DE668931C

DE668931C - Selbsttaetige Vorschubvorrichtung fuer Lichtbogenschweissmaschinen

Info

Publication number: DE668931C
Application number: DES112578D
Authority: DE
Inventors: Georg Hofmann
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1934-01-24
Filing date: 1934-01-24
Publication date: 1938-12-13

Description

Es ist bekannt, selbsttätige Vorschubwerke für Lichtbogenschweißmaschinen zum Antrieb der Elektrode mit einem Differentialgetriebe auszurüsten, dessen erster Teil in einer der Vorschubbewegung entgegengesetzten Richtung von einem Motor mit einer von der Lichtbogenspannung unabhängigen, gegebenenfalls regelbaren Geschwindigkeit und dessen zweiter Teil von einem zweiten Motor mit einer von der Lichtbogenspannung abhängigen Geschwindigkeit in einer dem Vorschub der Elektrode entsprechenden Richtung angetrieben wird.

Die Regelung des Vorschubs der Elektrode in Abhängigkeit von der Lichtbogenspannung, der durch den dritten Teil des Differentialgetriebes bewirkt wird, erfolgt dabei mittels einer oder mehrerer Erregerwicklungen, welche die Wirkung von fremdgespeisten Erregerwicklungen der auf die Teile des Differentialgetriebes einwirkenden Motoren unterstützen oder aufheben. Da also mit Feldschwächung gearbeitet wird, besteht die Gefahr, daß die durch die Feldschwächung geregelte Maschine unter Umständen durchgeht oder übermäßig belastet wird. Nachteilig ist ferner die verhältnismäßig träge Regelung, weil für die Änderungen der magnetischen Felder der Maschine eine nicht unerhebliche Zeit benötigt wird.

Alle diese Nachteile werden erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß die von der Lichtbogenspannung abhängige Steuerung direkt auf den Ankerstromkreis des den zweiten Teil des Differentialgetriebes antreibenden Motors einwirkt.

Die Erfindung ermöglicht eine außerordentlich schnelle, trägheitsfreie Regelung. Eine besonders günstige Regelung ergibt sich für den Fall, daß die Schweißelektrode mit dem Werkstück in Berührung gebracht wird. In diesem Fall wird nämlich der in Abhängigkeit von der Lichtbogenspannung geregelte Motor vollkommen stillgesetzt. Hierdurch wird aber infolge der Wirkungsweise des Differentialgetriebes die Geschwindigkeit, mit der die Elektrode durch den zweiten, unabhängig von der Lichtbogenspannung arbeitenten Motor von dem Werkstück entfernt wird, bedeutend erhöht, so daß sich eine schnelle Zündung ergibt.

Die Einrichtung nach der Erfindung zeichnet sich weiter dadurch aus, daß gewöhnliche, einfache Hauptschluß- oder Nebenschlußmaschinen ohne Hilfsreihenschlußwicklungen o. dgl. angewendet werden können.

Noch ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäß ausgebildeten Einrichtung besteht darin, daß infolge der Regelung in dem Ankerstromkreis sich keine durch den Einfluß

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Georg Hofmann in Nürnberg.

der Hysteresis bedingten, voneinander abweichenden Regelcharakteristiken ergeben können.

Die Erfindung soll an Hand der in dj Zeichnung dargestellten Beispiele erläuft
werden.

In sämtlichen Figuren sind einander entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

ίο ι ist die Elektrode, 2 das Werkstück, 3 der Lichtbogen. Die Stromzuführung zum Werkstück und zur Elektrode sind der Einfachheit halber weggelassen. Ferner ist das Differentialgetriebe der Einfachheit halber nur durch ein Rechteck 6 angedeutet. Der eine Teil des Differentialgetriebes wird entgegen der Vorschubrichtung von einem mit praktisch unveränderlicher Geschwindigkeit laufenden Motor 23, der andere Teil des Differential-

zo getriebes in der Vorschubrichtung durch einen von der Lichtbogenspannung gesteuerten Motor 24 angetrieben. Zur Steuerung des Motors 24 dient bei der Ausführungsform nach Fig. 1 das Schütz 25 und das die Lichtbogenspannung überwachende Relais 26, das bei Wechselstromlichtbogen mit dem durch 27 angedeuteten Gleichrichter verbunden ist. Das Vorschubwerk arbeitet folgendermaßen: "

Der Motor 24 läuft, wenn er durch das Schütz 25 eingeschaltet ist, mit einer Geschwindigkeit, die größer ist als die des Motors 23. Bei zu kleiner Bogenspannung wird er durch das Relais 26 und das Schütz 25 abgeschaltet und kommt mehr o.der weniger rasch zum Stillstand. Dadurch wird die Vorschubbewegung verlangsamt bzw. die Elektrode ι sogar etwas zurückgezogen. Ist die richtige Lichtbogenspannung wieder erreicht, so wird der Motor vorübergehend wieder eingeschaltet und beschleunigt sich mehr oder weniger rasch.

Die Fig. 2 und 3 zeigen eine andere Ausführungsart, bei der im Gegensatz zu Fig. 1 der Motor 24 über einen regelbaren Spannungsteiler 28 an der Lichtbogenspannung liegt. Bei Nebenschlußschaltung ist nur der Anker, bei Hauptschluß schaltung der Anker und die Wicklung des Motors 24 an den Spannungsteiler 28 angeschlossen. Die Drehzahl des Motors 23 kann durch Änderung des Widerstandes 29 auf den jeweils gewünschten Wert eingestellt werden.

Beim Schweißbetrieb ergibt sich für Fig. 2 beispielsweise folgende Wirkungsweise: Die auf die Elektrode 1 wirkende Geschwindigkeit des rückziehend wirkenden Motors 23 betrage 175 mm/min, die des vorschiebend wirkenden Motors 24 betrage bei 30 Volt Bogenspannung 180, bei 25 Volt 150, bei 35 Volt 210 mm/min, dann ergibt sich bei 35 Volt, also bei zu hoher Bogenspannung, eine Vorschubgeschwindigkeit von 35 mm/min, bei It, also bei zu kleiner Bogenspannung, 3JgAe Rückzugsgesehwindigkeit von 25 mm/min, rend bei etwa 31 Volt die Vorschubbewe-.g Null ist. Das Vorschubwerk wird also ^;is£ets auf den dieser Spannung entsprechenden Elektrodenabstand einstellen.

In Fig. 4 ist der Motor 24 nicht unmittelbar an die Lichtbogenspannung angeschlossen, sondern in seinem Stromkreis ist ein Widerstand 30 eingeschaltet, der zeitweise durch den als Wagnerschen Hammer wirkenden Zitterschalter 31 überbrückt wird. Der Zitterschalter wird durch die an die Lichtbogenspannung angeschlossene Erregerwicklung 32 mit dem damit in Reihe liegenden Unterbrecher 33 einerseits, durch die Rückzugsfeder 34 andererseits derart in Schwingungen versetzt, daß das Verhältnis der Überbrückungszeit zur Einschaltzeit des Widerstandes 30 um so größer wird, je höher die Lichtbogenspannung ist. Der Vorschubmotor 24 erhält infolgedessen in sehr rascher Folge um so stärkere Impulse, je höher die Lichtbogenspannung ist. Er schiebt also bei zunehmender Lichtbogenspannung schneller vor. Die Wirkungsweise ist im wesentlichen die gleiche wie bei Fig. 2.

In Fig. 5 steuert die Lichtbogenspannung, mit der die Gittervorspannbatterie in Reihe liegt, das Gitter 36 einer Vakuumröhre 360, deren Anodenkreis den Vorschubmotor 24 speist.

In Fig. 6 ist an Stelle einer Vakuumröhre ein gittergesteuerter Gleichrichter 37 verwendet, dessen Gitter durch die Lichtbogenspannung in Reihenschaltung mit einem Hilfsspannungserzeuger 38 gesteuert wird. Im übrigen sind die Verhältnisse die gleichen wie bei Fig. 5, nur mit dem Unterschied, daß der Motor 23 über einen Gleichrichter 39 an ein den gittergesteuerten Gleichrichter 37 speisendes Wechselstromnetz angeschlossen ist. Der Hilfsspannungserzeuger 38 erzeugt beispielsweise 'eine stark in der Phase gegen den Anodenstrom verschobene Gittervorspannung, die nach Phase und Aplitude geregelt werden kann, um die günstigste Vorschub- iw geschwindigkeit einzustellen.

Wird mit Wechselstromlichtbogen gearbeitet, so kann die gleiche Schaltung wie in Fig. 6 benutzt werden, doch erzeugt dann die Hilfsspannungsquelle 38 eine negative Gleichspannung, durch die das Gitterpotential stark nach der negativen Seite verschoben wird. Durch Regelung der Gleichspannung kann das Vorschubwerk den jeweiligen Schweißverhältnissen bequem angepaßt werden. Der Gleichrichter kann auch in bekannter Weise mit Kondensatoren und anderen für gitter-

gesteuerte Gleichrichter bekannten Mitteln gesteuert werden.

In Fig. 7 sind zum Antrieb des Differentialgetriebes Wechselstrommotoren verwendet; der rückziehend wirkende Motor 23/ifet. ein Synchronmotor oder ein KurzschSffiläufer, der vorschiebend wirkende Motor 24 ist über einen Reguliertransformator 39 an die Lichtbogenspannung angeschlossen.

Claims

Patentansprüche:

1. Selbsttätige Vorschubvorrichtung für Lichtbogenschweißmaschinen mit Differentialgetriebe zum Antrieb der Elektrode, bei dem der eine Teil des Differentialgetriebes in einer der Vorschubbewegung entgegengesetzten Richtung von einem Motor mit einer von der Lichtbogenspannung unabhängigen, gegebenenfalls regelbaren Geschwindigkeit, der zweite Teil des Differentialgetriebes von einem Motor mit von der Lichtbogenspannung abhängiger Geschwindigkeit in einer dem Vorschub der Elektrode entsprechenden Richtung angetrieben ist und der Vorschub der Elektrode durch den dritten Teil des Differentialgetriebes bewirkt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Lichtbogenspannung abhängige Steuerung auf den Anker Stromkreis des den zweiten Teil des Differentialgetriebes antreibenden Motors (24) einwirkt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der in der Vorschubrichtung wirkende Motor (24) von einem an die Lichtbogenspannung, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines Gleichrichters (27), angeschlossenen Relais (26) gesteuert ist (Fig. 1).

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der in der Vorschubrichtung wirkende Motor (24) bei der Nebenschluß type (Fig. 2) mit seinem Anker, bei der Hauptschluß type (Fig· 3) mit seinem Anker und seiner Wicklung, vorzugsweise über einen regelbaren Spannungsteiler (28), bei Wechselstromlichtbogen unter Zwischenschaltung eines Gleichrichters, an die Lichtbogenspannung angeschlossen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Stromkreis des in der Vorschubrichtung wirkenden Motors (24, Fig. 4) ein von einem Zitterschalter (31 bis 34) zeitweise überbrückter Widerstand (30) liegt, und daß der nach Art eines Wagnerschen Hammers arbeitende Zitterschalter mit seiner Erregerwicklung (32) an die Lichtbogenspannung angeschlossen ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der in der Vorschubrichtung wirkende Motor (24, Fig. 5) in den Anodenkreis einer Röhre (360) eingeschaltet ist, deren Gitter (36), gegebenenfalls über eine regelbare Vorspannung (35), an der Lichtbogenspannung liegt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der in der Vorschubrichtung wirkende Motor (24, Fig. 6) an einen gittergesteuerten Gleichrichter (37) angeschlossen ist, dessen Gitter vorzugsweise über eine regelbare Vorspannung (38) an die Lichtbogenspannung angeschlossen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 für Wechselstrom, dadurch gekennzeichnet, daß der in der Vorschubrichtung wirkende Motor (24, Fig. 7) über einen Reguliertransformator (39) an die Lichtbogenspannung angeschlossen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß an das Gitter bei Gleichstrom die mit einer Wechselspannung überlagerte Lichtbogenspannung angeschlossen ist, daß die überlagerte Wechselspannung gegen den Anodenstrom stark in der Phase verschoben und gegebenenfalls in der Phase bzw. in der Amplitude regelbar ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei Wechselstromlichtbogen der am Gitter liegenden Wechselspannung eine negative Gleichspannung überlagert ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen