DE647873C - Selbsttaetiges Vorschubwerk fuer die Elektroden von Wechselstrom-Lichtbogenschweisseinrichtungen - Google Patents

Description

Das Vorschubwerk selbsttätiger elektrischer Lichtbogenschweißemrichtungen soll die Elektrode stets auf die gewünschte Bogenlänge einstellen. Es soll einerseits empfindlich, sein, aber nicht stoßweise arbeiten. ' Ferner soll das Vorschubwerk mit möglichst geringer Trägheit arbeiten, damit die Vorschubbewegung nicht zeitlich, in der Phase gegen die Schwankungen des Lichtbogens verschoben ist und unter Umständen manchmal sogar entgegengesetzt wirkt, als es die augenblicklichen Verhältnisse des Lichtbogens erfordern. Um dies zu erreichen, wird nach, einem bekannten Vorschlag das Vorschubw.erk mit einer von der Lichtbogenspannung oder einer von der Lichtbogenspannung abgeleiteten Spannung beeinflußten, aus Entladungsröhren bestehenden Steuereinrichtung für die Stromrichtung in einer der Wicklungen des

2a Vorschubmotoas ausgerüstet.

Auch die Erfindung macht von einer derartigen Steuereinrichtung für das Vorschub werk einer -mit Wechselstrom arbeitenden Lichtbogenschweißeinrichtung Gebrauch.

Erfindungsgemäß ist die von den Entladungsrohren gesteuerte Wicklung eines das Vorschubwerk antreibenden Wechsels tr omkollektormotoirs an den übrigen Motorstromkreis über einen Transformator angeschaltet. Die transformatorische Einschaltung der von den Entladungsröhren gesteuerten Wicklung bzw. Wicklungen des Vorscnubwerkes in dien Motorstriomkreis bietet gegenüber den bekannten Anordnungen! den sehr Wiesentlichen Vorteil, idaß sich die Umsteuerung des Erregerstromes in Abhängigkeit von der Lichtbogenspannung sehr einfach bewerkstelligen läßt.

Die Erfindung soll an Hand der in der Zeichnung .dargestellten Beispiele näher erläutert werden. In den Fig. 1 und 2 sind einander entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Mit 10 ist ein Schweißtransformator bezeichnet, dessen Primärwicklung 11 an die Leiter 12, 13 eines Wechselstromnetzes angeschlossen ist. Die Sekundärwicklung 14 speist einen Schweißstromkreis, der aus der Elektrode 17 und dem Werkstück 18 besteht. Der Lichtbogen ist mit 16 bezeichnet.

Dem Schweißstrom können unter Umständen in an sich bekannter Weise Hochfrequenzströme zur Stabilisierung des Lichtbogens überlagert werden.

Zum Vorschub der Elektrode 17 dient ein Einphasenreihenschlußmotor 25, dessen Anker 26 über das Übersetzungsgetriebe 27 mit der Vorschubrolle 28 gekuppelt ist. 29 ist eine S mit der Vorschubrolle 2S zusammenarbeitende Gegenrolle.

Der Vorschubmotor 25 wird von einem Transformator 31 gespeist, dessen Primärwicklung 32 an. dem Wechselstromnetz 12, 13 liegt. Die Sekundärwicklung 33 dieses Transformators ist mit dem Anker 26 und mit der Primärwicklung 34 eines weiteren Transformators 35 in Reihe geschaltet, der zur Ankopplung der Erregerwicklung 30 des Vorschubmotors 25 dient. Die Sekundärwicklung 36 des Transformators 3 5 ist etwa in der Mitte bei 37 angezapft. Die Anzapfung 37 ist über den Leiter 38 mit dem einen Ende der Erregerwicklung 30 verbunden. Das andere Wicklungsende 41 · der Erregerwicklung 30 ist einerseits über den regelbaren Widerstand 40 mit dem einen Ende 39 und anderseits über die parallel, aber entgegengesetzt geschalteten Entladungsröhren 42, 43 und den regelbaren Widerstand 56 mit dem anderen Ende 44 der Sekundärwicklung 36 des Kopplungstransformators 3 5 verbunden.

Die Einschaltung der Hauptschlußerregerwicklung 30 über den Kopplungstransformator 35 in den Motorstromkreis ist namentlich deshalb gewählt, um die Umsteuerung des Erregerstromes in Abhängigkeit von der Lichtbogenspannung mit Hilfe der Entladungsröhren 42, 43 leichter bewerkstelligen zu können. In dem gezeichneten Ausführungsbeispiel sind gittergesteuerte Entladungsröhren verwendet, die erst bei einer bestimmten Spannung zünden und damit den Stromdurchgang ermöglichen. Statt dessen können aber auch andere ähnlich wirkende Einrichtungen benutzt werden.

Sobald die Entladungsröhren 42, 43 angesprochen haben, liegt die Erregerwicklung 30 an der zwischen den Punkten 44 und ^j liegenden Spannung. Diese Spannung- ist so eingestellt, daß sie größer ist als die zwischen den Enden 37 und 39 herrschende Spannung. Sobald also die Entladungsröhren 42, 43 bei einer bestimmten Grenzspannung ansprechen, wird die Stromrichtung in der Feldwicklung 30 umgekehrt.

Die Entladungsröhren 42, 43 werden in Abhängigkeit von einer Differenzspannung¹ gesteuert, die aus der Lichtbogenspannung und einer konstanten Spannung gebildet wird. Zu diesem Zweck ist ein Transformator 46 vorgesehen, dessen Primärwicklung 47 ebenfalls an dem Netz 12, 13 liegt. Die regelbare Sekundärwicklung 48 dieses Transformators ist mit dem einen Pol an das Werkstück 18 angeschlossen. Die konstante Spannung 48 wird der Primärwicklung 50 eines Transformators 51 aufgedrückt, dessen Sekundärwicklungen 52, 53 mit den Gittern 54, 55 der Entladungsröhren 42, 43 verbunden sind. Die Sekundärwicklung 48 des Transformators 46 und die Primärwicklung 50 des Transformators 51 sind gegeneinandergeschaltet, so daß die an den Sekundärwicklungen 52, 53 auftretende Spannung eine Funktion der Differenzspannung zwischen der an der Sekundärwicklung 48 herrschenden Spannung und der Spannung zwischen der Schweißelektrode 17 und dem Werkstück 18 ist.

Die Einrichtung arbeitet auf folgende Weise:

Es sei angenommen, daß die Schweißelektrode 17 bei der Einschaltung der Schwedßeinrichtung das Werkstück 18 nicht berührt. Die zwischen der Elektrode 17 und dem Werkstück 18 herrschende Spannung ist verhältnismäßig hoch, sie entspricht im wesentlichen der Leerlaufspannung der Sekundärwicklung 14 des Schweißtransformators 10. Diese Spannung wirkt der an der Sekundärwicklung 48 des Transformators 46 herrschenden Spannung entgegen, so daß die Differemizspannung, welche an den Wicklungen 52 und 53 in Erscheinung tritt, nicht ausreicht, um die Entladungsröhren 42, 43 zu zünden. Die Erregerwicklung 30 des Motors 25 liegt also an der zwischen den Punkten 37 und 39 der Sekundärwicklung 36 des Transformators 3 5 herrschenden Spannung und wird infolgedessen so erregt, daß der Motor im Sinne des Elektrodenvorschubes läuft. Sobald die Schweißelektrode 17 das Werkstück 18 berührt, fällt die zwischen der Schweißelektrode und dem Werkstück herrschende Spannung auf einen sehr kleinen Wert ab, während die »°o an der Sekundärwicklung 48 herrschende Spannung im wesentlichen konstant bleibt.

An den Gittern 54, 55' tritt infolgedessen eine genügend hohe Spannung auf, um die Entladungsröhren 42, 43 zu zünden und damit den Stromkreis zwischen den Punkten yj und 44 der Sekundärwicklung 36 des Transformators 3 5 zu schließen. Die Richtung des durch die Feldwicklung 30 fließenden Stromes wird dadurch umgekehrt. Damit kehrt sich aber auch die Drehrichtung des Ankers 26 um, und die Elektrode 17 wird von dem Werkstück 18 wieder zurückgezogen. Es bildet sich der Schwedßlichtbogen 16, und die Spannung zwischen der Elektrode 17 und »15 dem Werkstück 18 steigt auf einen solchen Wert an, daß die an den Gittern 54, 55 wirksame Differenzspannung nicht ausreicht, die Zündung der Röhren 42, 43 weiter aufrechtzuerhalten. Die Röhren 42, 43 erlöschen also, iao und die Motorwicklung 30 liegt wieder an den Anzapfpunkten ^7, 39 der Sekundärwick-

lung 36. Der Anker 26 des Vorschubmotors . 25 ist wieder auf Vorlauf geschaltet. Die Steuereinrichtung des Motors 2 5. kann ohne Schwierigkeiten so eingestellt werden, daß der Motor 25 den Vorschub - der Elektrode zur Aufrechterhaltung einer konstanten Lichtbogenspannung regelt.

Die beschriebene Einrichtung kann selbstverständlich auch so abgeändert werden, daß

to die Stromrichtung statt in der Erregerwicklung in dem Anker in dem· beschriabeinien Sinne überwacht und gesteuert wird. Ferner können auch die Entladungsröhren 42, 43 so gewählt werden, daß' sie zünden, wenn die Spannung zwischen dem Werkstück 18 und der Elektrode 17 verhältnismäßig hoch ist und erlöschen, wenn die Schweißelektrode 17 das Werkstück 18 berührt.

Bei der in Fig. 2 daxgestellten Ausfüh-

ao rungsforni des Gegenstandes der Erfindimg sind zwei Paare von Entladungsröhren· 60, 61 zur Überwachung der Stromrichtung in der Reihenschlußwicklung 30 vorgesehen. Das Paar 60 besteht aus. den parallel, aber entgegengesetzt geschalteten Entladungsröhren 62, 63, während "das Paar 61 aus den parallel und entgegengesetzt geschalteten Röhren 64, 65 besteht. Die Gitter dieser Entladungsröhren sind mit 66 bis 69 bezeichnet.

Die von der regelbaren Sekundärwicklung 48 des Transformators 46 (Fig. 1) abgenommene konstante Spannung wird der Primärwicklung 70 des Transformators 71 zugeleitet. Die zwischen der Schweißelektrode 17 und dem Werkstück 18 herrschende Spannung liegt an der Primärwicklung 72 eines Transformators 73. Die Differenzspannung zwischen der an der Sekundärwicklung 48 (Fig. r) herrschenden Spannung und der LichtbogerL-spannung wird dadurch erhalten, daß die Transformatoren 71 und 73 mit mehreren Sekundärwicklungen ausgerüstet sind, die paarweise, aber 'entgegengesetzt über die Gitter 66 bis 69 miteinander in Reihe geschaltet sind.

Um einen Kurzschluß der Sekundärwicklung 36 des Transformators 3 5 zu verhüten, falls alle Entladungsröhren 62 bis 65 gezündet haben, sind in den Steuerstromkreis die Widerstände 75 und 76 eingeschaltet.

Die Einrichtung arbeitet auf folgende Weise:

Es sei wieder angenommen, .daß die Schweißelektrode 17 das Werkstück 18 im Augenblick des Einschaltens der Schweißeinrichtung nicht berührt. Je nach der Schaltung des Motors, wird das eine oder andere Paar der Entladungsröhren gezündet, so daß der Motor .die Elektrode 17 nach demWerkstück hin vorverschiebt. Sobald die Elektrode 17 das Werkstück 18 berührt, fällt -wieder die Spannung zwischen der Elektrode 17 und dem Werkstück 18 auf einen verhältnismäßig niedrigen Wert ab/ so daß das Röhrenpaar, welches vorher nicht gezündet hat, nunmehr zündet, während das andere Röhrenpaar erlischt. Die Stromrichtung in der Feldwicklung 30 und damit der Drehsinn des Ankers wird also wieder umgekehrt, die Elektrode 17, von dem Werkstück 18 abgehoben und dadurch der Lichtbogen 16 gebildet.

Das den Rücklauf des Motors bewirkende Röhrenpaar erlischt wieder und statt dessen wird wieder das den Vorlauf bewirkende Röhrenpaar gezündet. Auch hier kann die Einrichtung .ohne Schwierigkeit, so eingestellt werden, daß der Motor 25 den Vorschub der Elektrode 17 entsprechend einer konstanten ^l Lichtbogenspannung regelt.
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Claims (6)

Patentansprüche:

1. Selbsttätiges Vorschub werk für 'die Elektroden, von Wechselstrom-Lichtbogenschweißeinrichtungen, mit einer von, der Lichtbogenspannung oder einer von der Lichtbogenspannung abgeleiteten Spannung beeinflußten, aus Entladungsrohren bestehenden Steuereinrichtung für die Stromrichtung in einer der Wicklungen des Vorschubmotors, dadurch gekennzeichnet, daß die von den Entladungsröhren gesteuerte Wicklung (30) eines das Vor-· schubwerk antreibenden Wechselstromkollektormotors (25) an den übrigen Motor-Stromkreis über einen Transformator (35) angeschaltet ist.

2. Vorschubwerk nach Anspruch 1, bei dem als Vorschubmotor ein Einphasenreihenschlußmotor dient, dadurch gekenn- ioc zeichnet, daß die Sekundärwicklung (36) · des Transformators (35), über den die Erregerwicklung (30) des Motors mit dem Motoranker (26) in Reihe geschaltet ist, aus wenigstens zwei Wicklungsabschnitten (37, 39 und 37, 44) besteht, von denen der eine (37, 39) in dem eijnisn und der andere (37, 44) im entgegengesetzten Sinne an die Erregerwicklung (30) angeschlossen ist.

3. Vorschubwerk nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Wicklungsabschnitt (37, 39) der Sekundärwicklung (36) des ' zum Anschluß der Erregerwicklung (30) ' des Vorschubmotors .(25) dienenden Transformators (35) über einen Widerstand (40, Fig. 1) und der andere Wicklungsabschnitt (37, 44) über die von der Lichtbogenspannung bzw. von der Differenzspanniuing aus der Lichtbogenspannung und eimer konstanten Spannung gesteuerten Entla-

dungsröhren (42, 43 i an die Erregerwicklung (30) des Vorschubmotors (25) angeschlossen sind.

4. Vorschubwerk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerwicklung (30) des Vorschubmotors (25) über zwei parallel geschaltete, aber entgegengesetzt gepolte, gittergesteuerte Entladungsröhren (42, 43) an den einen Wicklungsabsdhnitt (37, 44) der Sekundärwicklung (36) des Kopplungstransformators (35) angeschlossen ist, deren Gitter (54, 55) an der Lichtbogenspannung bzw. einer aus der Lichtbogenspannung und einer konstanten Spanraung gebildeten Differenzspannung oder einer aus dieser Spannung abgeleiteten Spannung liegem.

5. Vorschubwerk nach den Ansprüchen 3 und 4, gekennzeichnet durch einen Transformator (51) mit zwei Sekundärwicklungen (52, 53), von denen je eine an das Gitter einer Entladungsröhre angeschlossen ist, und einer Primärwicklung (50), die an der aus der Lichtbogenspannung und einer konstanten Span- »5 nung einstellbarer Größe gebildeten Differenzspannung liegt.

6. Vorschubwerk nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerwicklung (30) des Vorschubmotors (25) über je zwei parallel, aber entgegengesetzt geschaltete, gittergesteuerte Röhren (62, 63 und 64, 65, Fig. 2) an die Wicklungsabschnitte (37, 39 und 37, 44) der Sekundärwicklung (36) des Kopplungstransformators (35) für die Erregerwicklung (30) angeschlossen ist, deren Gitter (66 bis 69) von der Lichtbogenspannung bzw. einer davon abgeleiteten Spannung derart beeinflußt werden, daß die Röhren in dem einen Wicklungsabschnitt bei zu hoher und in dem anderen Wicklungsabschnitt bei zu tiefer Lichte bogenspannung zünden.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen