DE2443958C3 - Elektrisches Bolzenschweißgerät mit einer Spannungsschutzschaltung - Google Patents

Description

ten.

Da die Kondensatorbatterie nicht durch Kurzschluß momentan entladen werden kann, weil dann zu hohe Stromstärken auftreten würden, sondern nur durch einen zeitverzögernden Widerstand, vergeht eine kurze Zeit (ca. 1 bis 2 Sekunden), bis die Spannung an den Schweißelektroden auf einen ungefährlichen Wert abgesunken ist. Während dieser Zeit bleibt auch bei diesen Sicherheitsvorkehrungen die Gefahr eines Stromschlages für den Bedienenden bestehen.

Mit der vorliegenden Erfindung soll erreicht werden, daß an den Schweißklemmen bzw. Schweißelektroden auch bei Betätigung der Schweißstrom-Auslösetaste keine gefährlichen Spannungen auftreten, wenn die Schweißbedingungen nicht gegeben sind.

Gemäß der Erfindung wird dies bei einem Bolzenschweißgerät von der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß eine auf den Widerstand zwischen den Schweißklemmen ansprechende Schutzschaltung vorgesehen ist, und daß die Schutzschaltung das Schließen

(>s des Schweißschalters blockiert, wenn der Wert des Widerstands zwischen den Schweißklemmen größer ist als ein vorbestimmter Wert.
Der vorgenannte Widerstand zwischen den Schweiß-

klemmen soll nicht als Widerstand im Sinne eines Bauelementes verstanden werden, sondern als Ersatzwiderstand für den jeweils zwischen den Schweißklemmen vorhandenen Widerstandswert Dieser Widerstandswert kann also z.B. der Obergangswiderstand zwischen dem anzuschweißenden Schweißbolzen und dem Werkstück, an dem er angeschweißt werden soll, sein, wobei der Schweißbolzen in die Schweißpistole eingesetzt ist und diese auf dem Werkstück aufgesetzt ist. Der Widerstand kann aber auch der Übergangswiderstand zwischen dem Schweißbolzen und einem den Schweißbolzen berührenden Bedienenden sein, der entweder mit Erde oder der anderen Schweißelektrode in Berührung steht Die Schweißklemmen können entweder die Schweißelektroden selbst sein oder diejenigen Klemmen, an welche die Schweißelektroden im Bolzenschweißgerät angeschlossen sind. In letzterem Falle werden alle Widerstände von Leitungen und dergleichen zwischen den Schweißklemmen und den eigentlichen Schweißelektroden mit erfaßt.

Der vorbestimmte Wert des Widerstandes zwischen den Schweißklemmen, bei dessen Überschreiten die Schutzschaltung das Schließen des Schweißschalters blockiert muß mit genügendem Sicherheitsabstand unter dem kleinstmöglichen Widerstand des menschlichen Körpers liegen, welcher zu etwa 1 k Ω angenommen werden kann. Dies bedeutet, daß, wenn zwischen den Schweißklemmen über den Körper eines Bedienenden eine Verbindung hergestellt ist, die Schutzschaltung in der Weise anspricht - da dann ein über dem vorbestimmten Wert des Widerstandes liegender Widerstandswert zwischen den Schweißklemmen auftritt —, daß das Schließen des Schweißschalters blockiert wird, so daß an den Schweißklemmen nicht die Spannung der Kondensatorbatterie auftreten kann. Vorteilhaft liegt der vorbestimmte Wert des Widerstandes bei etwa 700 Ω oder darunter. Der vorbestimmte Wert des Widerstandes sollte jedoch vorteilhaft nicht unter 100 Ω gewählt werden, da sonst bei zulässigen Schweißbedingungen kein sicheres Schließen des Schweißschalters mehr gewährleistet ist. Der Grund hierfür liegt darin, daß beispielsweise bei verzunderten oder verschmutzten Oberflächen der miteinander zu verschweißenden Teile, wobei die Verzunderung bzw. Verschmutzung noch keinen unzulässiger Grad besitzt, bereits ein Übergangswiderstand in der Größenordnung von 100 Ω auftreten kann. Zusammengefaßt bedeutet dies, daß der vorbestimmte Wert des Widerstandes zwischen den Schweißklemmen, bei dessen Überschreiten die Schutzschaltung das Schließen des Schweißschalters blockieren soll, zwischen etwa 100 Ω und etwa 700 Ω zu wählen ist.

Als Schweißschalter dient vorzugsweise ein Thyristor, welcher vorteilhaft über eine Zündschaltung mit einem weiteren Thyristor gezündet werden kann. Die Schutzschaltung kann zweckmäßig so ausgebildet sein, daß sie die Zündung entweder des als Schweißschalter dienenden Thyristors oder des für seine Zündung verwendeten Thyristors verhindern kann.

Vorteilhaft weist die Schutzschaltung zur Bestimmung des Wertes des Widerstandes zwischen den Schweißklemmen eine Hilfsstromquelle auf, die an einer Reihenschaltung mit einem Festwiderstand und den Schweißklemmen eine Spannung anlegt, wobei der Spannungsabfall über dem Festwiderstand das Bezugssignal für die Größe des Wertes des Widerstandes zwischen den Schweißklemmen ist. Das Bezugssignal für die Größe des Wertes des Widerstandes zwischen

den Schweißklemmen wird also mit Hilfe eines an einer Hilfsstromquelle liegenden Spannungsteilers gewonnen. welcher in Reihe einen Festwiderstand und den Widerstand zwischen den Schweißklemmen aufweist

Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, in Reihe mit dem Festwiderstand und parallel zu den Schweißklemmen eine Zenerdiode zur Stabilisierung des Spannungsabfalls über dem Widerstand zwischen den Schweißklemmen zu schalten, wobei die Bezugsspannung an der auf niedrigerem Potential liegenden Elektrode der Zenerdiode abgegriffen wird. Diese Ausführungsform hat insbesondere bei Steuerung eines Transistors mittels der Bezugsspannung Bedeutung. Die Zenerdiode verhindert, daß sich die Bezugsspannung kontinuierlich entsprechend dem Wert des Widerstandes zwischen den Schweißklemmen verändert Sie stellt vielmehr sicher, daß die Bezugsspannung sich bei Überschreiten des vorbestimmten Werts des Widerstandes zwischen den Schweißklemmen sprungartig ändert so daß ein mit der Bezugsspannung an seiner Basis beaufschlagter Transistor immer eindeutig entweder in den leitenden oder den nichtleitenden Zustand geschaltet ist Dies ermöglicht es, das Schließen des Schweißschalters definiert zu blockieren bzw. definiert freizugeben.

Um auch bei einem Versagen einzelner Schaltungsteile der Schutzschaltung das Auftreten einer gefährlichen Spannung zwischen den Schweißklemmen automatisch zu verhindern, ist vorzugsweise die dem Schutzschalter vorgeschaltete Schutzschaltung über eine Verknüpfungsschaltung mit einem Aufladekreis für die Kondensatorbatterie so verbunden, daß bei fehlendem Ansprechen der Schutzschaltung auf einen Wert des Widerstandes über seinem vorbestimmten Wert nach einer erfolgten Schweißung eine Wiederaufladung der Kondensatorbatterie mittels ihrer Aufladeschaltung verhindert bzw. auf einen ungefährlichen Wert begrenzt wird. Dies bedeutet, daß selbst bei nichtordnungsgemäßem Arbeiten der Schutzschaltung von vorneherein das Auftreten einer gefährlichen Spannung zwischen den Schweißklemmen wirksam verhindert wird. Dies kann z. B. dadurch erfolgen, daß eine Wiederaufladung der Kondensatorbatterie über deren Aufladeschaltung erst erfolgen kann, wenn die Schutzschaltung einen über dem vorbestimmten Wert des Widerstandes zwischen den Schweißklemmen liegenden Widerstandswert festgestellt hat und auf diesen ordnungsgemäß angesprochen hat und mit diesem Ansprechen die Aufladeschaltung für die Kondensatorbatterie wirksam werden läßt.

Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben, auf welche bezüglich der Offenbarung der Erfindung ausdrücklich Bezug genommen wird.

F i g. 1 zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer Ausführungsform gemäß der Erfindung.

F i g. 2 zeigt ein Schaltbild mit diskreten Schaltungsbauteilen der in F i g. 1 gezeigten Ausführungsform der Erfindung.

Aus dem in F i g. 1 gezeigten Blockschaltbild einer Ausführungsform eines Bolzenschweißgerätes gemäß der Erfindung ist die Verknüpfung der einzelnen Schaltkreise ersichtlich.

Eine Kondensatorbatterie A kann über einen Ladeschalter B von einer Ladegleichstromquelle C aufgeladen werden. Durch Schließen eines Schweißthyristors D wird an die Schweißklemmen £die Spannung der Kondensatorbatterie angelegt, so daß durch der damit geschlossenen Schweißkreis der Schweißstron fließt.

Um eine Aufladung der Kondensatorbatterie A auf einen vorbestimmten Wert zu erhalten, ist ein mit dieser und dem Ladeschalter B verbundener Laderegler F vorgesehen. Ferner ist ein Entladekreis G für die Kondensatorbatterie A vorgesehen, mittels welchem die Kondensatorbatterie A nach jedem Schweißvorgang und auch bei defektem Schweißlhyristor D entladen werden kann. Bei Ansprechen des Entladekreises wird über den Laderegler F die Aufladung der Kondensatorbatterie gesperrt. Die Zündung des Schweißthyristors D erfolgt mittels eines Zündkreises H, welcher über einen Auslösekreis / unter Zwischenschaltung einer Zündsperre K aktiviert werden kann. Der Auslösekreis ist z. B. mittels einer Handtaste aktivierbar und ist andererseits gesperrt, wenn die Ladespannung nicht erreicht wird. Die Zündsperre aktiviert nach einer Zündbereitschaft des Auslösekreises den Zündkreis nur dann, wenn die Widerstandsmessungsschaltung L einen Widerstandswert zwischen den Schweißklemmen unterhalb des vorbestimmten Widerstandswertes festgestellt hat und die Kontrolle M der Zündsperre deren Funktionieren geprüft hat.

Nachfolgend wird das Schaltbild gemäß F i g. 2 erläutert.

In Reihe mit der positiven Elektrode einer Gleichstromquelle 2 liegen ein Widerstand 1, Kontakte 6/1 und 6/2 eines Relais 6, eine Leitung a, ein Thyristor 32 als Schweißschalter, eine Leitung b, die Schweißklemme 43, der Widerstand 46 (der einen Ersatzwiderstand entsprechend dem zwischen den Schweißklemmen vorhandenen Widerstandswert bildet und in der Praxis durch die Schweißelektroden und die jeweilige Verbindung zwischen diesen realisiert ist), die Schweißklemme 44, die Leitung c und die negative Elektrode der Gleichstromquelle 2. Zwischen der Leitung c und der Leitung b liegen in Reihe die positive Klemme einer Gleichstromquelle 3, die Leitung d ein Widerstand 37 und eine Diode 36 mit ihrer Katode an der Leitung b. Die Gleichstromquelle 3 ist mit ihrer negativen Elektrode mit der Leitung c verbunden.

Zwischen der Leitung c und der Leitung d liegt eine Reihenschaltung mit einer Zenerdiode 5 und einem Widerstand 4, so daß der Widerstand 4 mit der positiven Elektrode der Gleichstromquelle verbunden ist. Zwischen der Leitung (/und der Verbindungsstelle zwischen dem Widerstand 4 und der Zenerdiode 5 liegen ein Relais 6 und die Kollektor-Emitter-Strecke eines npn-Transistors 7, dessen Emitter an die Verbindungsstelle zwischen dem Widerstand 4 und der Zenerdiode 5 angeschlossen ist Zwischen der Leitung d und der Leitung c liegen ferner in Reihe Kontakte 42/5 und 42/4 eines Relais 42, die Emitter-Kollektor-Strecke eines pnp-Transistors 10 und ein Relais 11. Die Basis des Transistors 10 ist mittels eines Widerstands 8 an die Verbindung zwischen dem Relais 6 und dem Kollektor des Transistors 7 angeschlossen. Zwischen der Leitung a und der Leitung c liegen ferner in Reihe ein Widerstand 21 and ein regelbarer Widerstand 22. An die Verbindung zwischen den Widerständen 21 und 22 ist eine Diode 19 mit ihrer Anode angeschlossen, deren Katode auf die Basis des Transistors 7 geführt ist. Zwischen den Leitungen a und c liegt ferner die Kondensatorbatterie 23. Weiter liegt zwischen den Leitungen a und c eine Reihenschaltung mit einer Diode 48, deren Anode an die Leitung a angeschlossen ist, einem Widerstand 24 und einem Thyristor 25, dessen Katode an die Leitung c angeschlossen ist Der Kollektor des Transistors 10 ist über :ine Reihenschaltung mit einem Widerstand 13 und einer Diode 14 mit der Basis des Transistors 7 verbunden, wobei die Katode der Diode 14 an die Basis des Transistors 7 angeschlossen ist. Die Verbindung zwischen dem Widerstand 13 und der Diode 14 ist über ^c eine Diode 20 mit der Verbindung zwischen der Diode 48 und dem Widerslarxi 24 derart verbunden, daß die Diode 20 an die letztgenannte Verbindung mit deren Katode angeschlossen ist Zwischen der Leitung b und der Leitung c liegt ein Widerstand 35. Zwischen der

i" Leitung b und der Steuerelektrode des Thyristors 25 liegen in Reihe ein Widerstand 28 und eine Zenerdiode 26. Ferner liegen zwischen der Leitung b und der Leitung deine Reihenschaltung mit einem Kondensator 31 und einem Widerstand 30, an deren Verbindungsstel-Ie die Anode eines Thyristors 34 angeschlossen ist, dessen Katode über einen Widerstand 33 mit der Steuerelektrode des Thyristors 32 verbunden ist. Die Steuerelektrode des Thyristors 34 ist über die Reihenschaltung eines Widerstands 16 und einer Diode 12 mit dem Emitter des Transistors 10 verbunden, an den die Diode mit ihrer Katode angeschlossen ist. Die Verbindungsstelle zwischen dem Widerstand 16 und der Diode 12 ist über Kontakt 11/5 und 11/4 des Relais 11 mit der Leitung d verbunden. Die Verbindungsstelle zwischen dem Widerstand 16 und der Steuerelektrode des Thyristors 34 ist über eine Reihenschaltung mit einem Widerstand 17 und einer Diode 18 mit der Basis des Transistors 7 verbunden, an welche die Diode 18 mit ihrer Katode angeschlossen ist, sowie über die

jo Kollektor-Emitter-Strecke eines npn-Transistors 29 mit der Leitung c verbunden. Die Basis des Transistors 29 ist mit der Verbindung zwischen einem Widerstand 39 und einer Zenerdiode 38 verbunden, welche in Reihe zwischen der Leitung c und der Verbindung zwischen der Diode 36 und dem Widerstand 37 angeschlossen sind. Zwischen der Leitung b und der Leitung c liegen in Reihe eine Diode 40, die mit ihrer Katode an die Leitung b angeschlossen ist, die positive Klemme einer Gleichstromquelle 41, deren negative Klemme, ein Relais 42, Kontakte 42/1 und 42/2 des Relais 42 und eine Diode 47, deren Anode an die Leitung c angeschlossen ist.

In Reihe zwischen dem Umschaltkontakt 42/5 und der Verbindungsstelle zwischen der Diode 40 und der Gleichstromquelle 41 liegen ein Kontakt 42/6 des Relais 42, ein Widerstand 15 und ein Arbeitskontakt 11/2,11/1 des Relais 11. An der Verbindungsstelle zwischen dem Relais 42 und seinen Kontakten 42/1 und 42/2 sowie der Schweißklemme 43 liegt ein Auslöseschalter 45 zur Auslösung des Schweißstromes.

Im folgenden wird die Arbeitsweise der Schaltung, aufgegliedert nach den Funktionen der einzelnen Schaltungsteile, erläutert:

Aufladung:

Die Aufladung der Kondensatorbatterie 23 erfolgt aus der Gleichstromquelle 2 über den Widerstand 1 sowie Über die geschlossenen Ruhekontakte 6/2,6/1 des abgefallenen Relais 6.

Laderegelung (Zweipunktregelung):

Wird eine durch das Potentiometer 22 vorgegebene Ladespannung der Kondensatorbatterie 23 erreicht, so fließt über den Widerstand 21 and die Diode 19 ein Basisstrom im Transistor 7. Der Emitter des Transistors 7 wird dauernd auf einer bestimmten Referenzspannung gehalten, indem die Zenerdiode S über den Widerstand 4 von der Stromquelle 3 vorgespannt ist Fließt ein

Basisstrom im Transistor 7, so wird dieser leitend, das Relais 6 zieht an, öffnet seine Kontakte 6/2, 6/1 und unterbricht den Ladestrom. Ein geringer Spannungsrückgang durch Leckströme an der Kondensatorbatte rie 23 sperrt den Transistor 7, so daß wieder ein s kurzzeitiger Nachladestrom über die Kontakte 6/2,6/1 fließt.

Zündkreis:

Das Zünden des Thyristors 32 erfolgt, sobald über die κ> Kontakte 11/4, 11/5, und den Widerstand 16 der Thyristor 34 gezündet wird, wodurch der vorher über die Widerstände 30 und 35 aufgeladene Kondensator 31 sich über den Widerstand 33 und die Steuerelektroden-Katodenstrecke des Thyristors 32 entlädt. ι <;

Ausiösekreis:

Über die Auslöse-Drucktaste 45 wird der Stromkreis für das Relais 42 geschlossen, so daß dieses anzieht und die Kontakte 42/5,42/4 schließt. Der Strom fließt dabei aus der Stromquelle 41 über die Diode 40, die Ausgangsbuchse 43 für den Schweißkreis und die Drucktaste 45 durch das Relais 42. Sofern der Transistor 7 leitend ist, d. h. die vorgegebene Ladespannung an der Kondensatorbatterie 23 erreicht ist. wird nun auch über die Kontakte 42/5. 42/4 der Transistor 10 leitend. Das Relais U zieht an, schließt seine Kontakte 11/4,11/5 und liefert über den Widerstand 16 dem Thyristor 34 den Hilfszündstrom. sofern der Transistor 29 gesperrt ist. Über die Kontakte 11/4, 11/5. die Diode 12 und den leitenden Transistor 10 wird das Relais 11 selbst gehalten. Der Transistor 10 wird wiederum über den Widerstand 13, die Diode 14. den Transistor 7 und den Widerstand 8 selbst gehalten.

Widerstandsmessung und Zündsperre: ^

Die Schaltkreise für die Widerstandsmessung des Schweißkreises und für die Zündsperre sind eng miteinander verknüpft und arbeiten folgendermaßen:

Aus der Stromquelle 3 fließt über den Widerstand 37 und die Zenerdiode 38 ein Basisstrom für den Transistor 29, so daß dieser leitend wird und die Zündung des Thyristors 34 sicher verhindert. Über die Diode 36 und den Widerstand 35 fließt ein Strom, der die Ausgangsbuchsen 43 und 44 auf einen Spannungswert vorspannt, der sich aus der Zenerspannung der Zenerdiode 38, vermindert um die Durchlaßspannung der. Diode 36, ergibt

Unterschreitet der Schweißkreis-Ersatzwiderstand 46 einen vorgegebenen Wert so fließt ein zusätzlicher Strom über den Widerstand 37 und die Diode 36 durch den Schweißkreis. Dieser zusätzliche Strom erhöht den Spannungsabfall über dem Widerstand 37 so weit bis die Zenerspannung der Zenerdiode 38 unterschritten wird, folglich der Transistor 29 sperrt und bei Zündbereitschaft das Zünden der Thyristoren 34 und 32 freigibt

Der Widerstand 39 dient dazu, daß ein etwaiger hoher Kollektor-Basis-Reststrom des Transistors 29 dessen Basis nicht über die Schwellenspannung von ca. 0,7 V ₍₎₀ ansteigen läßt denn sonst könnte der Transistor 29 auch bei kurzgeschlossenen Ausgangsbuchsen 43,44 falscherweise leitend bleiben.

Durch bekannte Mittel, wie z. B. die Zündspitze an den Schweißbolzen, wird der Schweißkreis-Ersatz- fts widerstand 46 durch Zünden eines Lichtbogens schlagartig sehr niedrig gemacht, so daß in bekannter Weise ein Hochstrom-SchweüJimpuls durch den Schweißkreis fließt. Entladekreis:

Es läßt sich nicht vermeiden, daß die Spannung an den Ausgangsbuchsen 43 und 44 für den Bedienenden berührbar wird. Ein Pol des Schweißkreises bildet das berührbare, blanke metallische Grundmaterial, den anderen Pol bildet der Schweißbolzen, der im allgemeinen von Hand in die Elementhalterung der Schweißpistole eingesetzt wird. Der Schweißkreis-Ersatzwiderstand 46 kann also auch vorwiegend durch den Widerstand des menschlichen Körpers gebildet werden.

Da Thyristoren für hohe Ströme im allgemeinen auch hohe Sperrströme annehmen können, muß der Bedienende auch vor diesen Strömen geschützt werden, sobald sie einen bestimmten Wert überschreiten.

Dies geschieht beim vorliegenden Schaltungsbeispiel dadurch, daß der Sperrstrom des Thyristors 32 am Widerstand 35 einen zusätzlichen Spannungsabfall erzeugt, der von einer bestimmten minimalen Spannungsschwelle an über den Widerstand 28 und die Zenerdiode 26 den Thyristor 25 leitend macht, so daß die Kondensatorbatterie 23 über die Diode 48, den Widerstand 24 und den Thyristor 25 auf einen ungefährlichen Spannungswert entladen wird.

Kontrolle des Entladekreises:

Nach erfolgter Schweißung sind die Ausgangsbuchsen 43 und 44 über die Schweißstelle kurzgeschlossen (Widerstand 46 hat ca. 0 Ω). Das Relais 42 wird über diesen Kurzschluß. Diode 47 und die geschlossenen Kontakte 42/2, 42/1 auch bei geöffneter Drucktaste 45 selbst gehalten. Diese Selbsthaltung dient zur in dem Blockschaltbild gemäß Fig. 1 nicht besonders erwähnten Aufladesperre, solange der Schweißkreis nach erfolgter Schweißung geschlossen bleibt. Die Diode 47 verhindert, daß der Schweißstrom von der Ausgangsbuchse 43 über die Drucktaste 45 und die Kontakte 42/1, 42/2 nach Minus fließen kann.

Das Relais 11, das vor der Schweißung die Zündbereitschaft hergestellt hat, ist über seine Kontakte 11/4. U/5 noch in Selbsthaltung. Seine Kontakte 11/2, 11/1 sind geschlossen. Wird nun der Schweißkreis durch Abheben der Schweißpistole vom angeschweißten Schweißbolzen geöffnet, d. h. der Widerstand 46 hoch oder unendlich gemacht, so fällt das Relais 42 ab. Über dessen Kontakte 42/5, 42/6, den Widerstand 15, die Kontakte 11/2, 11/1 und die Diode 40 fließt ein Strom, der über dem Widerstand 35 mindestens den Spannungsabfall erzeugt, der den Entladekreis, bestehend aus dem Thyristor 25, dem Widerstand 24 und der Diode 48, leitend macht Dadurch wird fiber den Widerstand 13. die Diode 20. den hn Vergleich zum Widerstand 13 niederohmigen Widerstand 24 und den Thyristor 25 ein so großer Strom nach Minus abgeleitet, daß die Selbsthaltung der Transistoren 7 und 10 über den Widerstand 13 und die Diode 14 aufgehoben wird, folglich die Relais 11 und 6 abfallen und die Aufladung der Kondensatorbatterie 23 wieder freigegeben wird.

Die Diode 48 verhindert daß die Selbsthaltung der Transistoren 7 und 10 nicht durch einen unerwünschten Stromfluß vom Widerstand 13 durch die Diode 20 und die Kondensatorbatterie 23 nach Minus aufgehoben wird, sondern nur durch den Widerstand 24 und den Thyristor 25.

Kontrolle der Zündsperre: Kommt es zu einer Schweißung wie oben beschrie·

ben, so ergibt sich folgender Schaltzustand: Das Relais 11 ist angezogen und über die Kontakte 11/4, U/5, die Diode 12 und den leitenden Transistor 10 selbst gehalten. Nach erfolgter Schweißung, d.h. bei noch geschlossenem Schweißkreis sperrt der Transistor 29. Folglich wirkt eine zweite Selbsthaltung über die Widerstände 16 und 17 sowie die Diode 18 auf die

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Transistoren 7 und 10.

Diese Selbsthaltung kann nur dann aufgehoben werden, d. h. eine Wiederaufladung der Kondensatorbatterie 23 ermöglichen, wenn bei öffnen des Schweißkreises der Transistor 29 leitend wird und dadurch kein Strom mehr durch den Widerstand 17 fließt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Elektrisches Bolzenschweißgerät mit einer Kondensatorbatterie als Speicher für die Schweißenergie und einem Schalter zum Schließen des Schweißlereises und dadurch Auslösen des Schweißvorganges, dadurch gekennzeichnet, daß eine auf den Widerstand (46) zwischen den Schweißklemmen (43, 44) ansprechende Schutzschaltung (3, 29, 37) vorgesehen ist, und daß die Schutzschaltung (3, 29, 37) das Schließen des Schweißschalters (32) blockiert, wenn der Wert des Widerstands (46) zwischen den Schweißklemmen (43,44) größer als ein vorbestimmter Wert ist

2. Bolzenschweißgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschaltung zur Bestimmung des Wertes des Widerstandes (46) zwischen den Schweißklemmen (43, 44) eine Hilfsstromquelle aufweist, die an eine Reihenschaltung mit einem Festwiderstand (37) und den Schweißklemmen (43,44) eine Spannung anlegt, und daß der Spannungsabfall über dem Festwiderstand (37) das Bezugssignal für die Größe des Wertes des Widerstands (46) zwischen den Schweißklemmen (43,44) ist.

3. Bolzenschweißgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit dem Festwiderstand (37) und parallel zu den Schweißklemmen (43, 414) eine Zenerdiode (38) zur Stabilisierung des Spannungsabfalls über dem Widerstand (46) zwischen den Schweißklemmen liegt, und daß die Bezugsspannung an der auf niedrigerem Potential liegenden Elektrode der Zenerdiode (38) abgegriffen wird.

4. Bolzenschweißgerät nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugsspannung den Durchlaßzustand eines Transistors (29) steuert, welcher das Schließen des Schweißschalters (32) je nach dem Durchlaßzustand des Transistors (29) blockiert oder freigibt.

5. Bolzenschweißgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert des Widerstandes (46) zwischen den Schweißklemmen (43, 44), bei dem die Schutzschaltung (3, 29, 37) das Schließen des Schweißschalters (32) blockiert, kleiner als etwa 1 k Ω, vorzugsweise kleiner als etwa 700 Ω ist.

6. Bolzenschweißgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert des Widerstands (46) zwischen den Schweißklemmen (43, 44) bei dem die Schutzschaltung (3, 29, 37) das Schließen des Schweißschalters (32) blockiert, größer als etwa 100 Ω ist.

7. Bolzenschweißgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Schweißschalter (32) vorgeschaltete Schutzschaltung (3, 29, 37) über eine Verknüpfungsschaltung (7, 8, 11, 17, 18) mit einer Aufladeschaltung (6, 6/1, 6/2) für die Kondensatorbatterie (23) so verbunden ist, daß bei fehlendem Ansprechen der Schutzschaltung (3, 29, 37) auf einen Wert des Widerstands (46) über seinem vorbestimmten Weit nach einer erfolgten Schweißung eine Wiederaufladung der Kondensatorbatterie (23) mittels ihrer Aufladeschaltung (6, 6/1, 6/2) verhindert, bzw. auf einen ungefährlichen Wert begrenzt wird.

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Bolzenschweißgerät mit einer Kondensatorbatterie als Speicher für die Schweißenergie und einem Schalter zum Schließen des Schweißkreises und dadurch Auslösen des Schweißvorganges.

Es sind Bolzenschweißgeräte mit einer Kondensatorbatterie als Speicher für die Schweißenergie bekannt, bei welchen der Schweißschalter, vorzugsweise ein Thyristor, für das Einschalten des Schweißstromes

ίο durch ein besonderes, über eine Auslösetaste betätigbares Einschaltelement in Funktion gesetzt wird, wenn der Schweißvorgang einsetzen soll. Die Schweißelektroden stehen bei solchen Geräten daher beim Einschalten des Einschaltelementes sofort unter Spannung. Kommt die Schweißung durch Fließen des Schweißstromes normal

zustande, so verschwindet die Spannung in wenigen Millisekunden infolge der spontanen Entladung der Kondensatorbatterie durch die Schweißung.

Kommt dagegen keine Schweißung zustande, z. B.

weil der Bedienende es versäumte, den zu schweißenden Bolzen in die Aufnahmevorrichtung, oft auch Schweißpistole genannt, zu stecken, so daß der Schweißkreis offen ist, oder weil das Werkstück, auf das der Bolzen geschweißt werden soll, verschmutzt ist, so daß zwischen Bolzen und Werkstück entweder kein elektrischer Kontakt oder der Kontaktübergangswiderstand zu groß ist, bleibt die Spannung der Kondensatorbatterie an den Schweißelektroden stehen, solange das Einschaltelement geschlossen ist.

yo Dadurch gerät der Bedienende in erhebliche Gefahr, wenn er die Schweißelektroden bei geschlossenem Einschaltelement mit seinem Körper berührt. Die Gefahr wird besonders groß bei Verwendung eines Thyristors als Schweißschalter, da dieser seiner Charakteristik entsprechend nach dem Zünden leitend bleibt auch wenn das Einschaltelement geöffnet wird. Es sind zwar Vorrichtungen zur momentanen Sperrung des Thyristors für diesen Fall vorgeschlagen worden; sie verhindern aber trotzdem nicht, daß der Thyristor

_Ao während des geschlossenen Einschaltelements leitend ist. Es sind ferner bei solchen Geräten Sicherheitskreise vorgeschlagen worden, die in derartigen Fällen ansprechen und die Kondensatorbatterie entladen sowie den Aufladestrom der Kondensatoren ausschal-