schalten von Gleichströmen, die einer Last bzw. einem Verbraucher zugeführt werden, vielseitig verwendbar ist, jedoch in Verbindung mit einer Vorrichtung zur elektrischen Widerstandsschweißung mit Gleichstrom zu besonderen Vorteilen führt.

Ein Startkreis 25» der beispielsweise einen Fototransistor oder eine andere geeignete lichtempfindliche Einrichtung aufweist, wird durch eine lichtquelle erregt, wenn eine Rumpfzarge 22, die geschweißt werden soll, eine erste Schweißstartposition A (s.Pig.3A) passiert. Dieser Startkreis 25 erzeugt ein Signal, welches einen Einschaltkreis (OS) (manchmal auch als monostabiler Multivibrator

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bezeichnet) 27 aus einem ersten Arbeitszustand in einen zweiten Arbeitszustand überführt und erzeugt ein Signal, das durch einen handbetätigbaren Schalter 30 und Leiter 29 und 29B durch einen Stromsammel- oder -verstärkerkreis 31 geführt wird. Der Stromsamroel- oder -verstärkerkreis erzeugt seinerseits ein Signal, das über einen Leiter geführt wird und das dazu dient, den elektrischen Schaltkreis 23 in den Sperrzustand zu überführen. Dadurch wird jedoch der Schweißstrom durch Unterbrechung des Nebenschlusses gezwungen, ausschließlich durch die Last bzw. den Verbraucher, d.h. also im vorliegenden Fall durch die Schweißelektroden 21A und die zu schweißenden Dosenrumpf zargen 22, zu fließen (s.Fig.2). In der Fig. 2 sind die Schweißelektroden 21a als Rollelektroden dargestellt, obwohl auch andere Elektroden bekannter Ausgestaltungen verwendet werden können.

Wenn eine Dosenrumpfzarge 22 bis zu einem zweiten oder Stoppunkt B (s.Fig.3A) bewegt wurde, dann unterbricht sie einen Lichtstrahl, der von einer geeigneten Lichtquelle ausgeht und von dieser einem Fototransistor oder dgl. zugeführt wird, der einem elektrischen Stoppkreis 35 angehört und der auf diese Weise in den Aus- oder Sperrzustand überführt wird. Dadurch wird jedoch der verriegelbare Einschaltkreis 27 in den Auegangszustand zurückgeführt. Es wird ein zweites Signal erzeugt, das über einen Leiter 130 einem Einschalt- und Stromeammel- bzw. -verstärkerkreis 32 zugeführt wird. Dadurch wieterum

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wird das Signal weitergeleitet und dazu verwendet, daß der Schaltkreis 23 in den Leit- oder Ein-Zustand überführt wird. In diesem Zustand bildet der Schaltkreis 23 einen Nebenwiderstand bzw. eine Brücke für die von den Elektroden 21A gebildete elektrische last und nimmt den Schweißstrom auf. Der Schweißstrom, der durch die Schweißelektrode fließt, wird daher sehr scharf und genau auf einen Wert vermindert, der geringer ist als der Strorawert, bei welchem noch ein Schweißen der Rumpfzargen 22 möglich ist.

Wie aus der Darstellung in Pig. 1 bereits hervorgeht, kann ein Doppelimpulskreis 28 zur wahlweisen Verwendung in Verbindung mit dem elektrischen Steuerkreis vorgesehen sein. Die Aufgabe des Doppelimpulskreises besteht darin dafür zu sorgen, daß die Amplitude bzw. Stärke des Anfangsschweißstromes, der aufeinanderfolgenden Rumpfzargen zugeführt wird, im wesentlichen die gleiohe bleibt wie noch in Einzelheiten an späterer Stelle ausführlich beschrieben werden wird.

Während des Sohweißvorgangee fließt der Schweißgleichstrom durch die Elektroden 21A und die zu schweißende Dosenrumpfzarge 22. Wie ichon im vorstehenden erläutert wurde, ist es notwendig, daß der Beginn und das Ende des Schweißvorganges mit großer Genauigkeit an bestimmten Funkten bzw. Orten auf jeder Rumpfzarge erfolgt. Zu dieser genauen Unterbrechung bow. eu diesem genauen Beginn des Schweißvorganges muß jedooh der durch die Elektroden 21A flies-

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sende Schweißgleichstrom so gesteuert werden, daß die Stärke des Schweißstromes scharf stufenartig verändert werden kann,um beispielsweise den Schweißvorgang zu beginnen, und esmuß auch ein starker Abfall der Stromstärke möglich sein, wenn der Schweißvorgang unterbrochen werden soll.

Der elektrische Schaltkreis 23 dient zum Steuern und Schalten des Schweißgleichstromes, der durch die Elektroden 21A fließt, und sorgt dafür, daß der Schweißstrom mit großer Genauigkeit ein- und ausgeschaltet werden kann. Wie sich noch an späterer Stelle ausführlich ergeben wird, kann der Schaltkreis 23 als aus drei Unterkreisen zusammengesetzt betrachtet werden. Der Schaltkreis 23 weist nämlich eine Einrichtung zur Erzeugung einer Umkehrspannung auf, die eine Spannung erzeugt, die einen Strom zur Folge hat, der dem Strom, der durch die Elektroden 21A fließt,- entgegengerichtet ist, so daß die Stärke des durch die Elektroden 21A fließenden Schweißgleichstromes sehr krass und scharf verringert werden kann. Der Schaltkreis 23 weist außerdem eine mit der Einrichtung zur Erzeugu ig einer Gegenspannung zusammenarbeitenden Einrichtung zur Erzeugung eines Nebenschlusses oder einer Brücke auf, welche den Scbaltstrom von den Elektroden ableitet. Schließlich ist der Schaltkreis 23 auch noch mit einer Spannungs- und Stromscbutzeinrichtung versehen, welche die anderen Elemente des Kreises vor übergroßen Spannungsspitzen und unzulässig großen Stromspitzen schützt, die beispielsweise infolge der dem Kreis innewohnenden oder mit diesem verbundenen

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- 15 Induktivität erzeugt werden können.

Fig. 2 zeigt das Schaltbild des Schaltkreises 23 gemäß ]fig.1. is werden zunächst die einzelnen Verbindungen dieses Kreises und dann die iirbeitsweise beschrieben.

Der Schaltkreis 23 weist zwei pnp-Transistoren 41 und 43 auf, von denen jeder einen.Emitter e, eine Basis b und einen Kollektor c bzw. zu diesen führende Anschlußstücice oder Elektroden aufweist. Es ist zu erwähnen, daß die in den unterschiedlichen elektrischen und noch im folgenden zu beschreibenden Kreisen verwendeten Transistoren herkömmliche übliche Transistoren sind, und daß es sich dabei jeweils um pnp- bzw. npn-Transistoren handelt, von denen jeder einen Emitter, einen Kollektor und eine Basis besitzt. Die Bezeichnungen b, e und c dienen im folgenden auch stets zur Benennung von Basis, Emitter und Kollektor der jeweiligen Tranistoren.

Der Emitter e des Transistors 41 ist über einen Widerstand 45 mit dem Leiter 17 und sein Kollektor c über einen Widerstand 48 und einen Leiter 47 mit einer -15V-Spannungsquelle verbunden. Der Kollektor c des Transistors 41 ist außerdem über einen Kondensator 49 mit einem Leiter 19 und mit seiner Basis b über eine Reihe von Widerständen 51 und einen Leiter 33 mit dem Einschalt- und Sammel- bzw. Verstäricerkreis 32 verbunden. Der Emitter e des Transistors 43 ist über einen Wider-

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stand 53 mit dem Leiter 17, Bein Kollektor c mit dem Leiter 19 und die Basis b über eine Reihe von Widerständen 55 und einen Leiter 34 mit dem Stromsammei- bzw. -verstärkerkreis 31 verbunden (s.Fig.i).

Die Transistoren 41 und 43 sind im Normalzustand so vorgespannt, daß sie im Sperr- oder nichtleitenden Zustand stehen.

Eine Gruppe in Reihe geschalteter Dioden, die mit der gemeinsamen Bezeichnung 57 versehen sind, sind zwischen die Leiter 17 und 19 geschaltet. Die Dioden sind so gepolt, daß sie einen Strom vom Leiter 17 zum Leiter 19 hindurchlassen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind sieben Dioden 57a - 57g vorgesehen. Es können jedoch sowohl mehr als auch weniger Dioden verwendet werden. Es ist weiterhin eine Zenerdiode 59 so geschaltet, daß ihre Anode mit dem Leiter 19 verbunden ist, so daß sie einen Schutz für die Transistoren 41 und 43 bildet. Die Verbindung zwischen Dioden 57f und 57g ist über einen Widerstand 58 mit der -15^¥-Spannungsquelle verbunden, damit die Dioden 57a - 57f in Vorwärtsrichtung vorgespannt werden ,so daß ein gewisser Zündstrom fließt, der Voraussetzung dafür ist, daß die Dioden plötzlich in den Ein-Zustand überführt werden können. Es ist jedoch hervorzuheben, daß die Diode.. 57θ zunächst stets in ihrem Sperrzustaud verbleibt.

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Ein induktives Schaltelement, beispielsweise die bereits erwähnte Reiheninduktivität L_-,, ist in Reihe mit dem Leiter 17 geschaltet. Diese Induktivität L^ dient zur Glättung des Gleichstromes, den der Gleichrichter 15 liefert. Die In- * duktivität L.. dient aber auch dazu dafür zu sorgen, daß die Stärke des Gleichstromes, der vom Gleichrichter ausgeht, unabhängig von Spitzen und Scbaltvorgängen im System konstant bleibt und seinen im wesentlichen konstanten Wert auch dann beibehält, wenn sich der Schweißwiderstand ändert. Eine weitere Punktion der Reiheninduktivität L.. besteht darin zu verhindern ₉ daß ein unzulässig steiler Anstieg des SehweiSstromes während dsr Zeit eintritt, in welcher der Schaltkreis deö Hebemiriderstand in den Leitsiaitand überführt» Daraus ©rgibt sieb ₉ daß die Reitaenisduktivität Jij, dafür sorgt₉ äaß ©ia hoher Äafaageschweiß®trora sur Verfügung stallt, sobald die SctejQilarbeit aaeh ®atsprechender Überführung ä©s Sobaltkreiees 23 ia den A^a-2Ustaad wieder

solle

Bevor 1ώ der B©0ete©ifeiasg fortgsiäcteritten wird₉ soll nochmais nervoi'gQlJotoeK werden₉ daB sos Wiäorstandssebvieißung Glsichströiie in der G-rSieaortouBg τοώ ©inigea Q?a«aend Ampere Stärke verwendet w©2?dera₀ Sas "bedeutet, daS die bereits genannten S^ansistoren 41 bzw. Widerstände 45 und 48 sowie der Kondensator 49 in der Praxis nicht einzeln verwendet werden &öna®a_s sondern daß stattdessen achtzig derartiger Kreiee, die untereinander identisch ausgebildet sind₉ vsrwendet werden müssen und jeweils parallel gesobaXtet sind₉ um die sehr hohen Ströme -18-

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zu handhaben. Wie allgemein bekannt ist, verringert sich der durch einen Strompfad fließende StroiD in seiner Stärke, sobald mehrere Strompfade parallel geschaltet werden. Auch zum Transistor 43 und dem Widerstand 53 werden daher auf diese W_eise eine Anzahl von ca. 160 paralleler Pfade parallel geschaltet, wenn eine in der Praxis verwendbare Ausführung des Steuerkreises geschaffen wird.

Zur Erläuterung der Arbeitsweise des Schaltkreises 43 sei zunächst davon ausgegangen, daß der Wechselstromgenerator einen Wechselstrom erzeugt» der über den Transformator 13 und den Gleiobrictoter 15 fließt. Der Gleichrichter liefert einen Stroü 1_Ψ9 der den Schweißelektroden 2IA sugefufert wird«, Wie sotsoa ®ixiäMit trardej, befinden sich die Transistoren 41 «sä 45 infolge geeigneter Vorspannung im Sperrzustattdo lie Spannung zwischen den beiden Leiters 17 und 19 ist satspreebead niedrig (etwa 1,5V₉ so daß die Dioden 57 siehtleitend Bind«. Hiervon ist bereits der erwähnte Zünüatvow torch die Dioden 57a - 57f ausgenommen* Es wird angeßona^n$ daß der Strom Im durch den Leiter 17 in Richtung der eingezeichnete» Pfeile flisßt und daß ein SchweiBgleicbstroa I„ durch die Schweißelektroden 21A fließt υηά einen Schweißvorgang durchführt«, Es Ist au dieser Stelle zu beachten* äaß der gesamte Strom Im auch durch die Elektroden 21A fließt, eo daß also I^ = I^ ist.

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Es sei nun angenommen, daß ein Stoppsignal erzeugt und von der Basis b der Transistoren 41 und 43 empfangen wird. Dieses Signal gelangt über Leiter 33 und 34 aus den Verstärkerkreisen 31 und 32 an die Basis der Transistoren. Das Signal an der Basis b jedes der Transistoren 41 und 43 ist ein ins Negative gehende Signal, so daß der Transistor in den Leitzustand tiberführt wird und einen Strom Ig₁ führt.

Die bei Betrachtung der !Fig. 2 obere Platte des Kondensators 49 befindet sich im Ausgangszustand auf einem Potential von -15 V, während die untere Platte des Kondensators 49 ein Potential von O V aufweist. Wenn der Transistor leitend wird, dann wird die obere Platte des Kondensators 49 positiv aufgeladen, bis sie das Potential des Leiters 17 aufweist. Da eine plötzliche Veränderung der Ladung eines Kondensators unmöglich ist, steigt das Potential der unteren Platte des Kondensators 49 um einen entsprechenden Betrag an. Dieses plötzlich vorhandene hohe positive Potential an der unteren Platte des Kondensators 49 wirkt als Vorspannung bzw. G-egenspannung. Diese Gegenspannung treibt einen Strom Ij}_ev durch die Schweißelektroden, dessen Richtung der Richtung des Schweißstromes I^r entgegengesetzt ist. Dieser Gegenstrom Ij^_ev> der durch die Elektroden 21A fließt, bewirkt eine Verringerung des Schweißgleichstromes I™-. Hier tritt nunmehr folgender Zustand eint I^ ^>

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Der Kondeasator 49 lädt sieb relativ schnell auf und blokkiert danach einen Gleichstromfluß durch den Transistor 41. Auf diese Yeise wird der plötzliche und dem Schweißstrom lyr entgegengerichtete Gegenstrom Ij>_ev in der Weise -wirksam, daß eine scharfe stufenartige Verminderung der Stromstärke des durch die Schweißelektroden 21A fließenden Schweißgleichstromes verursacht wird.

Es ist zu "beachten, daß bei leitendem Transistor 41 ein hohes positives Signal an den Leiter 19 gelangt. Dadurch wird der Transistor 43 im entgegengesetzten Sinne vorgespannt und wird auch nicht leitend. Der Kondensator 49 entlädt sich jedoch relativ schnell, so daß sich der Kollektor c des Transistors 43 sehr rasch auf einem Potential "befindet, bei welchem der Transistor 43 leitend wird. Der Transistor 43 leitet bzw. führt nun einen Strom Igg, der als Neben- oder Parallelstro m oder Brückenstrom zu dem durch die Schweißelektroden 21A fließenden Strom betrachtet werden kann. Das bedeutet also, daß der Transistor 41 und der Kondensator 49 eine Gegenspannung oder Spannungsumkehr verursachen, welche einen Gegenstrom I_Rev erzeugen, welcher zu rächst eine Verminderung und anschließend schnelle wirksame Abschaltung des Schweißstromes I^ zur Folge hat, während der Transistor 43 einen Nebenweg oder eine Brücke bildet, über welche der von dem Gleichrichter 15 gelieferte Strom bei diesem Zustand fließen kann.

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Es sei nun angenommen, daß ein Startsignal erzeugt wird. Dieses wird von der Basis b des Transistors 43 empfangen. Dabei wird die Treibspannung von der Basis b des Transistors 41 entfernt. (Es ist dabei zu beachten, daß die Basis-Treibspannung an der Basis b des Transistors 41 nur für etwa 150 Mikrosekunden angelegt wird und sieb der Transistor 41 zu diesem Zeitpunkt bereite in seiner Sperstellung bzw. seinem Sperrzustand befindet). Wenn der Strom Ig2» ^^er durch den leiter 17 und &@n Leiter 19 in den durch Pfeile gezeichneten Riebtungen fließt, unterbrochen wiraj dann versucht di© Induktivität L^ ia Pig. 2 auch weiterhin einen Strom in dar bisherigea Bielr&UBg su treiben₀ Dies® ünteruafi luauktioasepaBirangj di© fixe Induktivität I_{1 s} ist relativ groß rad hat eiae hoha Spaxmragsepitss unä auob ®ϊώ@η Iioüsb ladulctioasetroiastoß ia Isdiaktivität fösu» Iadiaktioasgipule ig atsr J?olg©o Ho diode 59 wiM Jsäoeb "bei SsreietieB ©iaes 'bsstiiiiatsB h'öh® l©i-fe@ado Di® Siofi® 57a b®fi®d®"6 sieb aiaob issaits im loitzustasd, Mo Ssaaiiistorsa 41 Osä. 43 wsrden -&®h@T Tor der boliea IatoktioasspansiaagGispitse gaaäeü.st cLus?©! die Eenerdioi© ^3Bd &®n&Qh &nis©k ä©a Sts?as§ ä@s Dioäea 57 gssetoiitat, welühe aaeb Ablauf ®iuer @©wiss@Q Züadssii; für die Mode 57g leitend werden«

Die Fig» 21 seigt dia 2©itbegi©huiag bei d©-r Arbeitsweise der Transistoren 41_S45 ö-©£ Z@aera.ioi.® 59 sowie den Dioden 57a - 57g. Tom Startseitpimkt t - 0 ia Mg« 2A

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ist zunächst der Transistor 41 für etwa 150 Mikrosekunden lang leitend. Nach 150 Mikrosekunden wird der Kondensator 49 erneut in seinen Ausgangszustand zurückgeführt und der Transistor 43 wird für die Dauer von etwa 10 Millisekunden leitend. Nachdem der Transistor 43 wieder sperrt, erzeugt die Induktivität L.. eine Indiiktionsspannungsspitze, die jedoch von der Zenerdiode 59 abgeleitet wird, die für die !Dauer von 6 Mikrosekunden leitend wird und dadurch die Transistoren 41 und 43 schützt. ,Diese 6 Mikrosekundea dauernde Leitfähigkeit der Zenerdiod© reicht aus_s um auch die Diode 57g ia den Leitzustaael su überführen "bzw» zu zünden« (Is ist zu beaobten, öaß fix® Diodaa 57s ■= 57f !bereit® im Is© it sus taust gt©baa)o Die Zeaeräxode 59 und "die 7 felldoB ©iE©m iiefeengsllttS für dsa Stsoa uad ΐ>©- diö Spaaairög_c. vj©lcbe mQnmi su airaer ^erstoruag' der oreia 41 wad 43 führea im

Wie "berelijs esi-?älai;it \-jtird©₉ fließt dusch die Diodan 57® 57f ο im ständiger glindstroia ₉ so daß aussofeliaßlicb die Biofi® 57g" Torgsspaaut isad Ih dem leitsustand übsrfütet werdeia sBisio Auf diese Weise wi2?fi di© .E©it_c die lieb ist, ΏΘ deis gesasjöeis Strang der Dioden 57 zum "brücken oder Awlnehmen der Strosä- iaad -Spannra in den Iieitsustaiad zu liberflilirea₉ erhsblich Terringert ■»

Eine weitere Erläuterung der Besl®hnng®n zwischen den Schweißstro!» 1^,, der äiareb die Sclsweißslsketroden 21A

—23

' " 909847/052S

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fließt und den Strömen Ig^ und Ig₂» ^{die dur}ch den Schaltkreis 23 fließen, sowie Hinweise auf die erforderlichen Einrichtungen zur Erzielung einer genauen Einleitung und präzisen Beendung des Schweißstromes werden noch an späterer Stelle in Verbindung mit dem verriegelliaren Einschaltkreis 27 sowie dem Doppelimpulskreis 28 und dem Sperrkreis 36 sowie dem Stromverstärker 31 und dem Einschalt- und Stromverstärkerkreis 32 gegeben.

Der Startkreis 25 dient dazu, auf optische oder andere Weise festzustellen, daß eine Rumpfzarge in der Position ist, in welcher der Schweißvorgang durch die Schweißelektroden 21A begonnen werden muß. Der Startkreis 25 leitet daher

sein
diejenigen Vorgänge^ durch welche der Schaltkreis 23 außer Betrieb gesetzt oder abgeschaltet wird, so daß der Schweißgieichstrom danach ausschließlich über die Schweißelektroden fließt.

Der Schweißstoppkreis 35 dient dazu, auf optische oder andere Weise festzustellen, daß eine Rumpfzarge in derjenigen Position angekommen ist, in welcher der Schweißvorgang abgebrochen oder beendet werden muß. Dementsprechend leitet der Schweißstoppkreis 35 alle jene Vorgänge ein, die zur Folge haben, daß der Schaltkreis 23 in Betrieb genommen oder in den Arbeitszustand überführt wird, wodurch eine Abnahme des Schweißstromes, der durch die Schweißelektroden fließt, erzielt wird und zugleich ein Nebenweg für den

Schweißstrom geschaffen wird.

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Der verriegelbare Einschaltkreis (OS) 27 dient hauptsächlich dazu dafür zu sorgen, daß das Signal des Schweißstoppkreises 35, das zum Einschalten oder Inbetriebnehraen des Schaltkreises 23 dient und den Schweißvorgang beendet, nicht langer als für eine vorbestimmte Zeitspanne wirksam ist. Der verriegelbare Einschaltkreis 27 kann, bevor die bestimmte Zeitspanne abgelaufen ist, durch den Startkreis 25 wieder in den Ausgangszustand zurückgeführt werden und ist auf diese Weise in der Lage, den Schaltkreis 23 abzuschalten und so einen nächstfolgenden Schweißvorgang einzuleiten.

Die Schaltbilder des Startkreises 25 des Schweißstoppkreises 35 und des verriegelbaren Einschaltkreises (OS) 27 sind in Pig. 3 dargestellt. Es werden auch in diesem Falle wiederum zunächst die Verbindungen beschrieben und im Anschluß daran die Punktion erläutert.

Gemäß Fig. 3 weist der Startkreis 25 einen normal auegebildeten Fototransistor 61 auf, der als npn-Transistor ausgebildet ist. Der Kollektor ο des Transistors 61 ist über einen Leiter 65 und über eine Zenerdiode 66 mit einem Sammelleiter verbunden. Die Verbindungsstelle zwischen der Kathode der Zenerdiode 66 und dem Leiter 64 ist über einen Widerstand 63 an eine +12 V-Spannungsquelle angeschlossen. Die Zenerdiode 66 dient dazu, eine Spannung von +9 V am Leiter 64 und den daran angeschlossenen Schaltelementen bereitzuhalten. Der Emitter e des Fototransistors 61 ist _oc.

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■mit der Basis b eines npn-Transistors 65 verbunden. Der Kollektor c dieses Transistors 65 ist über einen Widerstand mit dem Leiter 64 verbunden, während sein Emitter e über einen Widerstand 69 mit einer -12 V-Spannungsquelle in Verbindung steht.

Der Transistor 61 wird leitend, wenn ein Mehtstrahl einer gesteuerten Lichtquelle }> A auf seine Basis b trifft. Die Lichtquelle ^ A und die Basis b des Fototransistors 61 liegen auf einer gemeinsamen Markierungslinie, welche den Bewegungs- oder Förderpfad der Rurapfzarge 22 streift und welcher in bezug auf die Schweißelektroden 21A so angeordnet ist, daß die angeschlossenen elektrischen Schaltkreise in der Weise betätigt werden, daß der Schweißvorgang bzw. Schweißstrorafluß durch die Schweißelektroden 21A dann eingeleitet oder eingeschaltet wird, wenn eine Euiupfzarge an der Markierungslinie vorbeibewegt ist, so daß die Lichtquelle }k A den fototransistor 61 in den Laitzustand überführt und damit anzeigt, daß die Rumpf zarge diejenige Stellung ©inaimsit ₉ in welcher der Schweißvorgang beginnen muß (s

Der Transistor 65 verstärkt das Signal des Fototransistors 61. Das Signal des Fototransistors 65 wird von seinem Emitter e aus der Basis b eines pnp-TransMors 71 zugeführt. Eine Diode 73 ist mit der Kathode an die Basis b und mit der Anode an den Emitter e des Transistors 71 angeschlossen, um einen Rucks teilst rompf ad für einer* Kondensator 75

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zu schaffen. Der Emitter e des Transistors 71 erzeugt einen Signalimpuls, der über den Kondensator 75 und mit diesem in Reihe geschalteten Widerstand 77 der Basis b eines npn-Transistors 79 zugeführt wird. Die Basis b dieses Transistors 79 ist über einen Vorspannwiderstand 81 und eine Diode 83 an ein -15 V-Potential angeschlossen, während der, Emitter e mit der Verbindung zwischen dem Widerstand 81 und der Diode 83 in leitender Verbindung steht. Der Kollektor c des Transistors 79 ist über einen Leiter 87 mit einer Klemme 90 des verriegelbaren Einschaltkreises OS 27 zur Erzeugung eines Signales verbunden. Diesbezügliche Einzelheiten werden noch an späterer Stelle erläutert.

Während des Betriebes sind die. Transistoren 61,65₉71 und 79 des Startkreises 25 Ie Sperr- oder nichtleitenden Zustand» Wenn ein Lichtstrahl der Lichtquelle "X A die Basis b .des !Fototransistors 61 trifft und dieser dadurch leitend wird_s . entsteht ein ins Positive gehend© Signal, das der Basis b des Transistors 65 angeführt wird₉ welcher'dieses Sigaal verstärkt» Der Emitter e wird in bezug äarauf positiv und sein Signal wird der Basis b' des Transistors 71 zugeführt,' so daß dieser leitend wird und sein Emitter β ebenfalls ins Positive geht.

Das positive Signal am Emitter e des Transistors 71 wird als Signalimpuls über den Kondensator 75 wad. den Widerstand 77 an die Basis b des Transistors 79 weitergegeben, so daß dieser für die Dauer einer begrenzt kurzen Zeit-

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spanne leitend wird. Wenn der Transistor 79 leitet, erzeugt sein Kollektor c ein negatives Signal, das durch den Leiter 87 an die Klemme 90 des verriegelbaren OS Einscbaltkreises 27 gelangt. Die Wirkung dieses Signales besteht darin, den Brücken- oder Überbrückungskreis zu unterbrechen bzw. in den Sperrzxistand zu überführen. Das bedeutet aber wiederum die Einleitung des Schweißvorganges, die in Verbindung mit der Arbeitsweise des Einschaltkreises 27 bereits erläutert wurde.

Der Schweißstoppkreis 35 weist einen npn-Fototransistor 91 auf, dessen Aufbau und Gestalt dem Fototransistor 61 gleicht. Ber Fototransistor 91 ist mit seiner Basis b so angeordnet,, daß diese von einem Lichtstrahl einer Lichtquelle J\ B erregt werden kann. Die Lichtquelle ")\ B und der Fototransistor 91 sind auf einer gemeinsamen Markierungslinie angeordnet, die im Abstand zur Markierungslinie durch die Lichtquelle ^ A und den Transistor 61 verläuft und in Förderrichtung von dieser ersten Markierungslinie angeordnet ist und den Förderweg der Dosenrumpf zargen kreuzt (s.Fig.3A).

Die Lichtquelle j\ B und der Fototransistor 91 sind in bezug atif die Schweißelektroden 21A so angeordnet, daß dann, wenn der Lichtstrahl aus der Lichtquelle J^ B zum Fototransistor 91 durch eine Rumpfzarge unterbrochen wird, die zugehörigen elektrischen Kreise in der Weise betätigt werden, daß der Schweißgleiehstrom, der bis dahin

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durch die Schweißelektroden 21A fließt, abgeschaltet oder zumindest so stark verringert wird, daß der Schweißvorgang unterbrochen wird. (S.!ig.

Der Kollektor c des Transistors 91 ist über einen Leiter ¹93 mit dem Leiter 64 und dem Widerstand 63 verbunden und liegt auf diese Weise auf einem +9 V-Potential, während sein Emitter e an die Basis b eines npn-Transistors 95 angeschlossen ist. Der Kollektor c des Transistors 95 ist über einen Widerstand 97, den Leiter 93 und den Widerstand 63 an das +9 V-Potential angeschlossen, während sein Emitter e mit der Basis eines npn-Transistors 101 verbunden ist. Die Basis b des Transistors 101 ist über einen Vorspannwiderstand 103 mit der -12 V-Spannungsquelle verbunden, während der Kollektor e über den Leiter 93 und den Widerstand 63 an dem +9 V-Potential liegt und der Emitter e über einen Widerstand 105 an die -12 V-Spannungsquelle angeschlossen ist.

Die Signale des Transistors 101 werden von seinem Emitter e über eine Diode 107 der Basis b eines npn-Transistors 109 zugeführt. Die Diode 107 ist so geschaltet, daß ihre Anode mit der Basis b des Transistors 109 in leitender Verbindung steht. Das bedeutet, daß die Diode 107 so geschaltet ist, daß sie ein ins Negative gehende Signal weiterleitet. Die Basis b des Transistors 109 ist über einen Widerstand 111 mit dem gemeinsamen Leiter verbunden, während der Emitter e dieses Transistors unmittelbar an

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den gemeinsamen oder Sammelleiter angeschlossen ist. Der Kollektor des Transistors 109 ist über eine Reihe von Widerständen 113 und 114t die in Reihe geschaltet sind, mit der -12 V-Spannungsquelle verbunden.

Das Signal vom Kollektor c des Transistors 109 wird der Basis b eines pnp-Transistors 115 von der Verbindungsstelle der beiden Widerstände 113 und 114 aus zugeführt. Der Emitter e des Transistors 115 ist mit der -12 V-Spannungsquelle verbunden und der Kollektor c über in Reihe geschaltete Widerstände 119 und 120 an den gemeinsamen Sammelleiter angeschlossen. (Der Widerstand 120 ist in Fig. 3 als innerhalb des Einschaltkreises OS 27 liegend dargestellt). Das Signal des Transistors 115 wird von der Verbindungsstelle zwischen den Widerständen 119 und 120 über einen Leiter einem Kondensator 121 im verriegelbaren Einsebaltkreis OS zugeführt. Der Einschaltkreis ÖS 27 betätigt dann den Schaltkreis 23 und bildet den Bypaß für den Schweißstrom, durch welchen Vorgang die Schweißarbeit in der bereits erläuterten Weise unterbrochen wird. Es wird aber auch ein Signal erzeugt, das vom Schweißstoppkreis 35 über den leiter 130 an den Einschalt- und Stromeammel- bzw. -verstärkerkreis 32 abgegeben wird und dort zu noch zu erläuternden Zwecken verwendet wird.

Die Transistoren 91,95 und 105 des Schweißetoppkreises sind, solange kein Signal von der Basis b des Fototransistors 91 erzeugt wird, im nichtleitenden oder Sperr-

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zustand. Sie werden jedoch leitend bzw. in den Leitzustand überführt, sobald die Basis b des Fototransistors 91 erregt ist. Die Transistoren 109 und 115 sind entgegengesetzt vorgespannt und sind daher bei erregtem Fototransistor 91 im nichtleitenden Zustand.

Zur Beschreibung der Arbeitsweise des Scbweißstoppkreises 35 sei angenommen, der Fototransistor 91 bzw. seine Basis b werde von einem Lichtstrahl der Lichtquelle } B erregt. Der Transistor 91 ist daher leitend und erzeugt ein positives Signal, das der Basis b des Transistors 95 zugeführt wird und ihn in den Leitzustand versetzt. Dadurch wird ein positives Signal erzeugt, das der Basis b des Transistors 101 zugeführt wird und aus&den Transistor 101 in den Leitzustand überführt. Ära Emitter dieses Traasistors wird ein positives Signal erzeugt. Die Diode 107 blockiert dieses Signal jedoch.

Wenn der von der Lichtquelle ^ B zur Basis b des Fototransistors 91 gehende Lichtstrahl beispielsweise durch die zu schweißende Dosenrump'fzarge unterbrochen wird (s.Fig.3A), dann sperrt der Fototransistor 91. Wenn der Transistor 91 sperrt, dann sperren auch die Transistoren 95 und 101. Wenn dies geschieht, dann fällt der Emitter e des Transistors 101 auf ein vergleichsweise stark negatives Potential und erzeugt damit ein negatives Signal^ das über die Diode 107 zur Basis b des Transistors 109 gelangt und diesen in den Leitzustand tiberführt. Der Transistor 109 erzeugt am Kollektor c daira ein Vergleichs- -31·

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weise positives Signal, das über den Widerstand 113 zur Basis b des npn-Transistors 115 gelangt und diesen in den Leitzustand überführt. Der Kollektor c des Transistors wird dadurch vergleichsweise negativer und es wird daher ein negatives Signal in Form eines Impulses über den Widerstand 119 und den Kondensator 121 sowie den Leiter 123 an den verriegelbaren Einschaltkreis OS 27 weitergeleitet, der dadurch in der Weise betätigt wird, daß die Schweißarbeit in der bereits beschriebenen Weise unterbrochen bzw. abgestoppt wird.

Wie schon einleitend erwähnt wurde, besitzt der verriegelbare Einschaltkreis OS 27 einen elektrischen Kreis, der zuweilen als monostabiler Multivibrator bezeichnet wird und dessen besondere Eigenschaft darin besteht, daß er verriegelt, rückgestellt oder in einen bestimmten gewünschten Ausgangszustand zurückgeführt wird bzw. werden kann, bevor eine bestimmte gesteuerte Zeitspanne beendet ist.

Bei Betrachtung der Fig. 3 ist zu erkennen, daß der Einschaltkreis OS 27 einen Kondensator 121 aufweist, der mit der Basis b des pnp-Transistors 125 verbunden ist. Die Basis b des Transistors 125 ist aber außerdem über einen Yorspannwiderstand 127 mit dem gemeinsamen Sammelleiter verbunden, während der Emitter e über eine Diode 129 mit dem gemeinsamen Sammelleiter in Verbindung steht.

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Die VerbindungsBtelle zwischen dem Kondensator 155 und dem Widerstand 136 ist mit dem Emitter e eines npn-Tran>sistors 143 verbunden. Eine Diode 145 ist an den Emitter eeinerseits und an die Basis b andererseits des Transistors 143 angeschlossen, während parallel zur Diode 145 noch ein •Widerstand 147 geschaltet ist. Die Diode 145 hat die Aufgabe, eine Entladungsstrecke geringen Widerstandes zu bilden, mittels welcher ein Kondensator 161 zur Vorbereitung eines folgenden Arbeitszyklus in den Ausgangszustand zurückgeführt bzw. entladen werden kann. Die untere Klemme des Widerstandes 147 ist Über einen Widerstand 138 und eine Diode 159 mit der -15 V-Spannungsquelle verbunden.

Der Kollektor c des Transistors 143 ist über einen Leiter 148 sowie über die Widerstände 149, 151 mit der -15 V-Spannungsquelle verbunden. Außerdem ist der Kollektor c eines pnp-Transistors 153 noch mit dem Kollektor c des Transistors 143 verbunden. Der Emitter e des Transistors 153 ist mit dem gemeinsamen Sammelleiter verbunden, während seine Basis b an die Verbindungsstelle zwischen den beiden Reihenwiderständen 155 und 157 angeschlossen ist.

Der Kondensator 161 und der Reihenwiderstand 163 sind in Reihe zueinander geschaltet und als Ganzes an den Kollektor c und die Basis b des Transistors 143 angeschlossen. Der Verbindungspunkt zwischen dem Kondensator 161 und dem Widerstand 163 ist mit der Klemme 90 über einen

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•Leiter 87 verbunden, der wiederum mit dem Startkreis 25 in Verbindung steht. Die Klemme 90 ist außerdem über eine Diode 165 und einen Reihenwiderstand 167 mit dem Kollektor eines Transistors 301 verbunden. Die Diode 165 ist so gepolt, daß sie ein positives Signal hindurchläßt. Der vorgenannte elektrische Kreis stellt einen Rückkopplungskreis zur Rückstellung des Kondensators 161 für den nächstfolgenden Arbeitsvorgang dar.

Ein npn-Transistor 251 ist mit seiner Basis b an die Verbindungsstelle zwischen den beiden Reihenwiderständen und 151 angeschlossen. Der Emitter e des Transistors 251 ist über eine Diode 253 an eine +12 V-Spannungsquelle angeschlossen. Die Diode 253 ist so gepolt, daß sie einen Strom von der +12 V-Spannungsquelle zur -15 V-Spannungsquelle durch den Kollektor-Emitterpfad des Transistors 251 hindurchläßt. Der Kollektor c des Transistors 251 pendelt daher zwischen +12 V und -15 V je nach Sperroder Leitzustand.

Ein erstes Ausgangssignal des Transistors 251 wird von dessen Kollektor c über einen Leiter 259 dem Vorspannkreis gemäß Fig. 5 zugeführt. Ein zweites Ausgangssignal wird vom Kollektor c des Transistors 251 über einen Widerstand 252 zur Basis b des pnp-Transistors 301 weitergeleitet. Der Emitter e des Transistors 301 ist mit dem gemeinsamen Samroelleiter verbunden, während der Kollektor c über den Leiter 29 an die in FIg. 6 gezeigten elek-

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trischen Kreise angeschlossen ist und außerdem mit dem Rückstellkreis für den Kondensator in Verbindung steht, der im vorstehenden bereits erläutert wurde.

Zur Beschreibung der Arbeitsweise des verriegelbaren Einschaltkreises OS 27 sei zunächst angenommen, daß die zu schweißende Dosenrumpfzarge 22 sich gerade in Richtung auf die Position bewegt, die in Pig. 3A durch gebrochene Linien angezeigt ist und daß infolgedessen bei Erreichen dieser Position der Lichtstrahl der Lichtquelle Λ Β unterbrochen wird. An dieser Stelle oder Position der Dosenrumpfzarge wird der Schweißgleichstrom, der durch die Schweißelektroden 21A fließt, umgeleitet oder überbrückt, damit der Schweißvorgang unterbrochen werden kann. Diese Funktion wird durch den Schweißatoppkreis 35 in der nun erläuterten Weise herbeigeführt.

Wenn das Licht, das die Lichtquelle ^ B aussendet, von der Dosenrumpfzarge 22 unterbrochen wird, tritt der Fototransistor 91 in den Sperrzustand über und veranlaßt daher,

daß auch die Transistoren 95 und 101 gesperrt werden, während die Transistoren 109 und 115 leitend werden trad ein negatives Signal erzeugen, das vom Schweißstoppkreis 35 über den Kondensator 121 an den Transistor-125 des verriegelbaren Einechaltkreises OS 27 weitergegeben wird. Der negative Impuls wird dann durch den Kondensator 121 dazu verwendet, daß der Transistor 125 leitend wird und sein

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Kollektor c ein 'vergleichsweise positives Signal an die Basis b des Transistors 137 weitergeibt. Dieser wird dadurch leitend. Wenn der Transistor 137 leitet, wird ein Strompfad gebildet, der sich vom gemeinsamen Sammelleiter über den Leiter 156, die Widerstände 155 und 157, den Kollektor c und den Emitter e des Transistors 137 sowie die Diode 159 zur -15 V-Spannungsquelle erstreckt. Der Spannungsabfall über dem Widerstand 155* der sich bei dem fließenden Strom einstellt, führt zu einer Vorspannung des Transistors 153, wodurch dieser leitend wird. Wenn der Transistor 153 leitet, dann führt sein Kollektor c über den Widerstand 163 und den Kondensator 161 ein positives Potential an die Basis b des Transistors 143 weiter, wodurch auch dieser Transistor 143 leitend wird. Es wird nunmehr ein Strompfad gebildet, durch welchen die Transistoren 153 und 143 leitend werden können. Dieser Strompfad kann sich vom gemeinsamen Sammelleiter aus über den Emitter e, den Kollektor c des Transistors 153, den Kollektor c, den Emitter e des Transistors 143, den Widerstand 138 und die Diode 159 zur -15 V-Spannungsquelle erstrecken.

Außerdem wird ein Stromsignalpfad hergestellt, der sich vom gemeinsamen Sammelleiter aus über den Emitter und den Kollektor e bzw-, c des Transistors 153» den Leiter 148 sowie die Widerstände 149 und 151 zur -15 V-Spannungsquelle erstreckt. Dementsprechend wird ein positiveres

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(weniger negatives) Potential an der Verbindungsstelle zwischen den Widerständen 149 und 151 erzeugt, das der Basis b des Transistors 251 zugeführt wird und diesen in den Leitzustand versetzt. Wenn der Transistor 251 leitet, wird ein negatives Ausgangssignal von seinem Kollektor c aus über den Iieiter 259 zum Sperrkreis "bzw. Gegenvorspannkreis gemäß Fig. 5 weitergegeben. Das negative Signal des Kollektors c des Transistors 251 wird aber außerdem auch der Basis b des Transistors 301 zugeführt und veranlaßt, daß dieser .leitend wird und ein vergleichsweise positives Signal an die elektrischen Kreise gemäß lig. 6 weiterleitet.

Der Transistor 143 leitet für die Dauer einer Zeitspanne, deren Länge von der Zeitkonstanten des R-C-Gliedes abhängig ist, das aus dem Kondensator 161 und dem Widerstand 163 besteht. Diese Zeitkonstante wird bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäß ausgebildeten Einrichtung so gewählt, daß sie etwa 2,5 Sekunden beträgt. Am Ende dieser Zeitspanne wird der Transistor 143 in den Sperrzustand zurückgeführt. Während der Dauer dieser Zeitspanne "befindet sich der Transistor 143 im Leitzustand, und es werden Signale durch die Leiter 29 und 259 erzeugt, die dem Vorspannkreis 36 gemäß Pig. 5 sowie dem Verstärkerkreis 31 gemäß Pig.5 oder dem Doppelimpulskreis gemäß Fig. 6 in noch zu erläuternder Weise zugeführt werden.

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Der Sperrkreis 36 sowie der Verstärkerkreis 31 befinden sich daher im Ein-Zustand, wodurch der Schaltkreis 23 im Betrieb ist und als Brücke für den Schweißstrom arbeitet und damit den Schweißvergang unterbricht. Wenn nun angenommen wird, daß die nächstfolgende Dosenrumpfzarge geschweißt werden soll, die Position oder den Punkt A erreicht und daher der Fototransistor 61 durch das Licht der Lichtquelle A A erregt wird, dann werden die Transistoren 61, 65, 71 und 79 im Startkreis 25 leitend. Dementsprechend wird die Klemme 50 und der Basisleiter des Transistors 153 negativerer als zuvor, und zwar bevor die 2,5 Sekunden der Zeitspanne abgelaufen sind. Die Transistoren 143, 137 und 153 werden daher gesperrt und der Signalweg oder -pfad bzw. Leiter 259 und 29 gesperrt. Das wiederum führt dazu, daß der Gegenvorspannkreis 36,der Verstärkerkreis 31 und infolgedessen aber auch der Schaltkreis 23 in die Sperrstellung überführt werden, wodurch der Sohweißstrom nunmehr über die Schweißelektroden 21A fließen muß und der nächste Schweißvorgang eingeleitet wird. Dieser Vorgang leitet aber auch die Ladung des Kondensators 161 über die Diode 165, den Widerstand 167, den Leiter 29,eine Klemme a des Handachalters 30 (flg.5) und den Widerstand 303 und 306 ein.

Wenn die Zeitspanne, die awlθohen zwei aufeinanderfolgenden Dosenrurapfsargen vergebt, größer als 2,5 Sekunden ist, dann wird der !Draneistor 143 iß den Sperrzuetaca tiberführt

und der Kondensator 161 über denselben Stromweg, der bereits beschrieben wurde, im 2,5 Sekunden-Intervall entlaß? den.

Der Einschalt- und Stromsammel- bzw. -verstärkerkreis 32, der in Fig. 1 in dem Blockschaltbild gezeigt ist, und dessen Schaltbild in Pig. 4 wiedergegeben ist, dient zum Erzeugen eines Signalimpulses, welcher die Umkehr der Polarität des Transistors 41 verursacht, um diesen in den Ein- und Aus-Zustand bzw. Leit- und Sperrzustand zu überführen.

Die Sohaltverbindungen dieses Kreises werden erst erläutert, wenn dessen Punktion beschrieben wird. Das Eingangssignal für den Verstärkerkreis 32 wird vom Schweißstoppkreis 35 über den Leiter 130 zur Basis b eines pnp-Transistors 171 geleitet. Die Basis b des Transistors 171 ist über Widerstände 181 mit dem gemeinsamen Sammelleiter 211 verbunden. Der gemeinsame Sammelleiter ist mit der oberen Platte (bei Betrachtung von Fig.5) eines Kondensators 187 verbunden, dessen untere Platte über einen Leiter 175 mit der Anode einer Diode 177 in- Verbindung steht, deren Kathode an die -15 Y-Spannunggqimlle angeschlossen ist. Der Emitter e dee !Transistors 171 ist mit dem gemeinsamen Samiaelleiter verbunden und der Kollektor c steht über einen Widerstand 173, den Leiter 175 und di® Diode 177 mit der -15 V-Sparaungsquelle in Verbindung.

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Ein Signaliropuls vom Kollektor c des Transistors 171 wird über einen Kondensator 189 der Basis b eines npn-Transistors 191 zugeführt. Der Kondensator 189 ist mit seiner rechten Klemme (bei Betrachtung der Eig.4) über einen Einstellwiderstand oder ein Potentiometer 203 mit dem Leiter 175 verbunden, so daß ein einstellbares RC-Glied entsteht. Der Kondensator 189 ist außerdem über einen Kondensator und einen Reihenwiderstand 193 des Kreises sowie eine Zenerdiode 195 und Widerstände 197 und 199 mit der Basis b eines npn-Transistors 201 verbunden. Die Zenerdiode 195 ist so angeschlossen bzw. gepolt, daß sie das ankommende Signal an der Kathode erhält. Ein Widerstand 205 führt von der Verbindungsstelle zwischen den beiden Widerständen 197 und zum Leiter 175.

Ein Signalimpuls wird außerdem vom Kondensator 189 aus der Basis b des npn-Transistors 191 zugeführt. Der Emitter e des Transistors 191 ist mit dem Leiter 175 verbunden, während sein Kollektor c über Widerstände 207 und 209 mit dem gemeinsamen Sammelleiter verbunden ist. Die "Verbindungsstelle zwischen den beiden Widerständen 207 und 209 ist mit der Basis b eines pnp-Transistors 213 verbunden. Der Emitter e des Transistors 213 ist mit dem gemeinsamen Sammelleiter verbunden, während der Kollektor an die Verbindungsstelle zwischen dem Widerstand 193 und der Zenerdiode 195 angeschlossen ist.

Der Emitter e des Transistors 201 ist mit dem Leiter 175 verbunden. Sein Kollektor c steht über einen Widerstand · •215 mit dem gemeinsamen Sammelleiter in Verbindung. Ein Transistor 218 ist mit seiner Basis b über einen Widerstand 185 und mit seinem Emitter e über einen Widerstand 219 mit der +12 V-Spannungsquelle verbunden. Dieser Transistor 218 dient zur Steuerung des Vorspann- oder Steuerstromes für die Transistoren 201 und 221.

Das Signal, das vom Transistor 201 kommt, wird von seinem Kollektor c aus der Basis b des bereits genannten pnp-Transistors 221 zugeleitet. Der Kollektor c des Transistors 221 ist mit der -15 V-Spannungsquelle verbunden, während der Emitter e über einen Widerstand 223 an einem Leiter 217 angeschlossen ist. Das Ausgangssignal, das der Transistor 221 liefert, wird seinem Emitter e abgenommen und über einen Widerstand 225 der Basis b eines pnp-Transistors 227 zugeleitet. Der Kollektor c des Transistors 227 ist über einen Wideretand 229 mit der -15 V-Spannungsquelle verbunden, während der Emitter e über den Leiter 35 mit dem Schaltkreis 23 (Fig. 1) in Verbin^- dung steht.

Wie schon erwähnt würde, wird der Schaltkreis 23 in Betrieb gesetzt oder stillgelegt, um einen Bypaß oder Nebenschluß bzw. eine Brücke für den über die Schweißelektroden 21A fließenden SchweißgleichstroiB zu schaffen. Das

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bedeutet, daß beim Durchführen der Schweißarbeit der Schaltkreis 23 in der Aus- oder Sperrstellung sein muß, daß er hingegen zu dem Augenblick, in welchem die Schweißarbeit abgebrochen oder gestoppt werden soll, in den Ein- oder Leitzustand überführt werden muß, damit er als Brücke oder Nebenwiderstand oder Nebenstromweg für den Schweißstrom dient. In Übereinstimmung damit wird der Einschaltbzw. Stromsammei- oder -verstärkerkreis 32 dazu verwendet, den Schaltkreis 23 in den Leit- oder Ein-Zustand zu überführen, wenn die Schweißarbeit abgebrochen werden soll.

Die Arbeitsweise des Verstärkerkreises 32 wird nun erläutert:

Ein negatives Signal, das vom Schweißstoppkreis 35 über den Leiter 130 empfangen und der Basis b des Transistors 171 zugeleitet wird, überführt oder hält den Transistor 171 im Leitzustand. Der Kollektor c des Transistors 171 wird positiv und erzeugt einen positiven Impuls, der über den Kondensator 189 zur Basis des Transistors 191 gelangt und nunmehr auch diesen Transistor in den Leitzustand versetzt. Der Spannungsabfall über dem Widerstand 209 hat zur Polge, daß auch der Transistor 213 leitend wird. Das dadurch entstehende Signal wird vom Kollektor des Transistors 213 abgenommen und zunächs.t über den Widerstand 193 und den Kondensator 190 zur Basis des Transistors191 zurückgekoppelt, damit der Kreis im Leitzustand Jbleibt. Die Dauer, während welcher der Kreis im Leitzustand ver-

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bleibt, wird durch die Zeitkonstante bestimmt', die das aus den) Widerstand 193 und dem Kondensator 190 bestehende RC-Glied aufweist, Einfluß auf diese Zeit hat außerdem der Einstellwiderstand 203. Die KolleKtorspannung des Transistors 213 erscheint als positives Signal an der Zenerdiode 195, und zwar an dessen Kathode. Wenn die Signalspannung an der Kathode die Sperrspannung-übersteigt, dann wird die Zenerdiode 195 leixend und gibt über die Widerstände 197 und ein Signal weiter, durch welches der Tranaistor 2ü1 leitend wird. Wenn der Transistor 201 leitet, erzeugt sein Kollektor c ein negatives Signal, das der Basis b des Transistors 221 zugeführt wird und diesen leitend hält, wodurch dieser wiederum ein negatives Signal von seinem Emitter e aus abgibt, welches den Transistor 227 in den Leitzustand versetzt. Wenn der Transistor 227 leitet, wird sein Emitter e vergleichsweise stärker negativ und dieses Signal wird über den Leiter 33 zur Vorspannung der Basis b des G-egenspannungstransistors 41 geleitet, so daß dieser Transistor 41 in den Ein- oder Leitzustand überführt wird und der Schaltvorgang des Stromsehaltkreises 23 in der bereits erläuterten Weise eingeleitet wird. Es ist zu beachten, daß der Verstärkerkreis 32 dazu dient, ein Einschaltsignal oder einen EinschaItimpuls gesteuerter Länge an den Transistor 41 abzugeben. Bei einem bevorzugten AusfuhrungsbeA;;.-,_: spiel des erfindungsgemäß ausgebildeten elektrischen Steu-_Vi. erkreises ist die Länge dieses Impulses so gewählt» daß .,_., der Transistor 41 für etwa 150 Mikrosekunden im Leitzuständ verbleibt (B.Fig.2A). -43-

.,,, _:., & 0 9847/0525 ^⁰

Der Sperrkreis 36 und der Strofflsammel- b sw „--Verstärkerkreis 31,die in der Pig. 1 im Blockschaltbild angedeutet sind, besitzen den in Fig. 5 in 'Form eines Schaltbildes wiedergegebenen Aufbau. Der Sperrkreis und der Yerstärkerkreis 31 dienen dazu, ein Signal zu erzeugen, durch welches der Transistor .43, welcher den Nebenschluß für den Schweißstrom bildet, in den Leitzustand überführt wird, und sie bilden außerdem eine Stromquelle zur Gegenvorspannung oder Sperrung des Transistors 43, damit dieser möglichst scharf und plötalich oder stufenartig in den Sperrzustand überführt wird, wenn ein entsprechendes Signal vom Startkreis 25 und dem Kreis 27 zur Einleitung des Schweißvorganges abgegeben wird.

Das Ausgangssignal des Transistors 250 vom Einschaltkreis 27 wird über den Leiter 259, den Widerstand 260 und den Kondensator 261 der Steuerelektrode g eines gesteuerten Siliciumgleichrichters 263 üblicher Bauweise zugeführt. Eine Diode 262 ist mit der Anode an den gemeinsamen Samroelleiter und mit der Kathode mit der Verbindungsstelle zwischen dem Widerstand 260 und dem Kondensator 261 verbunden. Die Steuerelektrode g des Sillciumgleicbrichters 263 ist mit dem gemeinsamen Sammelleiter oder Masse bzw. einer Q V-Quelle über eine Diode 265 und einen Widerstand 267 * verbunden, welche parallel zueinander geschaltet sind« Die Diode 265 dient zur Verhinderung des Entstehens einer negativen Polarität an der Elektrode g. Die Anoade a des SiliciuiDgleiohrichtera 263 ist über Widerstände 269 u. 271»

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die in Reihenschaltung verbunden sind, an eine +12 V-Spannungsquelle angeschlossen. Ein Kondensator 272 ist parallel zum Widerstand 269 geschaltet.

Die Verbindungsstelle zwischen dem Kondensator 272 und dem Widerstand 269 ist mit der Basis b eines pnp-Transistors 273 verbunden. Der Transistor 273 ist mit seinem Emitter-Kollektorkreis parallel zum Emitter-Kollektorkreis der zugeordneten Transistoren 277, 281 und 289 geschaltet. Die Emitter e aller dieser Transistoren 273, 277» 281 und 289 sind also über geeignete Widerstände 274, 283, 287 und 291 über einen Leiter 276 mit der +12 Y-Spannungsquelle verbunden» Die Kollektoren c dieser Transistoren sind mit einem gemeinsamen Ausgangsleiter 275 verbunden.

Der Emitter e des Transistors 273 ist mit der Basis b des Transistors 277 verbunden, dessen Emitter e wiederum über einen Widerstand -279 mit der Basis b des Transitors 281 in Verbindung steht. Die Basis b des Transistors 289 ist mit der Verbindungsstelle zwischen den Widerständen 293 und 295 verbunden, welche parallel zu einem Kondensator 297 geschaltet sind. Der Kondensator 297 ist mit seiner oberen Platte (bei Betrachtung der Pig« 5) über einen Leiter 299 und eine Diode 298 an die +12 Y-Spannungsquelle angeschlossen, während die untere Platte mit dem gemeinsamen Saroroelieiter in Verbindung steht,

'"■■■■..■ ' -45-

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Das Signal des Kollektors c des Transistors 301 des Einschaltkreises OS 27 wird über den Leiter 29 der Klemme a des Handschalters 30 zugeführt und geht von dort aus über den leiter 29B und den Widerstand 303 zur Basis b eines pnp-Transistors 305 in dem Verstärkerkreis 31. Die Basis b des Transistors 305 ist über einen Widerstand 306 mit der -15 V-Spannungsquelle verbunden. Der Emitter e des Transistors 305 ist über eine Diode 254 mit der -15 V-Spannungsquelle verbunden, während der Kollektor c über einen Widerstand 307 und eine Diode 310 an den Kollektor c des Transistors 289 angeschlossen ist. Das Signal, das der Transistor 305 erzeugt, wird von seinem Kollektor c aus der Basis b eines pnp-Transistors 311 zugeführt. Der Kollektor c des Transistors 311 ist mit einer -6 V-Spannungsquelle verbunden, während der Emitter e über einen Widerstand 313 j eine Diode 315 mit dem Leiter 275 in Verbindung steht sowie mit allen Kollektoren c der Transistoren 273, 277, 281 und 289 verbunden ist. Das Ausgangssignal des Transistors 311 wird von seinem Kollektor c über den Leiter 34 dem als Nebenschluß oder Brücke für die Schweißelektroden dienenden Transistor 43 des Schaltkreises 23 gemäß Pig.2 zugeführt.

Es wird nun die Arbeitsweise der in Pig. 5 im Schaltbild dargestellten elektrischen Kreise erläutert. Es wird dazu zunächst auf den Signalpfad hingewiesen, der sich gemäß vorstehender Erläuterung durch die Transistoren 305 und

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erstreckt und vorausgesetzt bzw. angenommen, daß diese Transistoren zunächst ins nichtleitenden Zustand sind, was gleichbedeutend damit ist, daß der Transistor 43 gemäß Fig. 2 durch entsprechende Vorspannung im Sperrzustand gehalten ist. Wenn der Basis des Transistors 251 des Einschaltkreises OS 27 ein positives Signal zugeführt wird, wird der Transistor 251 leitend und sein Kollektor c schwingt von einem +12 V- auf ein -15 V-Potential. Der Transistor 301 wird in den Leitzustand überführt und erzeugt ein Signal, das von seinem Kollektor c aus dem Transistor 305 im Verstärkerkreis 31 zugeführt wird und diesen in den Leitzustand führt. Ein negatives Signal wird danach vom Kollektor c des Transistors 305 entnommen und dem Transistor 311 zugeleitet, der ebenfalls in den Leitzustand gerät und ein negatives Signal erzeugt, das der Basis b des Transistors 43 zugeführt wird und diesen in den Ein- oder Leit-Zustand schaltet. Der Transistor 43 wird, wie im vorstehenden bereits erläutert wurde, trotz dieses Vorganges so lange nicht leitend wie nicht der Kondensator 49 über den Transistor 41 entladen ist.

Wenn der Leiter 29 ein Signal erhält, wird vom Kollektor c des Transistors 251, und zwar über den Leiter 259,; den Widerstand 260 und den Kondensator 261, ein Signal erzeugt und der Elektrode g des Siliciumgleicnrichters 263''''züge-, führt. Da der Siliciumgleichrichter 263 im Sperrzustand; . j. ist, hat das negative Signal an seiner Gitter- oder Steuer.^,

ORIGINAL INSPECTED

elektrode keinen Einfluß auf seine Arbeitsweise, Wenn der lins ehaltkreis 03 27 durch ein Signal vom Startkreis 25 oder aber durch Überschreitung der Arfeeitaaeitspamie des Einschaltkreises OS 27 in den Sperrzustand überführt wird, dann wird das positive Signal, das bis dahin zur Basis des Transistors 251 geleitet wurde, unterbrochen. Dementsprechend wird der Transistor 251 in den Sperrzustand überführt und sein Kollektor q schwingt von dem Potential -15 V auf das Potential +12 V. Der Kollektor c des Transistors 251 geht dabei durch das O-Potential hindurch,und das dabei an die !Elektrode g des Siliciumgleichricbtei^s 263 gelangende Signal überfuhrt diesen in den Leitzustand, Wenn der Siliciumgleichrichter 263 leitet, erzeugt der Stromfluß durch den Widerstand 271 einen Spannungsabfall,, durch welchen der Transistor 273 leitend wird und zugleich die Transistoren 277, 281, die sich normaler Weise im Sperrzustand befinden, in den Iieitzustand mitnimmt, Wenn die Transistoren 273, 277, 281 leiten, wird ein Strompfad gebildet, der eine Entladestrecke für den Kondensator 297 bildet, Diese Entladestrecke hat einen sehr niedrigen Widerstand. Dieser Entladekreis erstreckt sich zum Teil über den leiter 275, die Mode 31$ und den Widerstand 313. Es ist zwbeachten, daß bei gesperrtem Transistor 251 auch der Transistor 511 gesperrt ist, so daß der Strom durch die Transistoren 273, 277 und 281 sowie 289 über die Diode? 15 und dem Widerstand. 313 durch die Basis b zuff^vDtöitter e des Transistors 45 (fig.2) fließen muß, ,:■-.-um¹eine Sperrspannung bsw· einen Sperretrom zu erzeugen,

durch welchen der Tranaistor 43 scharf und stufenförmig sperrt. Es ist zu beachten, daß der Transistor 43 nun dazu neigt, einen Gegenstrom zu führen, der also von seinem Kollektor in Richtung auf seinen Emitter fließen will. Ein ■ derartiger Strom besitzt jedoch keinen Einfluß auf die Arbeitsweise des in Pig. 2 gezeigten Schaltkreises.

Der Viaderstand 269 ist ein relativ großer Widerstand und der Strom, der durch ihn hindurehfließt, ist daher nicht ausreichend, um: den Siliciumgleichrichter 263 nach der Beendigung des leitens des Kondensators 272 im Leitzustand zu halten, Der Kondensator 272 versucht,; den Siliciumgleichrichter 263 nur für eine kurze Zeitspanne, nachdem die Transistoren 273, 277 und 281 leitend geworden sind,-leitend zu halten»

Boppelimpulsicreis 28 hat die Aufgabe dafür zu sargen,· daß der Stromfluß durch die Schweißelektroden bei Beginn eines jeden Schweißvorganges; "die gleiche Stärke aufweist wie am Ende des vorangehenden ^c^

In einigen lnwendu:ngsfällen_r b'eispdelsweise beim Arbeitenmit sehr holier SesOhwdnd-igkeit^ arbeitet der? elektrise&e· Steuerkreis gemäß EIg „ΐ auch; cyftüe einenBoppelim 28 befriedigend* Bei a^nde-ren Anwendungen iet es vorteilhaft _r einen Döpp^ilimiitilgkjBeiö zu verwenden», damit der infangssebweißBtrom bei mehresen aufeinanderfolgenden gen einheitiicber oder gleicümäSiger' wl

^DORfGlNAi

•Dementsprechend kann, wie durch den Handschalter 30 in iig.t, 5 und 6 angedeutet ist, der Doppelimpulskreis 28 mit dem elektrischen Steuerkreis gemäß Mg.1 verbunden oder von diesem getrennt werden. Entsprechend werden dann die Ausgänge des verriegelbaren Einschaltkreises OS 27 unmittelbar über die Leiter 29 bzw. 29B mit dem Verstärkerkreis 31 verbunden.

In Jfig. 6 ist das Schaltbild des Doppelimpuiskreises 28 gezeigt. Im folgenden werden zunächst wiederum die Verbindungen erläutert und im Anschluß daran eine Beschreibung der Arbeitsweise vorgenommen. Der Doppelirapulskreis 28 weist einen pnp-Transistor 343 auf, dessen Emitter e mit dem Einschaltkreis 27 verbunden ist, um dessen Signal zu empfangen. Die Basis b des Transistors 343 ist über einen Widerstand 345 mit dem Kollektor c eines npn-Transistors 347 verbunden. Der Kollektor c des Transistors 343 ist mit der Klemme b des Handschalters 30 verbunden-und erzeugt ein Ausgangssignal, das über den Leiter 29B zum Verstärkerkreis 31 gelangt. Wenn der Schalter 30 in der Stellung a steht, wird der Doppelimpulskreis 28 überbrückt und hat keinen Einfluß auf die Arbeitsweise des elektrischen Steuerkreises.

Der Transistor 347 ist mit seinem Emitter e an die -15 V-Klemme angeschlossen, während seine Basis b über einen Einstellwiderstand oder ein Potentiometer 349,einen Widerstand 345» einen Leiter 353 und einen Widerstand 355 mit dem zur Signaleinführung dienenden Leiter 29 verbunden ist.

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192Ü067

Die Basis b des Transistors 347 ist außerdem mit der linke» Gruppe (bei Betrachtung der Fig.6) der Kondensatoren 357 verbunden, welche gesteuert bzw. wahlweise mittels eines Schalters .358 parallel geschaltet werden können.

Die rechte Platte des Kondensators 357e ist mit dem Emitter e eines Einpunkttransistors 359 verbunden, und es werden, abhängig von der Stellung des Schalters 35H, nur einer oder mehrere Kondensatoren'357a-e mit dem Emitter e des Einpunkttransistors 359 verbunden. Der Einpunkttransistor 359 ist in herkömmlicher Ausführung vorgesehen und weist eine Basis B1 und eine Basis B2 auf. Der Emitter e des Transistors 359 ist über einen Einstellwiderstand 361, einen Widerstand 363, einen Leiter 353 und einen Widerstand 355 mit dem Leiter 29 verbunden. Für Zwecke, die noch später erläutert werden, erhält der Einstellwiderstand 349 zusammen mit dem Widerstand 351 das gemeinsame Zeichen R2, während der Einstellwiderstand 361 zusammen mit dem Widerstand 363 das gemeinsame Zeichen R1 erhält. Die Kondensatoren 357a-e werden mit dem gemeinsamen Zeichen C bezeichnet. ' ,

Die Basis B1 des Einpunkttransistors 359 ist mit dem Leiter 353 verbunden,und die Basis B2 steht roit einer -15 V-Spannungsquelle in Verbindung. Eine Zenerdiode 361 ist mit der Kathode an die Basis B1 angeschlossen, während die Anode an der Basis B2 anliegt und stets dann zündet

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— 5"i —

oder stromdurchlässig wird, wenn ein Signal am Leiter 29 anliegt, so daß auf diese Weise das Potential am Leiter 553 geregelt wird.

Die -Arbeitsweise des Doppeliropulskreises gemäß Fig» 6 wird zunächst unter Bezugnahme auf die in Fig. 7 dargestellten Wellenformen erläutert. Danach erfolgt die Funktionsbescbreibung unter Bezugnahrae auf die Diagramme in Fig. 8 und 9 und das Schaltbild bzw» Blockschaltbild in Fig.1. Bei dieser Erläuterung wird lediglieh der Kondensator 257e als mit den* elektrischen Kreis verbunden, betrachtet. Es ist jedoch hervorzuheben, daß die Erläuterung gleich ist, wenn einer oder mehrere der anderen Kondensatoren hinzugeschaltet sind.

Es sei nun? angenonrareiiy ösß der Schalter 30 in der Position steht, die in Fig* 6 eingezeichnet ist,, so daß ein ins Positive gehende Signal vom Leiter 29 am Widerstand 355 und an der Zenerdiodie 363 anliegt trad ein Betätigungssignal erzeugt, das dem Doppelimpulskreis zugeführt wird. Dieses positive Signal wird über die Wiäerstäiidte 12 auf der linken Seite der Fig. 6 dem Kondensator 357© zugefüfert * Das· Signal des Leiters 29 wird: über die» Ifidierstandi 355 _f äeu Leiter 355 sowie die Widerstände Bf an äe*s Emittei? & des Einpxfnkt;trän-359 geführt.

Es.ist zn beachten_r ääß äie transistoren 345 ϊκ^ 347 normalerweise inF Sf^BurEzüBiattü oder nielrtleitetid sind und" daß

infolgedessen normalerweise auch kein Signal am Leiter 29, vorhanden ist. Ein Signal am Leiter 29 hat zur Folge, daß die Spannung an der linken Platte (bei Betrachtung der Fig.6) des Kondensators 57e und an der Klemme 365 in Fig. 6 nahezu augenblicklich stufenartig von O auf den Wert V^ = 0,7 im .Diagramm a in Fig. 7 ansteigt. Die Spannung V^ überführt den Transistor 347 in den Leitzustand. Wenn der Transistor 347 leitet, kann auch der Transistor 343 leitend werden. Wenn der Transistor 343 leitet, dann wird ein am Leiter 29 anliegendes Signal über den Transistor 343, den Handschalter 30 und den Leiter 29B an den Stromsammei- bzw. -verstärkerkreis 31 weitergegeben.

Wenn die Spannung V. der Klemme 365 zugeführt wird, wird eine Spannung V₂ der Klemme 367 zugeleitet. Diese Klemme steht mit der rechten Seite des Kondensators 357e in Verbindung. Die Spannung Vp beginnt anzusteigen, und zwar von einem anfänglich niedrigen Wert in exponentialem Verlauf, der durch die Zeitkonstante des RC-G-liedes bestimmt wird, welches aus dem Widerstand ILund dem Kondensator bzw. der Kapazität C gebildet wird (s!Diagramm b infig*?)* Wenn die Ladung an der Klemme 367 ein vorbestiterates Potential erreicht hat, dann zündet der Einpunkttratisistor 359. Die Spannung an der Klemme 367 fällt dann scharf, wie durch den Verlauf der Kurve b in Fig.7 angedeutet ist* ab. Da jedoch wiederum die Ladung des Kondensators 357e (Kapazität G) nicht augenblicklich abfallen kann,, fällt das Potential an der Klemme 365 um einen entsprechenden

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Betrag al). (S.Verlauf des Diagrammes a in Pig,7)'. Der Transistor 347 wird daher in den Sperrzustand überführt und nimmt auch den Transistor 343 in den Sperraustand mit. (S. Verlauf des Diagrammes c in Pig.7). Der Transistor 347 und mit ihm auch der Transistor 343 bleiben gesperrt, bis die Klemme 365 exponentiell wieder auf das Potential 0,7 (s.Spannung V. in Pig. 7) aufgeladen ist. Bei dieser Spannung wird der Transistor 347 wieder leitend und gestattet auch dem Transistor 343 leitend au werden (s.Diagramm c in Pig.7).

Die RC-Zeitkonstante der Spannung V₁ ist abhängig vom Wert der Widerstände R2 und der Kapazität C. Das Äusgangssignal des Doppelimpulskreises 28 am Ausgangsleiter 29B ist der Doppelimpuls X und Y, der im Diagramm c in Pig.7 wiedergegeben ist. Es ist zu beachten, daß der Signaleingang in den Doppelimpulskreis 28 nun zunächst in den Sperrzustand überwechseln muß, bevor der Einpunkttransistor 359 seinen Leitzustand wechselt bzw. nichtleitend wird, womit die Spannungen Vg und V| nun vergleichsweise konstant bleiben, wie sich auch aus den Pormen der Diagramme a und b in Pig. 7 ergibt«. Dieser Zustand bleibt erhalten, bis das Signal im Leiter 29 unterbrochen wird.

ITunnienr wird auf die Diagramme in Pig.8 Bezug genommen. Diese lassen die Arbeitsweise des Doppelimpulskreises 28 und des Schaltkreises 23 erkennen. Ein Strom I_¥ fließt '' durch die Schweißelektroden 21A gemäß Pig.2, bevor der ■'

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Schaltkreis 23 eingeschaltet wird. Dieser Schweißstrom L^ ist gleich groß dem Strom Iq,, den der Gleichrichter 15 liefert. Am Schaltpunkt A, an welchem der Schaltkreis 23 eingeschaltet wird, ergibt sich ein scharfer Abfall des Scbweißstromes 1^, der durch die Schweißelektroden 21A fließt (s.Fig.8), während der Überbrückungs- oder Nebenschlußstrora Ig, der durch den Schaltkreis 23 fließt, seinen Wert wechselt, d.h. also im vorliegenden Fall im umgekehrten Verhältnis zum Abfall des Schweißstromes I_w ansteigt.

Es ist zu beachten, daß sich der Strom I durch den Schalt-

S kreis 25 aus zwei Komponenten zusammensetzt, nämlich einer Komponente Ig-p die durch den "Transistor 41 fließt, und eine Komponente L^i die durch" den Transistor 43 fließt. Dabei ergibt sich die Beziehung: Ig₁ + Ig₂ - ^q (s.Fig.10). Wie schon an früherer Stelle ausgeführt wurde, bleibt der . Transistor 41 für die Dauer von etwa 150 Mikrosekunden leitend, wie auch in der Fig. 10 durch die gestrichelte Linie dargestellt ist, und der Transistor 43 wird leitend, wenn der Transistor 41 in den Sperraustand übergeht. Der Transistor 43 bleibt dann für die Dauer von-10 bis 30 MiIl-I-sekunden (Fig.3A) leitend. Der Strom In gemäß Fig. 9 setzt sich daher aus dem Strom Ig.. + Ig« zusammen. ■ *

Der Gesamtstrom Im, der durch den Kreis gemäß Fig.2 .fließt/ sobald der Punkt A überschritten 1st, ergibt sich aus ;'-;: ^; "i I₁ = i_tf + l_g: und steigt in einem Verhältnis an, das .'zuiir >■·:.? Teii durch die Beziehung I₁ZRp = Tc bestimmt ist. Der. n? -.;

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ÖAD ORIGINAL

_ 55 —

Begriff Tc stellt in dieser Gleichung die Zeitkonstante dar. L^ ist die Induktivität L^, während Rp die Summe aller Kreiswiderstände in den Spannungsquellen, im Verbraucher, in den Transistoren, im Schaltkreis, die parallel geschaltet sind, bedeutet. Im einzelnen ergibt sich folgende Beziehung:

R . (r ) (R Rp = Spannungsquelle + ^k Verbraucher ' ^v Transistor)

R +R

Verbraucher Transistor

Auf diese Weise steigt der Strom I„, von seinem Wert am Punkt A auf einen höheren Wert am Punkt B an, welcher denjenigen Punkt darstellt, an welchem der Schaltkreis 23 entregt oder gesperrt wird. Am Punkt B fällt der durch den Schaltkreis fließende Strom Ig scharf auf O ab, während der Schweißstrom I^ im gleichen Maße bzw. auf den Wert Ig, ansteigt. Wie bekannt, wird eine gewisse Menge Energie während der Schaltvorgänge verbraucht, ebenso wie auch Energie von der Induktivität L₁ zur Induktivität L₂ übertragen wird (b.S¹Ig.2). Infolgedessen ist der Ge samt st ro© Im,, der nunmehr durch die Schweißelektroden 21A fließt, um einen gewissen Betrag geringer als der Scheitelwert des Stromes Im.

Weim der Strom L·, = %«» ^^er durch die Schweißelektroden 2ΊΑ fließt, abfällt, Ms ein stationärer oder Dauerzustand erreicht ist,, dann vollzieht sich dieser Vorgang mit relativ langsamer Geschwindigkeit. Diese wird zum feil durch, . . _

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die Beziehung (L₁ + L₂)VRt = Tc bestimmt, wobei L₁ die Induktivität L₁ darstellt und Lg die den Schweißelektroden und Leitern der Vorrichtung innewohnende Induktivität darstellt. Rr "bezeichnet den Widerstand des Verbrauchers, der Spannungsquelle, der Sammelschiene in Reihe gesehen. ,Tc ist die Zeitkonstante. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel dee elektrischen Steuerkreises beträgt die Zeitspanne zwischen dem Schaltpunkt B und dem Punkt, an welchem der Strom I_¥, den Dauer- oder stabilen Zustand erreicht, ungefähr 140 Millisekunden.

Es wird nunmehr nochmals kurz zurückblickend davon ausgegangen, daß mit dem Schaltpunkt A begonnen wird. An diesem Punkt steigt der Schweißstrom von einem Anfangswert I- auf einen höheren Wert an, wobei der Anstieg längs der Linie L₁/ Rp α ic verläuft. Am Schaltpunkt B, an welchem; der Schalt*-- kreis 23 abgeschaltet wird, beginnt der gesamte Strom Im= I™ durch die Schweißelektroden 21A zu fließen,, um die nächstfolgende Schweißarbeit einzuleiten.. Es ist erkennbar, daß der Anfangsschweißstrom: Iy_{1 f} der an den Elektroden 2tA am Punkt B zur Verfügung steht, um einen !Differenzbetrag B höher als der Endstrom. I^ ist, der gegen Ende des Schweißvorganges verfügbar ist. Ba es jedoeij vorteilhaft: ist» daß der Schweißvargang aufeinanderfolgender Bosenrumpfzargen mit stets dem; gleichen Schweißstrom erfolgt» damit möglichst einheitliche Sehweißungen ausgeführt werden ,ist der Bifferenzbetrag B am Werte des Anfangs schweiß-' stromes I_Wf beim Beginn der jeweils nächstfolgenden

- 57 Schweißarbeit unerwünscht.

Der Doppelimpulskreis gemäß Fig. 1 dient daher zur Verringerung dieses Differenzbetrages D, wenn von einem Schweißvorgang auf den nächsten übergegangen wird. Es wird zur Erläuterung dieses Vorganges zunächst auf die Pig. 7 und 9 Bezug genommen., und es sei angenommen, daß die Transistoren 347 und 343 des Döppeliropulskreises 28 im Leitzustand sind, so daß der Schaltvorgang durchgeführt werden kann, und zwar innerhalb der Zeitspanne t.. gemäß Fig. 7 und 9. Die Fig. 9 stellt einen Teil der Fig. 8 dar und ist mit dieser vergleichbar. Am Ende der Zeitspanne t^ (s.Punkt F in den Fig. 7 und 9) werden die Transistoren 343 und 347 in den Sperrzustand überführt. (S.Diagramm c in Fig.7). Wenn dies der Fall ist, erzeugt der Doppelimpulskreis 28 ein Signal, das über den Leiter 29B weitergeleitet wird und den Stromsammei- bzw. -verstärkerkreis 31 abschaltet, was wiederum zur Folge hat, daß auch der Schaltkreis 23 abgeschaltet wird, so daß der Strom I^ durch die Schweißelektroden 21A fließt. Am Punkt F geht der Schaltkreisstrom Ig zu O (s.Fig.9), während der Schweißstrom I^ seinen Scheitelwert erreicht. Es ist hierbei zu berücksichtigen., daß das Abschalten des Schaltkreises 23 erfolgt, bevor dieser nor-? malerweise am Punkt B in den Sperrzustand eintritt.

Wie schon einleitend erwähnt wurde, ergibt sieh ein gewis- . ser Energieverlust während der Schaltvorgänge, so daß der Strom Iwtj» der nunmehr durch die Schweißelektroden 2tA .

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fließt, mit seinem Scheitelwert kleiner als der Strom I„, ist. Der Strom L- fließt nun für eine Zeitdauer t« durch, die Schweißelektroden 21A, deren Größe durch die Zeitkonstante des Doppelimpulskreises 28 bestimmt wird. (S. den Verlauf der Diagramme in Fig.7) Am Ende der Zeitspanne t₂ (s.Punkt G- in Fig.9) werden die Transistoren 343 und 347 des Doppelimpulskreises 28 leitend. (S.Diagramm c in Fig.7). Auf diese V._nise wird ein Signal erzeugt, das über den VerstärKerkreis 31 verläuft und den Schaltkreis 23 erneut einschaltet. Ein scharf ansteigender Strom I^ fließt nun durch den Schaltkreis 23 und ein scharfer Stromabfall I_WIT fließt durch die Elektroden 21A. (S.Diagramme mit den Bezeichnungen I_SN urid IL™ in Fig.9). Wie schon einleitend erwähnt wurde, ergibt sich wiederum die Beziehung, daß der Gesamtstrom, der im Kreis gemäß Fig.2 fließt, an diesem Zeitpunkt durch die Beziehung I^ ~ Igjj + ϊ^ ist.

Wenn der Schaltkreis 23 danach erneut abgeschaltet wird, nämlich am Punkt B, dann muß der Strom I^ durch die Schweißelektroden 21A fließen. Durch den graphischen Vergleich in Fig. y ist zu erkennen, daß der Strom I^ auf einen Scheitelwert ansteigt, dessen Differenzbetrag D¹ - . ■ zwischen dem Scheitel und dem Dauerzustand nur etwa halb so groß wie der Differenzbetrag D ist, der entsteht, wenn der Doppelimpulskreis 28 nicht mit dem Steuerkreis gemäß Fig. 1 verbunden ist. Obwohl zur Erläuterung der Arbeite---, weisein Fig. 1 der Differenzbetrag D¹ relativ groß, ge- ,-,_s zeigt ist, hat sich ergeben, daß die Zeiten t₁ und t_P

¹ " ■ -59-

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_ CQ _

gemäß Fig. / und 9 und die Parameter L..,R gemäß Fig.9 empirisch so gewählt werden können, daß der Differenzbetrag D' in der Praxis nahezu jeden Wert im Bereich von 9-Qfo von D oder in entgegengesetzter Richtung 4U$> von D aufweisen kann, was gleichbedeutend damit ist, daß der Anfangsscbweißstrom, der zu Beginn des Schweißvorganges einem jeden Dosenrumpf bzw. einer jeden Dosenrumpfzarge zugeführt wird, nahezu den gleichen Wert aufweist wie der Dauerstrom gemäß Fig.9.

Wie schon einleitend erwähnt wurde», ist dann, wenn die Dosenrumpfzargen mit großer Geschwindigkeit zwischen den Schweißelektroden hindurchgeführt werden, die Zeitspanne zwischen dem Punkt A und B in Fig. 8 und 9 so kurz, daß der auf den Werten L₁ und R beruhende Anstieg nicht groß ist. Für derartige Betriebsweisen wird der Doppelimpuls-

kreis 28 nicht benötigt. In anderen praktischen Anwender dungafallen jedoch,: bei denen der Zeitabstand/zwischen den Punkten A und B liegt, relativ lang ist und bei denen auch der Anstieg» des auf den Werten It. R beruhenden

Ii P

Biagrammveiiauf.es der Ströme groß is;t_t ist es vorteilhafter,, mit dem Doppelimpulskreis 28 zu arbeiten* um, die Arbeitsweise des elektrischen Steuerkreises gemäß Fig..1 mit großer Genauigkeit zu steuern.

Unter kurzer Bezugnahme auf Fig, 2 ist zu erkennen, daß , es vör-teilhaf-tea-st, wenn der durch die Sehweißelektroden 21A fließende Strom während des; Schaltvorganges auf O

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verringert wird, als wenn er auf einen vorbestimmten; niedrigen. Wert abgelenkt wird... Sl.eicbriebter' 400,. die in gestrichelten Linien in Fig. 2 eingezeichnet sind,, können in Reihe zu den SchweißelektrQden 24i. geschaltet werden. Sie Arbeitsehara.kteris.tlk d.es Ereile© gemäß EIg^ 2 bei fernen-' dung der GC^eiebricnter 400^ i^t die gieiebe wie, Qb;ne die/aen Gtleicbricbter, Obyiobl die Erfinduiig im veriiegenden unt©?- Bezu;gnabme auf bevorzugte Ausfüb_;r^;iiJ;n;gpbeis,|)ie.le_i besQbsrleben wurde», ist bervorz^^eu,, ($&% zaftlreicb.e ilbwan^^¹*¹¹· lieb s-ind», Qfen,e vom 'We^sen, und, Inbalt der IJrfindjung; weieben.

Claims (1)

1. Patent^nspriiche

   1. Vorrichtung zum elektrischen widerstandsschweißen, bei der zusammenwirkende Schweißelektroden mit Einrichtungen zum Hindurchleiten von Gleichstrom verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur gesteuerten Umkehrung der Polarität der an den Schweißelektroden (21A) anliegenden Spannung vor-

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   gesehen ist, um einen steilen Abfall der Größe des durch die Schweißelektroden fließenden Gleichstromes (1^) zu erzielen, und daß eine Unterbrecbungseinrichtung zur gesteuerten Unterbrechung des durch die Schweißelektroden fließenden Gleichstromes vorgesehen ist,um den Schweißvorgang mit großer Genauigtceit an einem bestimmten Punkt des Werkstückes (22) zu unterbrechen.

   2. Vorrichtung zum elektrischen widerstandsschweißen von Zargen, die zwischen zusammenwirkenden Schweißelektroden entlangbewegt werden, die mit Einrichtungen zum Hindurchleiten von Gleichstrom verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur Umkehrung der Polarität der an den Schweißelektroden (21A) wirksamen Spannung vorgesehen ist, um einen steilen Abfall der Stärke des durch die Schweißelektroden fliessenden Gleichstromes -("Iy) zu erzielen, und daß eine weitere Einrichtung (23) zur gesteuerten elektrisch leitenden Überbrückung der Schweißelektroden bzw. Führung des zwi-

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   sehen den Schweißeleictroden IJießenden G-Ie ich stromes vorgesehen ist, um den Schweißvergang mit hoher G-enauigKeit an einem bestimmten Punkt der Zarge (22).zu unierüi'echen.

   3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur gesteuerten LTm^e η rung der Polarität der an den Schweißelektroden (21ii.) wirksamen Spannung eine exe.^trische Schalteinrichtung (2?) aufweist, welche sich normalerweise im elektrisch offenen Zustand befindet und mit der eine Platte e^nes mit wenigstens einem Plattenpaar ausgerüsteten Kondensators (<+·-)) elektrisch leitend verbunden, ist, wobei diese Platte.normalerweise auf ein bestimmtes elektrisches Potential aufgeladen ist, während die andere Platte mir der von den Schweißelektroden (21A) und dem V/er^stücK (22) gebildeten elektrischen" Last leitend verbunden ist, so daß bei Überführung der Schalteinrichtung (23) in den eleKtrlsch. geschlossenen Zustand ein augenblicklicher Anstieg des Potentiales der einen Platte des Kondensators .gemäß ,einer Stuf.enfunictxon und zugleich ein entsprechender Anstieg des .Potentiales. der aweiten Platte des Kondensators eintritt. , ; ...,..; . ,

   4„. -Vorrichtung nach Anspruch-1, d, a, .d u r c h .

   ..g. e k .e. η η ζ .e i c. h η .e t, daß in den .Schweißkreis

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   eine Induictivitat (l·,) eingeschaltet ist, um die ütänce des. Sebweißgleichstromes (Iw) im wesentlichen Konstant zu hy !ten, und daß die Finrientung (41) zur augenblicklichen Umkehr der Polarität der Spannung eine Verminderung der· Stärke des ocrh-weiBgleichs^iO^es bis unter einen z-ur i ufrechterhaltwBg des, Sehweißvorganges erforderlieben; M'indestw.ert verursacht.

   V.orrieb.tu.ng nach: Anspruch 4,, d a d vt r q- h, g e \ e η. η ζ e. i c Ii η e t, daß eleictrisehe Schutz-

   en C&7»>9) Torgeseben sind;,, um Spannungausnct -stoße zu tiberbriiciren.t die 1>eiip_; Wiederbern; des Arbeit: awert es des; Sip-byieißgleic-bstiOtBes "C Jw) die-r/ €ϊΐίΕ<3Ϊ!ί diie^ Serawe-iBeilektrQdieB (2tA) fließt,, auftreten.

   eine forariebtiing -er= labte raetalligeber l bei der ein: Ι#θΐ- z^sammeB-wirite "^Q^ einer (|leiqbstromqiaelle ges,peist I I ä i ϊ Q; l! g e Ic e β. η ζ· e i e b ft e t,, daß

   i {%%} als leitende Bviiexe

   mt; den ao-bweiieleittr-Qden {2iA} gtaebaltet «ndj in; eirien iirbtitagystsiftife feei dem der- Sebweißdiegeb:Viei§eleJfctrogen flieit,. t^^fi©¹ e.ineni r; ist* b,§r diem der igbvieii^

   dien M^teßde^ ab^fgleitet

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   von der Bewegung von Dosenrumpfzargen (22) längs eines zwischen den Schweißelektroden (21A) hindurch verlaufenden Weges in den Arbeit's zustand oder in den Pausen— ziBfcand überführt.

   7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung für den Schaltkreis (23) eine erste lichtempfindliche elektrische Einrichtung (61) aufweist, die zum Erfühlen und Feststellen der Anwesenheit und ..Fortbewegung der Dosenrurapfzargen (22) an einem ersten Punkt (A) der zwischen den Schweißelektroden (21A). hindurch verlaufenden Bewegungsbahn dient, während eine zweite lichtempfindliche elektrische Einrichtung (91) zum Erfühlen und Feststellen der Anwesenheit und Be-. wegung von Dosenrumpfzargen (22) an einem zweiten Punkt (B) des zwischen den Schweißelektroden hindurch verlaufenden Weges vorgesehen ist, und daß ein elektrischer Stoßkreis (27) vorgesehen ist, der in einen ersten LeItzustand überführbar ist, wenn die erste lichtempfindliche elektrische Einrichtung die Anwesenheit einer Dosenrumpfzarge feststellt und der außerdem in einen zweiten Leitzustand überfübrbar ist, wenn die zweite lichtempfindliche elektrische Einrichtung die Anwesenheit einer Dosenrumpfzarge feststellt und der dabei Signale zur Betätigung bzw. Überführung des Schaltkreises (25) in Arbeite- bzw* Pausenzustand erzeugt, wobei beim Arbeitszustand des Schaltkreises Schweißstrom (l_w)

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   durch die Schweißelektroden (21A) fließt und der Schweißvorgang abläuft, während der Schaltkreis (23) im Pausenzustand den Schweißstrom in einen Nebenweg von den Schweißelektroden (21A) ableitet.

   8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch

   ' gekennzeichnet, daß mit den Schweißelektroden (21A) Gleichrichter (400) in Reihe geschaltet sind, um die Stärke des Schweißstromes (I_w) gesteuert auf den Wert Null zu senken.

   9. Vorrichtung nach Anspruch 7» d a d u r c b gekennzeichnet, daß der elektrische Stoßkreis (27) mit einem verriegelbaren elektrischen Stoßkreis ausgerüstet ist, der für die Dauer einer gesteuerten vergleichsweise langen Zeitspanne im zweiten Leitzustand verbleibt, bevor er normalerweise in den ersten Leitzustand zurückkehrt, in welchen er jedoch zurückkehrt oder verriegelt ist, sobald die erste lichtempfindliche elektrische Einrichtung (61) eine weitere Dosenruropfzarge feststellt.

   10. Vorrichtung nach Anspruch I₉ d a du r ch g θ k e η η ζ θ i oh η e ty daß ein mit dem elektrischen Stoßkreia (27) leitend verbindbarer Impulakreis vorgesehen ist» der Mittel aufweist, xm ein vora Stoßkreis kommendes Signal zu empfangen und in ein

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   Doppelimpulsausgangasignal umzuwandeln, das zum Erregen und Entregen des elektrischen Schaltkreises In der Folge "An"-"Aus"-"An dient, so daß der durch den abnehmenden Scheinwiderstand des Schaltkreises und die parallel dazu geschalteten Schweißelektroden fliessende Strom -vor einem Überschreiten eines bestimmten Wertes gehindert wird.

   11. Elektrischer Kreis nach Anspruch 10, d a d u roh g .e k e η η zeichnet, daß der Impulskreis (28) "An"-"Aus"-"An"-Impulse erzeugt, wobei der Strom während des ersten "An"-Impulses eine bestimmte Zeitspanne lang durch den elektrischen Schaltkreis fließt, danach : während des "Aus"-Impulses eine bestimmte Zeitspanne lang unterbrochen ist und alsdann während des darauffolgenden "An"-Iropulses wieder eine bestimmte Zeitspanne lang durch den Schaltkreis (23) fließt, so daß verhindert wird, daß der durch den Schaltkreis und die Schweißelektroden (21A) fließende Strom bestimmte Stromstärkewerte überschreitet und wodurch der bei Beginn eines jeden Sohweißvorgänges duroh die Schweißelektroden fließende Strom in seiner Stärke in bezug auf die Stärke des gegen Ende des Sohweißvorgangesdurch die Schweißelektroden fließenden Stromes steuerbar ist.

   12. Elektrischer Steuexkreis für einen elektrischen,Verbraucher bzw. eine elektrische JMSt₁ die von einer Qleicbstromquelle gespeist wird und an die elektrische

   Leiter angeschlossen sind, dadurch g e k e η η ζ ei c h η e t, daß mit den elektrischen Leitern (17,19) eine Einrichtung zur gesteuerten Erzeugung einer dem durch die Last fließenden Gleichstrom (1^) entgegenwirkenden Spannung verbunden ist, ^λ<βό daß die Stärke des durch die Last fließenden Gleichstromes nach Art einer Stufenfunktion verringerbar ist.

   13. Elektrischer Steuerkreis, der mit einer elektrischen Last (einem elektrischen Verbraucher) verbindbar ist, die mit Gleichstrom gespeist wird, da durch gekennzeichnet, daß der Steuerkreis eine Einrichtung zur gesteuerten Erzeugung einer Spannung aufweist, welche einen dem durch die Last fließenden Gleichstrom (1^) entgegengerichteten Strom (Ij^_ev) erzeugt und auf diese Weise eine im wesentlichen stufenartige Senkung der Stärke des durch die Last fließenden Gleichstromes verursacht, und daß eine Schalteinrichtung (23) vorgesehen ist, die so betätigbar ist, daß "Ein"- und "Aus"-Schaltzustände 'des durch die Last fließenden Gleichstromes herbeiführbar sind, wobei die Einrichtung zur Erzeugung der Gegenspannung sowie die Schalteinrichtung zur exakten Steuerung des durch die Last fließenden Gleichstromes in Wirkverbindung überführbar sind.

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   14. Steuerkreis nach Anspruch 13, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t, daß die Einrichtung zur Erzeugung iLer Gegenspannung eine in einen "Ein"-/und einen "Aus"-Zustand überführbare Schalteinrichtung aufweist und mit einem Kondensator (49) ausgerüstet ist, der wenigstens ein Paar Kondensatorplatten aufweist, von denen eine mit der Schalteinrichtung (23) leitend verbunden und normalerweise auf ein "bestimmtes Potential aufgeladen ist, während die andere Plattemit der elektrischen Last leitend in Verbindung steht, so daß das Potential an den Kondensatorplatten stufenartig ansteigt, wenn die Schalteinrichtung in den Geschlossenzustand überführt ist. .

   15« Steuerkreis nach Anspruch 13, da durch gekennzeichnet, daß in den Stromweg des Gleichstromes (1^) eine Induktivität (I^) eingeschaltet ist, welche zum Filtern des G-Ie ich stromes dient, die Stromstärke frei von Spitzen und auf einem im wesentlichen konstanten Wert hält und die Zeitkonstante des Lastkreises vergrößert. '

   16. Steuerkreis nach Anspruch 13» da d u r c h g e k β η η ζ e i ohne t, daß die Einrichtung zur Erzeugung der Gegenspannüng lind, die Schalteinrichtung parallel zur elektrischen Last geschaltet eind, so daß die Schalteinrichtung (23) gesteuertals Nebenweg zur Ableitung des Gleichstromes (!«) von der I«ast dient.

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   17. Steuerkreis nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zur Einrichtung zum Erzeugen der Gegenspannung sowie zur Schalteinrichtung (23) einer Schutzeinrichtung (57,59) geschaltet ist, und daß die Schutzeinrichtung in leitendem Zustand gehalten ist, um' bei unzulässig ansteigender Spannung an der Schalteinrichtung und der Einrichtung zum Erzeugen der Gegenspannung für eine Senkung unter den zulässigen Höchstwert zu erzielen.

   18. Steuerkreis nach Anspruch 17, dad ure h

   -ge'kennzeichne t, daß die Schutzeinrichtung eine Zenerdiode (59) aufweist.

   19. Steuerkreis nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Dioden (57a-g) in Reihenschaltung als Schutzeinrichtung vorgesehen sind, und daß wenigstens einige dieser Dioden von einem Dauerstrom durchflossen sind, damit sie in möglichst kurzer Zeit ihre volle Leitfähigkeit erhalten.

   20. Elektrischer Steuerkreis für eine last bzw. einen Verbraucher, der mit Gleichstrom hoher Stärke gespeist wird, da durch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur gesteuerten Erzeugung einer Gegenepa anting vorgesehen ist₈ welche eisen kisrzfrissigen dem Gleichstrom entgegengerioh te ten. SiSrOiD-(Ig₆₇)

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   erzeugt und auf diese Weise ein scharfes .Abnehmen der Stärke des durch den Verbraucher fließenden Gleichstromes (Ity) verursacht, und daß eine Schalteinrichtung (23)· vorgesehen ist, welche gesteuert betätigbar ist, um den durch die last fließenden Gleichstrom ein- und auszuschalten, wobei die Einrichtung zur Erzeugung der Gegenspannung und die Schalteinrichtung in Wirkverbindung überführbar sind, um den durch die Last fließenden Gleichstrom zu steuern.

   21. Elektrischer Steuerkreis für einen Verbraucher bzw. eine Last, die mit Gleichstrom hober Stärke gespeist wird, nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum Verbraucher eine erste Transistoranordnung (41) und in Reihe mit dem Kondensator (49) eine zweite Tranästoranordnung (43) vorgesehen ist, wobei die Transistoren der zweiten Anordnung paarweise parallel zu denen der ersten Anordnung geschaltet sind und der Kondensator mit einer Spannungsquelle für ein Vorspannpotential leitend verbunden ist, während Einrichtungen vorgesehen sind, um die Translatoren gesteuert und abwechselnd in den Leitzustand oder den Sperrzustand zu überführen, wobei die Transistoren der zweiten Anordnung bei Überführung in den Leitzustand das Potential des? Kondensators auf dea Verbraucher Übertrages und an diesem eine Spannung, erzeugen, die einen dem durofe den V-erteauobear fließen-

   den Gleichstrom (X^) entgegengeriohifeteia Strom (

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   verursacht und auf diese Weise zu einer.scharfen Verringerung der Stärke des durch den Verbraucher fliessenden Gleichstromes führt, wobei die im Leitzustand befindlichen Transistoren der zweiten Anordnung bewirken, daß die Transistoren der ersten Anordnung den Sperrzustand einnehmen, und daß der Kondensator (49) für eine schnelle Entladung vorgesehen ist und dadurch die Transistoren der ersten Anordnung so vorspannt, daß sie den Sperrzustand einnehmen, so daß der gesamte Strom der Transistoren der zweiten Anordnung durch den Verbraucher fließt, während die Transistoren der ersten Anordnung in ihrem Iieitzustand einen Hebenschluß für den Verbraucher bilden und den durch den Verbraucher fließenden Gleichstrom vom Verbraucher ableiten.

   22. Elektrischer Steuerkreis nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Transistoranordnung (41,43) eine Vielzahl parallel zueinander sowie parallel zum Verbraucher geschalteter Transistoren aufweisen.

   23. Elektrischer Boppel-Impulskreis, der mit einer Spannungsquelle für ein Vorspannpotential leitend verbunden ist und einen Eingangsleiter zum Empfangen eines Signales aufweist, da durch gekennzeichnet, daß mit dem. Eingangsleiter (29,29B) eine elektronische Schalteinrichtung verbunden ist, die abhängig von der Höhe gesteuert zugeführter Spannungen in einen "Ein"-

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   und einen "Aus"-Zustand überführbar ist und dabei für das void Eingangsleiter zugeführte Signal gesteuert leitend oder nichtleitend ist, und daß ein Stromtor (359) vorgesehen ist, welches, wenn die angelegte Spannung eine bestimmte Höhe erreicht, leitend wird und danach leitend bleibt, und daß ein erster und ein zweiter Widerstand (351,349) sowie ein Kondensator (357) mit wenigstens zwei Kondensatorplatten vorgesehen sind, wobei die erste Kondensatorplatte über den ersten Widerstand und die zweite Kondensatorplatte über den zweiten Widerstand (361,363) mit dem Einga^sleiter (29) leitend verbunden sind, wobei die erste Kondensatorplatte zusätzlich mit der elektronischen Schalteinrichtung (347), die zweite Kondensatorplatte zusätzlich mit dem Stromtor (359) in elektrisch leitender Verbindung stehen, und daß ein über den Eingangsleiter (29) aufgenommenes Eingangssignal zunächst einen plötzlichen Anstieg des Potentiales der ersten Kondensatorplatte auf einen ersten Wert verursacht, durch den die elektronische Schalteinrichtung in den "Ein"-Zustand überführt und für das Signal leitend wird, so daß ein erster Ausgangsimpuls (X) entsteht, während sich die zweite Kondensatorplatte abhängig von der Zeitkonstanten des aus dem Kondensator und dem zweiten Widerstand bestehenden R-C-Gliedes exponentiell auf ein Scheitelpotential auflädt und das Stromtor in den Leitzustand übertritt, sobald das Potential der zweiten Kondensatorplatte eine bestimmte Höhe erreicht -73-

   hat, so daß ein stufenartiges Abfallen der Spannung an der zweiten Kondensatorplatte und eine entsprechende Verminderung der Spannung der zweiten Kondensatorplatte eintritt, wodurch die elektronische Schalteinrichtung in den "Aus"-Zustand Übertritt und die Spannung an der ersten Kondensatorplatte abhängig von der Zeiiäonstante des aus dem Kondensator und dem zweiten Widerstand bestehenden R-C-Gliedes exponentiell ansteigt, bis ein Potential erreicht ist, bei dem die elektronische Schalteinrichtung in den Leitzustand überführt und ein zweiter Ausgangssignalimpuls (Y) erzeugt wird.

   24· Elektrischer Doppel-Impulskreis nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Schalteinrichtung einen ersten und einen zweiten Transistor (347,343) mit Emitter, Basis und Kollektoranscblußstüoken (e,b,o) aufweist, wobei der Emitter (e) des ersten !Transistors (343) leitend mit dem Eingangsleiter (29) verbunden ist, während der Kollektor (o) zum Erzeugen eines Ausgangssignales geschaltet ist und die Basis (b) mit dem Kollektor (o) des zweiten Transistors (347) in leitender Verbindung steht, dessen Emitter (e) an eine Spannungsquelle für ein Vorspannpotential angeschlossen ist, und daß der Kondensator (357) mit seiner eraten Platte an die Basis (b) des ersten Transistors (347) angeschlossen ist, un diesen isur Steuerung dta Signaldurohganges

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   gesteuert auf Sperr- oder auf Leitpotential zu heben.

   25. Elektrischer Kreis nach Anspruch 23, dadurch gekennze ichnet, daß das Stromtor (559) einen Punkttransistor aufweist, dessen Emitter (e) mit der zweiten Platte des Kondensators (357) verbunden ist, während eine Basiselektrode (B..) mit dem Eingangsleiter (29),die andere Basiselektrode (Bp) mit einer Spannungsquelle für ein Vorspannpotential in Verbindung steht.

   26. Elektrischer Kreis nach Anspruch 23» dadurch gekennze ichnet, daß der Kondensator (357) aus einer Vielzahl einzelner Kondensatoren (357a-357e) zusammengesetzt ist, welche gesteuert parallel zueinander schaltbar sind.

   27. Elektrischer Kreis nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Widerstand (349,361) einstellbar ausgebildet sind.

   28. Elektrischer Kreis nach Anspruch 24₉ dadurch gekennzeichnet, daß als erster Transistor ein "pnp^fransistor und ale zweiter Transistor ein ^Ilnpn^w-Transistor vorgesehen ist.

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   29. Elektrischer Kreis nach Anspruch 25, dadurch ge kennzeichne t, daß parallel zu den beiden Basiselektroden (B.. ,B₂) des Punkttransistors (559) eine Zenerdiode (363) geschaltet ist, um eine geregelte Arbeitsspannung dieses Transistors zu schaffen.

   30. Eleictrischer Doppel-Impulskreis, der an eine Spannungsquelle für ein Vorspannpotential angeschlossen und mit einem Eingangsleiter zum Empfangen eines Signales ausgerüstet ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Punirttransistor (359), der zwei Basiselektroden (B.. ,Bp) und eine Emitterelektrode (e) aufweist, mit einer Basiselektrode (B₁) an den Eingangsleiter (29) und mit der anderen Basiselektrode (B„) an die Spannungsquelle angeschlossen ist und ein erster und ein zweiter Transistor (343,347) jeweils mit Emitter-, Basis- und KollefctoreleJctroden vorgesehen sind, wobei der erste Transistor mit dem Emitter an den Eingangsleiter angeschlossen mit dem Kollektor zum Erzeugen eines Ausgangssignales geschaltet und mit der Basis an den Kollektor des zweiten Transistors angeschlossen ist, dessen Emitter leitend mit der Spannungsquelle in Verbindung stent, und daß ein erster und ein zweiter Widerstand (349,361) sowie ein Kondensator (357) mit wenigstens zwei Kondensator-* platten vorgesehen sind, wobei die erste Kondensatorplatte über den ersten Widerstand mit dem Eingangsleiter und außerdem mit der Basis des zweiten Tran-

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   sistors und die zweite Kondensatorplatte über den zweiten Widerstand ^ebenfalls mit dem Eingangsleiter sowie zusätzlich wit dem Emitter des Punkttransistors verbunden ist, so daß ein am Eingangsleiter empfangenes Signal zunächst einen plötzlichen Anstieg des Potentiales der ersten Kondensatorplatte bis auf einen ersten Wert verursacht, bei dem der erste und zweite Transistor infolge entsprechender Vorspannung leitend werden und ein erster Ausgangsimpuls erzeugt wird, während die zweite Kondensatorplatte abhängig von der Zeitkonstante des aus dem Kondensator und dem zweiten Widerstand bestehenden R-C-G-liedes exponentiell in Richtung auf ein Scheitelpotential aufgeladen und der Punkttransistor durch Vorsapnnung. in den LeHzustand überführt wird, sobald das Potential der zweiten Kondensatorplatte eine bestimmte Höhe erreicht hat, wodurch jedoch ein stufenartig scharfes Abfallen der Spannung an der zweiten Kondensatorplatte sowie eine entsprechende etwa gleich große Abnahme der Spannung an der ersten Kondensatorplatte erzeugt und dadurch der erste und zweite Transistor in den Sperrzustand überführt werden, wonach die Spannung an der ersten Kondensatorplatte abhängig von der Zeitkonstante des aus dem Kondensator und dem zweiten Widerstand bestehenden R-C-Gliedes exponentiell bis auf ein Potential aufgeladen werden, bei dem die Transistoren erneut leitend werden und so einen zweiten Ausgangsimpuls unbestimmter Länge erzeugen.

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