DE3329216A1 - Einrichtung zur ferneinstellung des schweissstromes bei einer gleichstromschweissstromquelle - Google Patents

Description

ELIN-UNION Aktiengesellschaft für elektrische Industrie in Wien (Österreich)

"Einrichtung zur Ferneinstellung des Schweißstromes bei einer Gleichstromschweißstromquelle"

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Ferneinstellung des Schweißstromes bei einer Gleichstromschweißstromquelle, insbesondere bei einer statischen Gleichstromschweißstromquelle.

Es ist üblich, daß bei einer größeren Entfernung zwischen dem Schweißplatz und dem Schweißgerät der Schweißstrom über einen Ferneinsteller eingestellt wird. Dieser ist ein Potentiometer, welches über ein Kabel an eine zusätzliche Buchse am Schweißgerät angeschlossen ist. Meist ist auch noch ein Umschalter am Schweißgerät vorgesehen, mit dem vom internen Stromeinstellpotentiometer auf das externe Ferneinstellpotentiometer umgeschaltet werden kann. Mit dem Ferneinstellpotentiometer ist somit eine Erhöhung oder Erniedrigung des Schweißstromes bis zu einer Entfernung von über 100 Meter zwischen Schweißplatz und Schweißgerät möglich.

Nachteilig bei dieser Ferneinstellung ist jedoch, daß im rauhen Baustellenbetrieb die Gefahr eines Kabelbruches oder Kabelrisses der Zuleitung zum Ferneinstellpotentiometer sehr groß ist, wodurch es zu schadhaften Schweißnähten kommt. Auch im Werkstättenbetrieb ist durch oftmaligen Schweißplatzwechsel

ι diese Gefahr nicht auszuschließen. !

i Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, die Nachteile der kabelgebundenen Ferneinsteller zu vermeiden, wodurch sich der Gedanke aufdrängt einen kabellosen Ferneinsteller zu schaffen

Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, daß ein kabelloser Ferneinsteller mit mindestens zwei leitenden Flächen vorgesehen ist, welcher durch Berühren der leitenden Flächen eines Werkstückes und einer Schweißelektrode entsprechend der Reihenfolge der leitenden Flächen und der Polarität von Werkstück und Schweißelektrode eine höhere o*&er niedrigere Frequenz der Schweißspannung überlagert und daß in der Schweißstrom-

quelle eine Auswerteschaltung vorgesehen ist die entsprechend der überlagerten Frequenz den Schweißstrom erhöht oder erniedrigt. Dadurch ist es erstmals möglich den Schweißstrom ohne eines kabelgebundenen Potentiometers einzustellen. Weiters kann der Ferneinsteller in einem handlichen Gehäuse ' untergebracht werden, wodurch ihn der Schweißer immer mitführen kann. Außerdem ist der Ferneinsteller auch für jede Gleichstromschweißstromquelle in der die Auswerteschaltung eingebaut ist verwendbar.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist zur Erhöhung oder Erniedrigung des Schweißstromes·in der Schweißstromquelle ein notorbetriebenes Potentiometer vorgesehen. Dies ist die einfachste Möglichkeit um den Schweiß strom mit dem kabellosen Ferneinsteller und der zugehörigen Auswerteschaltung zu variieren.

Von Vorteil ist, daß der kabellose Ferneinsteller aus zwei Frequenzgeneratoren, welche verschieden hohe Fixfrequenzen erzeugen," besteht, wobei die Versorgungsspannung für die Frequenzgeneratoren die Schweißspannung ist und daß jedem Frequenzgenerator eine Glühlampe oder Leuchtdiode zugeordnet ist. Dadurch erübrigt sich eine eigene Spannungsquelle für den kabellosen Ferneinsteller, welche im Falle einer Batterie gewechselt werden müßte. Weiters ist durch die Glühlampe oder Leuchtdiode eine Funktionskontrolle des gerade in Betrieb befindlichen Frequenzgenerators gegeben.

Nach einer weiteren Ausgestaltung besteht die Auswerteschaltung aus zwei Hochpaßfiltern mit verschiedenen Eckfrequenzen, denen je-eine Serienschaltung, bestehend aus einem Verstärker, einem Tiefpaßfilter und einem Transistor nachgeschaltet ist und daß jeder der beiden Transistoren ein Relais für die Schweißstromeinstellung betätigt. Diese Schaltung

erkennt, welche der beiden Frequenzen vom kabellosen Ferneinsteller der Schweißspannung überlagert sind, wobei durch die beiden Relais der Widerstand des motorbetriebenen Potentiometers entweder erhöfit oder erniedrigt wird.

Ferner ist von Vorteil, daß ein Relais mindestens zwei Kontakte aufweist, von denen einer zum Kurzschließen der Basis-Emittei—Strecke des Transistors des anderen Relais vorgesehen ist. Dadurch wird verhindert, daß bei Überlagerung der höheren Frequenz der Schweißspannung auch jener Teil der Auswerteschaltung, welcher für die niedrigere Frequenz vorgesehen ist, anspricht.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist eine Zusatzschaltung in der Schweißstromquelle vorgesehen, die aus einem Serienwiderstand in der einen der beiden Schweißstromleitungen besteht, dessen Spannung an einem Verstärker mit nachgeschaltetem. Schwellwertschalter anliegt und daß dem Schwellwertschalter ein Optokoppler folgt, der zwei Transistoren ansteuert, von denen jeder mit einer Basis der Transistoren in der Auswerteschaltung verbunden ist. Dadurch wird die Auswerteschaltung beim Schweißen gesperrt, wodurch es zu keiner Fehlbetätigung des motorbetriebenen Potentiometers kommen kann.

An Hand von.drei Schaltbildern wird die Erfindung nun noch näher erläutert.

In Fig. 1 ist die Schaltung des kabellosen Ferneinstellers dargestellt, die Fig. 2 zeigt die Auswerteschaltung und aus Fig. 3 ist der Aufbau der Zusatzschaltung ersichtlich.

In Fig. 1 sind die beiden leitenden Flächen 1, 2 des kabellosen Ferneinstellers als Klemmen dargestellt. Bei den

leitenden Flächen 1, 2 ist je eine Serienschaltung, bestehend aus einem Widerstand 3, 4 einer in Durchlaßrichtung geschalteten Leuchtdiode 5> 6 und einer in Sperrrichtung geschalteten Spannungsstabilisierungsdiode 7j 8, in weiterer. Folge Zener-Diode genannt, parallel geschaltet. Den beiden Zener-Dioden 7 j 8 ist je ein Elektrolytkondensator 9* 10 parallel geschaltet. An diesen liegt bei Ansprechen des jeweiligen Frequenzgenerators 11, 12, dessen Versorgungsspannung an. Der dem jeweiligen Elektrolytkondensator 9, 10, nachgeschaltete Frequenzgenerator 11, 12 ist ein astabiler Multivibrator. Die Ausgänge 13., ,14 der beiden Frequenzgeneratoren 11, 12 sind über zwei entgegengesetzt gepolte Dioden 15* 16 miteinander verbunden. Zwischen diesen Dioden ' 15, 16 ist ein Spannungsteiler^bestehend aus zwei Widerständen 17> 18 angeschlossen. Die Basis des Transistors 19 ist an die Verbindung der beiden Widerstände 17, 18 gelegt.

Weiters ist jede Anode der beiden Zener-Dioden 7, 8 mit der Anode je einer Diode 20, 21 verbunden, wobei deren Kathode an die zugehörige leitende Fläche 1, 2 angeschlossen ist. Es ist somit die Kathode der Diode 20 mit der leitenden Fläche 1 und die Kathode der Diode 21 mit der leitenden Fläche verbunden. An der Verbindung der beiden Anoden der Dioden 20, sind die beiden Frequenzgeneratoren 11, 12 sowie ein Anschluß des Widerstandes 18 und der Emitter des Transistors 19 angeschlossen.

-Zwei weitere Dioden 22, 23 sind mit den Kathoden miteinander verbunden, wobei die Verbindung über einen Widerstand 24 an den Kollektor des Transistors 19 angeschlossen ist. Die Anode· der Diode 22 ist mit dem Widerstand 4 und der leitenden Fläch« und die Anode der Diode 23 ist mit dem Widerstand 3 und der leitenden Fläche 2 verbunden.

COPY

In Fig. 2, die die Auswerteschaltung in der Schweißstromquelle darstellt, stellen die Klemmen 24, 25 die Schweißstrombuchsen dar, wobei Klemme 24 stellvertretend für die "Puls" und Klemme 25 stellvertretend für die "Minus" Buchse ~ ist. An die Klemmen24, 25 sind parallel zwei Hochpaßfilter mit verschiedenen Eckfrequenzen angeschlossen. Jedes der beiden Hochpaßfilter besteht aus einem Serienkondensator 26, 27 und einem Parallelwiderstand 28, 29. Den beiden Hochpaßfiltern ist je ein, mit je zwei Widerständen 30, 31 j 32, 33> als nichtinvertierender Verstärker beschalteter Operationsverstärker 34, 35 nachgeschaltet. Die Versorgungsspannung für die Operationsverstärker 34 _} 35> wird über einen Serienwiderstand 36, einen parallel angeordneten Elektrolytkondensator 37 und diesen parallel geschalteter Serienschaltung aus drei in Sperrichtung angeordneter Zener-Dioden 38, 39 j aus der Schweißspannung gewonnen. Diese Spannung· dient auch gleich zur Versorgung der Relais 41 j 42 denen je eine Schutzdiode 43j 44 in Sperrichtung parallel geschaltet ist.

Den beiden Operationsverstärkern 34, 35 ist je eine Serienschaltung aus einem Widerstand 45» 46 und einem Trimmpotentiometer 47* 48 nachfolgend angeordnet. Danach folgen parallel geschaltet je ein Widerstand 49 ₃ 50 und ein Elektrolytkondensator 51* 52, die mit je einem Anschluß mit der Basis 53j 54 je eines Trnasistors 55> 56 verbunden sind. Die Kollektor-Emitter-Strecken der Transistoren 55} 56 liegen in Serie mit je einem Relais 41, 42 an der Versorgungsspannung für die Operationsverstärker 34 j 35·

Das Relais 42 weist zwei Kontakte 57, 58 auf, von denen einer 58 ¹¹^t dem motorbetriebenen Potentiometer verbunden ist, und der andere 57 zum Kurzschließen der Basis-Emitter-Strecke des Transistors 55 dient. Das Relais 41^ besitzt nur einen Kontakt 59 der das motorbetriebene Potentiometer veranlaßt den Schweißstrom zu erhöhen. Der Kontakt 58 des Relais 42 erniedrigt den Schweißstrom über das

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motorbetriebene Potentiometer. Weiters liegt; an der Versorgungsspannung für die Operationsverstärker 34, 35 auch eine, Serienschaltung des Fototransistors 60 eines Optokopplers 61 mit einem Widerstand 62.Zwischen Fototransistor' und Widerstand 62 ist über einen weiteren Widerstand 6 3 die Basis von zwei Transistoren 64j 65 angeschlossen. Im durchgeschalteten Zustand schließt jeder der beiden Transistoren 64* 65 eine Basis-Emittex—Strecke der Transistoren 55> 56 kurz.

In Fig. 3, die die Zusatzschaltung zeigt, ist eine Gleichrichtung mit nachfolgender Stabilisierung ersichtlich, bestehend aus einem Gleichrichter 66, einem parallen Elektrolytkondensator 67j einem Serienwiderstand 68 und einer nachfolgend parallel angeordneten Serienschaltung aus zwei in Sperrichtung geschalteten Zener-Dioden 69,70«

In einer der Schweißstromleitungen ist ein Widerstand 71? insbesondere "Shunt", eingeschleift. Der Spannungsabfall an diesem Widerstand 7I wird an einen nichtinvertierenden Verstärker gelegt, welcher aus einem Operationsverstärker 72 und zwei Widerständen 73* 74»besteht. Dem Widerstand 71 ist noch ein weiterer Widerstand 75 und ein Kondensator 76 paralle geschaltet. Weiters ist eine Serienschaltung bestehend aus zwei in Sperrichtung geschalteten Dioden 77*78 an der gleich- , gerichteten und stabilisierten Spannung angelegt, von denen eine 78 dem Widerstand 7* parallel geschaltet ist.

Dem Operationsverstärker 72 ist ein Serienwiderstand 7 9 und ein parallel angeordneter Elektrolytkondensator 80 nachgeschaltet. Danach folgt ein als Schwellwertschalter arbeitender Operationsverstärker 81. Der nich&invertierende Eingang des Operationsverstärkers 8l ist mit einem Anschluß des Widerstandes 79 verbunden. Am invertierenden Eingang dieses

Operationsverstärkers 81 ist die Verbindung von zwei Widerständen 82, 83, die an der gleichgerichteten und stabilisierten Spannung liegen, angeschlossen. Am Ausgang des Operationsverstärkers 81 ist ein Serienwiderstand 84 angeschlossen, der mit der Leuchtdiode 85 des Optokopplers verbunden ist und der eine weitere, zur Funktionskontrolle notwendige, Leuchtdiode 86 nachgeschaltet ist.

Abschließend wird nun noch die Funktion des kabellosen Ferneinstellers kurz erläutert. Es sei angenommen, daß das Werkstück über ein Kabel mit der "Minus" Buchse und die Elektrode mit der "Puls" Buchse der Schweißstromquelle verbunden ist. Nun wird das Werkstück mit der leitenden Fläche 2 des kabellosen Fernjeinstellers berührt und die leitende Fläche 1 wird mit der Schweißelektrode berührt. Dadurch wird der Frequenzgenerator 11, welcher die höhere Frequenz aufweist aktiviert und überlagert der Schweißspannung seine Frequenz. In der Auswerteschaltung spricht dadurch das Relais 42 an, wodurch das motorbetriebene Potentiometer den Schweißstrom erniedrigt und zwar so lange bis die Berührung einer der beiden leitenden Flächen 1, 2 unterbrochen wird.

Wird nun die leitende Fläche 1 des kabellosen Ferneinstellers vom Werkstück berührt und die leitende Fläche 2 von der Elektrode, so wird der Frequenzgenerator 12 aktiviert und in der Auswerteschaltung spricht das Relais 4I an, wodurch der Schweißstrom erhöht wird.

Claims (6)

1. Patentanwälte: ": :"":·::- -:: :^;

   helnz-joachim huser

   REINER PRIETSCH MDNCHEN 21

   GOTTHARDSTR.ei ]²·*· ¹⁹⁸³

   I 4.ob / — I Patentansprüche

   •rly Einrichtung zur Ferneinstellung des Schweißstromes bei ·

   einer Gleichstromschweißstromquelle, insbesondere bei j

   einer statischen Gleichstromschweißstromquelle, dadurch ;'

   gekennzeichnet, daß ein kabelloser Ferneinsteller mit '

   mindestens zwei leitenden Flächen vorgesehen ist, welcher _; durch Berühren der leitenden Flächeneines Werkstückes und einer Schweißelektrode entsprechend der Reihenfolge der leitenden Flächen und der Polarität von Werkstück und Schweißelektrode eine höhere oder niedrigere Frequenz der .;

   Schweißspannung überlagert und daß in der Schweißstrom- j

   quelle eine Aüswerteschaltung vorgesehen ist die ent- !

   sprechend der überlagerten Frequenz den Schweißstrom er- ι

   höht oder erniedrigt. :
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhöhung oder Erniedrigung des Schweißstromes in der Schweißstromquelle ein motorbetriebenes Potentiometer vorgesehen ist. ;
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet; daß der kabellose Ferneinsteller aus zwei Frequenzgeneratoi welche verschieden hohe Fixfrequenzen erzeugen, besteht, wobei die Versorgungsspannung für die Frequenzgeneratoren j die Schweißspannung ist. !
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Frequenzgenerator eine Glühlampe oder Leuchtdiode zugeordnet ist.
5. 5· Einrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung aus zwei Hochpaßfiltern mit verschiedenen Eckfrequenzen besteht, denen je eine Serienschaltung, bestehend aus einem Verstärker, einem Tiefpaßfilter und einem Transistor nachgeschaltet ist und daß jeder der beiden Transistoren ein Relais für die SchweißStromeinstellung betätigt.
6. 6. Einrichtung nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, daß ein Relais mindestens zwei Kontakte aufweist, von denen einer zum Kurzschließen der Basis-Emittei—Strecke des Transistors des anderen Relais vorgesehen ist.

   7· Einrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zusatzschaltung in der Schweißstromquelle vorgesehen ist, die aus einem Serienwiderstand in der einen der beiden Schweißstromleitungen besteht, dessen Spannung an einem Verstärker mit nachgeschaltetem Schwellwertschalter anliegt und daß dem Schwellwertschalter ein Optokoppler folgt, der zwei Transistoren ansteuert, von denen jeder mit einer Basis der Transistoren in der Auswerteschaltung verbunden ist.