DE675321C - Steuerung fuer elektrische Widerstandsschweissmaschinen mit aeusserst kurzen Schweisszeiten - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuerung für elektrische Widerstandsschweißmaschinen mit äußerst kurzen Schweißzeiten, mit einer drehbaren, im Schweißstromkreise befindlichen Schaltvorrichtung, vorzugsweise mit einstellbarer Schaltzeit, und besteht darin, daß eine Schaltwalze und eine zweite Schaltwalze zwangsläufig gekuppelt sind und zusammen stetig umlaufen, und zwar die eine Schaltwalze in bezug auf die andere Schaltwalze verhältnismäßig schnell, so daß die Kontakte der zweiten Schaltwalze zu 'einer Zeit, zu der die erste Walze den Schweißstromkreis unterbricht, den Stromkreis für ein Relais schließen, das eine einzige Schaltperiode auslöst. Vorzugsweise kann das Relais einen Erregerkreis getrennt von den Schaltwalzen sowie zwei Sperrkreise aufweisen, deren einer durch einen besonderen Relaiskontakt an der zweiten Schaltwalze verläuft und der andere durch einen Schweißkreiskontakt an dieser Walze. Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung kann der getrennte Erregerkreis nach einer einzigen Betätigung des Hauptrelais unterbrochen (z. B. durch ein besonderes Relais) werden. Ferner kann die Umlaufgeschwindigkeit der Schaltwalzen z. B. mittels eines veränderlichen Widerstandes einstellbar sein zwecks Veränderung der Schließperiode des Schweiß-Stromkreises.

Durch die Erfindung wird eine Steuerung für elektrische Schweißmaschinen geschaffen, bei der der Einfluß mechanischer und elektrischer Trägheit, die die genaue Innehaltung der gewünschten Schaltdauer verhindern würden, vermieden wird.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht.

In der Zeichnung bedeutet 10 einen Transformator mit Primärwicklung 11 und Sekundärwicklung 12, die an die Schweißelektroden angeschlossen ist. Die Primärwicklung 11 wird von einer Kraftquelle 18 gespeist, die durch einen Schalter 19 über einen Stromkreis 20 mit dem Transformator verbunden ist. 21 ist eine verhältnismäßig rasch laufende, 22 eine verhältnismäßig langsam laufende Walze. 23 ist ein Einschaltgerät. Die beiden Walzen und das Einschaltgerät bilden zusammen einen Augenblickszeitschalter, der den Stromkreis 20 öffnet und schließt. 24 und 25 sind feste bzw. einstellbare Kontaktbürsten, die mit dem Kontakt 26 der rasch laufenden Walze 21 zusammenwirken. 27 und ■28 sind Bürsten, die mit Segmenten 29, 30 der

langsam laufenden Walze 22 zusammenwirken und mit den Kontaktbürsten 24, 25 durch einen Unterbrecherkontakt 31 in Reihe ge» schaltet werden können. Die Walze 21 w||i| von einem Motor 32 veränderlicher DrehzijM über eine Welle 33 angetrieben. Der Motf># wird durch einen Widerstand 34 geregelt. Der Walzenkörper 21, der den Kontakt 26 trägt, besteht im wesentlichen aus Isoliermasse. Der Kontakt 26 hat eine wechselnde Umfangserstreckung, derart, daß er an einem Ende eine längere Strecke des Umfanges einnimmt als am anderen Ende. Die eine Kante 36 des Kontaktes erstreckt sich parallel zur Schaltwalzenachse, die andere Kante 2>7 schräg zu dieser. 38 ist ein auf dem Körper der Walze 21 angeordneter durchgehender Kontaktring, der mit dem Kontakt 26 dauernd verbunden ist. Der Ring 38 steht dauernd in leitender Verbindung mit der festen Bürste 24. Die Bürste 25 ist auf einer mit Hilfe einer Kurbel 40 drehbaren Schraubenspindel 39 beweglich, so daß diese Bürste parallel zur Achse 33 einstellbar ist, wodurch das Umfangsmaß der Kontaktberührung mit dem Kontakt 26 veränderlich ist. Die Zeit, in welcher der Stromkreis 20 geschlossen wird, ist dadurch im weiten Bereich einstellbar. Hat z. B, der Motor 32 eine Höchstumdrehungs· zahl von 3600 in der Minute und ist der Widerstand 34 in der Lage, diese Geschwindigkeit auf jedes beliebige Maß zu verändern, so kann die Zeit der Schließung des Primärkreises an den Kontakten 24, 25, 26 mit äußerster Feinheit über einen äußerst weiten Bereich sehr hoher Geschwindigkeiten verändert werden.

Zwischen der Welle 42 der Walze 22 und der Welle 33 der Walze 21 ist ein Unter-Setzungsgetriebe 41 vorgesehen, durch das die Umlauf zahl der Walze 22 gegenüber der Umlaufzahl der Walze 21 entsprechend herabgemindert wird. Die Walze 22 trägt vier Kontakte, und zwar einen Kontakt 29, der sich über den ganzen Umfang erstreckt und gegen den sich die Bürste 27 legt, ferner einen Kontakt 30, der einen Teil des Umfanges einnimmt, und zwar einen solchen Teil, der etwas größer ist als der dem. größten Bogen des Kontaktes 26 entsprechende Wert, und zwar z. B. um das Maß a. Diese beiden Kontakte 29 und 30 liegen mit im Schweißstromkreis 20. 43 ist ein dritter Kontakt auf der Walze 22, der sich über den weitaus größten Teil des Umfanges der Walze erstreckt und nur im wesentlichen in dem Winkelbereich unterbrochen ist, über welchen sich der Kontakt 30 erstreckt. 44 ist ein vierter Kontakt, der im wesentlichen gleiche Erstreckung und Winkellage wie der Kontakt 30 aufweist. Alle vier Kontakte sind durch einen gemein-

samen Verbindungsleiter 45 verbunden. Das Verhältnis zwischen dem Winkelbogen b des Kpntaktes 30 und dem Höchstbereich des Segens c des Kontaktes 26 der Walze 21 ist ■,int"wesentlichen gleich dem UntersetzungsverjilpTtnis des Getriebes 41. Die Schaltwalzen 21 und 22 sind derart miteinander verbunden und die Zahnräder 41 stehen in solchem. Eingriff miteinander, daß bei jeweiliger Beruhrung der Bürsten 25 und 28 mit den Bögen b und c der Kontakte 30 und 26 die Schließung und Unterbrechung der Kontakte im wesentlichen zu gleicher Zeit eintritt. Bei dem Kontakt 30 ist aber der Bogen b mit Bezug auf den Bogen c an beiden Enden etwas verlängert, so daß die Bürste 28 den Kontakt kurz vor der Bürste 25 schließt und unterbricht.

Der Kontakt 31 des Einschaltgerätes 23 ist für gewöhnlich offen. Der Kontakt 26 dient dazu, ihn zu schließen und dadurch den Schweißstromkreis 20 einzuschalten. 461st ein Elektromagnet, der in einem Stromkreis 47 liegt. 48 ist ein z.B. als Druckknopf ausgebildeter Schalter, der seine Spannung von einer Bürste 47« erhält, die mit dem Kontakt 43 der Walze 22 zusammenwirkt. Der so hergestellte Stromkreis verläuft durch den für gewöhnlich geschlossenen Kontakt 48» eines Relais 49 des Einschaltgerätes 23. Das Relais 49 soll den Stromkreis 47 am Kontakt 4-8« so lange öffnen und offenhalten, wie der Druckknopf 48 gedrückt wird. Das Relais 49 wird zunächst über einen Stromkreis 50 von einem vom Elektromagneten 46 betätigten Schließkontakt 51 erregt. Alsdann verriegelt es sich selbst über den Stromkreis 52, der durch seinen eigenen Riegelkontakt 53 geschlossen wird. 54 ist ein für gewöhnlich offener Hinterkontakt, der mit dem Druckknopf 48 zusammenwirkt. Gleichzeitig mit der Erregung des Relais 49 schließt der Elektromagnet 46 zwei Verriegelungskreise, und zwar den einen, 55, durch seinen Kontakt 56 über den Stromkreis 47 und Kontakt 43 und den anderen, 57, durch seinen Kontakt 5,8 über den einen Teil des Primärschweißsteuerkreises bildenden Stromkreis 20 und Kontakt3o.

Die Wirkungsweise ist die folgende: Mit Hilfe der Schraubenspindel 39 wird die Bürste 25 so eingestellt, daß die für das Werkstück geeignete Zeit festgelegt wird. Am Transformator ι ο wird ein Spannungsregler 64 eingestellt, um die Spannung der Sekundärwicklung 12 auf die gewünschte Höhe zu bringen. Der Motor 32 wird durch einen Schalter 65 angelassen. Die Umdrehungszahl des Motors wird auf die Zeit eingestellt, die auf die durch die Bürste 25 eingestellte Zeit abgestimmt ist. Die Um-

drehungszeit wird ζ. B. auf die volle Geschwindigkeit von 3600 Umdrehungen eingestellt. Nach Aufsetzen der Elektroden auf das Werkstück wird der Druckknopf 48 geschlossen. Hierdurch wird der Stromkreis 47 über den Kontakt 48° geschlossen, und zwar über denjenigen Zweig des Stromkreises 20, der die Bürste 27, den Kontakt 29, den Verbindungsleiter 45, den Kontakt 43, bei dessen Berührung mit der Bürste 47^fl den Kontakt 48, 48« und den Elektroden 46 enthält und der über den Leiter 66 mit der Stromquelle verbunden ist. Der Elektromagnet 46 schließt den Kontakt 51 und dadurch den Stromkreis 51 und dadurch den Stromkreis 50 des Relais 49. Durch Anziehen des Relais 49 wird der Erregerkreis 47 des Elektromagneten 46 geöffnet. Dieser hat aber gleichzeitig mit dem Schließen des Stromkreises 50 des Relais 49 seine Verriegelungskontakte 56 und 58 geschlossen und dadurch erstens sich selbst über den Stromkreis 55 zum Kontakt 43 verriegelt und ferner sich über den Stromkreis 57 parallel zum Stromkreis 20 an seiner Verbindung mit der Bürste 28 und Kontakt 30 verriegelt. Diese beiden Verriegelungskreise sind durch den Zweig des Stromkreises.20 mit der Leitung verbunden, der mit Bürste 27 und Kontakt 29 zusammemvirkt, und zwar durch die Zwischenverbindung 45. Daher bleibt der Elektromagnet 46 während der Gesamtwinkelbewegung der Kontakte 43 und 30 angezogen. ■ Schließlich schließt der Elektromagnet 46 noch seine Kontakte 31 und schaltet dadurch den Schweißstromkreis für den Schweißvorgang ein. Nach der Schweißung verläßt der Kontakt 30 die Bürste 28. Der Verriegelungskreis 57 des Elektromagneten 46 wird unterbrochen, und der Stromkreis 20 öffnet sich an dem Kontakt 31. Da der Anfangserregungskreis 47 am Kontakt 48" so lange offen bleibt, wie das Relais 49 erregt ist, so wird der Stromkreis 20 ausgeschaltet, sobald der Kontakt 30 die Bürste 28 verläßt, und wird nicht eher wieder eingeschaltet, bis der Druckknopfschalter 48 von neuem ausgelöst wird und das Relais 49 an seinem. Kontakt 54 entsperrt. Gleichgültig, wie viele Umdrehungen die Schaltwalzen 21 und 22 machen, es kann bei jedem Betätigen des Druckknopfes 48 oder des Elektromagneten 46 und seines Sperrelais 49 nur eine einzige Schweißung erfolgen. Infolgedessen kann jeArbeitsspiel der Einschalteinrichtung 22 für den Schweißkreis nur eine einzige Punktschweißung ausgeführt werden. Die von den Kontakten 43 und 30 eingenommenen relativen Winkel sind derart, daß die Bürste 47^s den Kontakt 33 während des Hauptteiles des Verweilens der Bürste auf dem Kontakt 30 nicht berührt. Dadurch wird es unmöglich, den Elektromagneten 46 während des gleichzeitigen Auf liegens der Bürsten 25 und 28 auf den Kontakten 26 und 30 zu erregen. Dies bedeutet, daß keine Schweißung in solcher Beziehung zu den Kontakten 25, 26 eingeleitet werden kann, daß die eingestellte Periode verkürzt wird. Der Kontakt 30 überlappt auch das hintere Ende des Kontaktes 43 um ein Stück if. Das überlappende Stück d gewährleistet eine wirksame Übertragung der Sperrung des Elektromagneten 46 von dem Anfangssperrkreis 47 auf die Schweißkreisverriegelung 57. Der über den Bogen b hinausgehende Bogen« sichert eine ausreichende Zeit für den Elektromagneten 46, um ihn voll zur Wirkung kommen zu lassen, bevor die Bürste 28 beginnt, den Bogen b zu durchwandern, was genau in der durch den Bogen c festgelegten Höchstzeit für die Schweißung geschieht. Am hinteren Ende des Kontaktes 30, relativ zu der Bürste 28, befindet sich ein Bogen e, in welchem weder die Bürste 28 noch die Bürste 47" einen Kontakt berührt. Hierdurch ist es möglich, eine vollständige Unterbrechung des Stromkreises 20 am hinteren Ende des Kontaktes 30 und eine vollständige Entregung des Elektromagneten 46 zu erreichen, bevor die Bürste 47« erneut auf den Kontakt 43 trifft, so daß eine einmal eingeleitete Schweißperiode nicht durch nachfolgende Erregung des Elektromagneten 46 unerwünscht verlängert werden kann. Eine weitere Sicherung hiergegen liegt in der raschen und scharfen Unterbrechung des Stromkreises 20 an der geradlinigen Hinterkante 36 des Kontaktes 26. Das anfängliche Öffnen des Stromkreises 20 kann an der geradlinigen, zur Achse parallelen Hinterkante 36 des Kontaktes 26 oder durch diese Kante 36 in Verbindung mit der Hinterkante des Kontaktes 30 erzielt werden. Wird eine kombinierte Wirkung weiter nicht gewünscht, dann kann die Hinterkante des Kontaktes 30 etwas über die abgestimmte Lage, wie sie durch den Bogen b gegeben ist, hinaus verlegt und der Leerlaufbogen e entsprechend vergrößert werden. Wenn durch Verschieben der Bürste 25 Zeiten eingestellt werden, die durch no Bögen des Kontaktes 26 bemessen werden, die kleiner sind als der volle Bogeri c, so schließt die Bürste 25 mit dem Kontakt 26 hinter der abgestimmten Lage der Bürste 28 am Beginn des Bogens b Kontakt. Dies ist aber un.beachtlich, da hierdurch nur die durch den Bogen ff bestimmte Periode verlängert wird, in der der Elektromagnet 46 und sein Sperrrelais 49 voll zur Wirksamkeit kommen können.

Durch die Erfindung ist eine Steuerung „geschaffen, bei der die Zeitdauer des Schweiß-

stromes mit äußerster Genauigkeit festgelegt ist, ohne Beeinträchtigung durch mechanische oder elektrische Trägheit sowie Totgang, da die Schaltwalzen 21, 22 stetig umlaufen und die Zeitdauer durch die Einstellung der Bürste 25 nach Einleitung frei vom Einfluß durch irgendeinen dieser Faktoren ist. Die Unterbrechung des Schweißkreises geschieht mit äußerst hoher Geschwindigkeit ruckweise und scharf, wenn die Bürste 25 die Kante 36 des Kontaktes 26 verläßt. Die Zeitspannen können äußerst fein abgemessen und bis herab ^zu Viooo oder sogar Viooöo Sekunde gewählt werden. Selbstverständlich kann aber auch eine längere Zeit eingestellt werden. Dabei gibt die Betätigung des von Hand gesteuerten, die Einschaltung bewirkenden Gerätes durch die Langsamlaufschaltwalze nicht nur reichlich Zeit für das elektromagnetische Ansprechen der Relais 46 und 49 ohne Fehlbetätigung, sondern es wird auch eine wirksame Einheitsregelung gewährleistet, durch die nur eine Schweißung bei einer Handhabung des handgesteuerten Kontaktes 48 bewirkt werden kann.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   i. Steuerung für elektrische Widerstandsschweißmaschinen mit äußerst kurzen Schweißzeiten, mit einer drehbaren, im Schweißstromkreise befindlichen Schaltvorrichtung, vorzugsweise mit einstellbarer Schaltzeit, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schaltwalze (21) und eine zweite Schaltwalze (22) zwangsläufig gekuppelt sind und zusammen stetig umlaufen, und zwar die eine Schaltwalze in bezug auf die andere Schaltwalze verhältnismäßig schnell, so daß die Kontakte der zweiten Schaltwalze zu einer Zeit, zu der die erste Walze den Schweißstromkreis unterbricht, den Stromkreis für ein Relais (23) schließen, das^ eine einzige Schaltperiode auslöst.
2. 2. Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Relais (23) einen Erregerkreis getrennt von den Schaltwal zen sowie zwei Sperrkreise aufweist, deren einer durch einen besonderen Relaiskontakt "an der zweiten Schaltwalze verläuft und der andere durch einen Schweißkreiskontakt an dieser Walze.
3. 3. ,Steuerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der getrennte Erregerkreis nach- einer einzigen Betätigung des Hauptrelais unterbrochen (z. B. durch ein besonderes Relais) wird.
4. 4. Steuerung nach einem der Ansprüche ι bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlaufgeschwindigkeit der Schalt- go walzen z. B. mittels eines veränderlichen Widerstandes (34) einstellbar ist zwecks Veränderung der Schließperiode des Schweißstromkreises.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen