-
Einrichtung zur elektrischen Punktschweißung Die Erfindung bezieht
sich auf elektrische Schweißeinrichtungen, insbesondere Einrichtungen zur Punktschweißung
und die dazugehörigen Steuermittel. Sie ist darauf gerichtet, Schweißstromimpulse
von einem verhältnismäßig starken Strom, jedoch sehr kurzen Zeitdauer zu erzeugen.
Mechanische Schaltmittel bereiten hierbei, wenn sie den starken Strom schalten sollen,
erhebliche Schwierigkeiten; diese werden durch die Erfindung überwunden.
-
Nach der Erfindung wird zur Erzeugung der sehr kurzen Impulse ein
gittergesteuertes Dampf- oder Gasentladungsgefäß verwendet, und zwar sozusagen als
Schaltorgan. Der Schweißstrom wird unmittelbar oder mittelbar über das Entladungsgefäß
geleitet und mit Hilfe des Gitters in der gewünschten Weise gesteuert, so daß Stromimpulse
erzeugt werden können, die nur eine Halbwelle der Speisewechselspannung oder weniger
andauern. Um den Zeitmoment für das Einsetzen der Entladung bzw. die Zeitdauer des
Fließens der Entladung bei jedem Stromimpuls zu bestimmen, ist am Gitter des Entladungsgefäßes
ein Zeitkreis vorgesehen, der zweckmäßig aus Kondensator und Widerstand besteht.
-
Es sind bisher schon Schweißeinrichtungen bekanntgeworden, bei denen
am Steuergitter einer Entladungsstrecke ein Zeitkreis vorgesehen ist. Dieser dient
zur zeitlichen Begrenzung der Schweißstromimpulse, die in regelmäßigen Abständen,
solange die Schweißelektroden auf das Werkstück gepreßt werden, diesem zugeleitet
werden.
-
Gegenüber diesen bekannten Anordnungen bietet,die vorliegende Erfindung
den Vorteil, daß die Zahl der Schweißstromimpulse auf einen einzigen beschränkt
ist. Es wird also beim Zusammenpressen der Schweißelektroden auf dem Werkstück stets
nur ein einziger Schweißimpuls erzeugt, unabhängig davon, wie lange der Elektrodendruck
andauert.
-
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Abbildung,dargestellt.
-
Der Schweißtransformator ist mit W bezeichnet; seine Primärwicklung
wird von dem Wechselstromnetz r über einen Regelwiderstand R4 gespeist. An seine
Sekundärwicklung sind die Schweißelektroden K1 angeschlossen. In Reihe mit der Primärwicklung
des Transformators W ist die Primärwicklung eines Reihentransformators S geschaltet,
gegebenenfalls mit veränderlichem Übersetzungsverhältnis. Wenn die Sekundärseite
des Transformators S geöffnet ist, so liegt der größte Teil der Spannung an der
Primärwicklung des Transformators S. Wenn indessen die Sekundärseite -des Transformators
S kurzgeschlossen wird, so nimmt seine Impedanz einen sehr geringen Wert an, so
.daß praktisch
die .gesamte Speisewechselspannung an der Primärwicklung
des Schweißtransformators lt" liegt.
-
Zum Kurzschließen der Sekundärwicklung; des Transformators S dient
,das Entladungsgefä 13 T, Die Steuerung desselben erfolg=t, durch eine Steuerspannung,
die von dem' Widerstandskondensatorkreis R3, C2 herrührt. Dieser Steuerkreis wird
mit Gleichspannung gespeist. Als Spannungsquelle dient der Kondensator Cl, der über
einen Transformator R und einen Gleichrichter T. ,aus dem Wechselstromnetz aufgeladen
wird. Durch einen Schalter K_ ist normalerweise der veränderliche Kondensator C,
kurzgeschlossen, und zwar durch Schließung des Kontaktes b, wie in der Abbildung
dargestellt ist. Soll eine Schweißung vorgenommen werden, so wird, nachdem das Material
zwischen die Elektroden K1 gelegt worden ist, der Schalter K2 auf den Kontakt a-
gelegt.
-
Sofort nach Umlegen des Schalters K2 auf den Kontakt a erscheint .die
ganze am Kondensator Cl liegende Spannung an den Enden des Widerstandes R3, da für
den ersten Gleichspannungsimpuls der Kondensator C2 kein Hindernis darstellt, das
heißt also, daß sofort nach Betätigung des Schalters K2 der Punkt D das gleiche
Potential aufweist wie der Punkt C, und dieses ist gegenüber dem Punkt A positiv.
Es ist damit also das Gitter der Entladungsstrecke T1 positiv gegenüber ihrer Kathode,
und die Entladung setzt ein. Hierdurch nimmt die Impedanz des Reihentransfo-rmators
S einen geringen Wert an, so daß die gesamte Spannung des Netzes i am Schweißtransformator
U' liegt und die Schweißung also erfolgen kann. An Stelle .des Reihentransformators
S kann auch die Entladungsstrecke T1 selbst in der Speiseleitung des Transformators
TV liegen.
-
Nach einer gewissen Zeit ist der Kondensator C.2 aufgeladen, und zwar
derart, daß seine obere Belegung gleiches Potential hat wie der Punkt C des Kondensators
C1, während die untere Belegung von C2 in ihrem Potential mit :lein des Punktes
B übereinstimmt. Diese Zeit ist von den Konstanten des Zeitkreises, also von den
Werten von R3 und Cl> abhängig. Das Potential .des Punktes E ist gegenüber dein
Punkt A negativ, was zur Folge hat, daß die Entladungsstrecke T1 erlischt. Hierdurch
wird der Schweißprozeß unterbrochen, und er bleibt es so lange, wie der Schalter
K., mit dem Kontakt a in Eingriff steht, ganz unabhängig davon, wie lange der Druck
auf den Schweißelektroden K1 andauert.
-
Die Länge der Zeitdauer, in der der Entladungsstrom fließt, kann auf
verschiedene Weise verändert werden: I i. durch Veränderung des Wertes von R, 2.
durch Veränderung des Wertes von C2, das zu diesem Zwecke einstellbar sein oder
aus einer Reihe von Kondensatoren bestehen kann, die durch den Schalter K3 wahlweise
zu- und .abgeschaltet werden können, 3. durch Einstellung des veränderlichen Anschlusses
A an dem Potentiometer R1, R;. Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, den Kontakt
A fest einzustellen und ebenso für R3 einen konstanten Wert vorzusehen und nur die
Kapazität C2 zu verändern, um die gewünschte Länge des Schweißimpulses einzustellen.
Aus der Zeichnung ist ersichtlich, daß, sobald der Schalter K2 auf a geschaltet
wird, .der Schweißimpuls einsetzt, und zwar fließt nur ein einziger Impuls. Soll
ein neuer Schweißimpuls stattfinden, so muß der Schalter K_ wieder auf b geschaltet
werden. Dadurch wird der Kondensator C2 entladen, und die Anordnung ist für den
nächsten Schweißpunkt bereit. Der Schalter K2 kann durch denselben Bedienungsgriff
betätigt werden wie die Elektroden K, Zur Begrenzung der Größe des Schweißstromes
kann ein Reihenwiderstand R4 vorgesehen sein und gegebenenfalls zur Einstellung
der Größe des Schweißstromes dienen, etwa derart, daß an Stelle einer Veränderung
der Zeitdauer des Stromimpulses eine Veränderung der Größe des Stromes tritt. Die
Zeichnung läßt erkennen, daß die Anordnung an zwei Punkten geerdet ist. Es ist dieses
nicht unbedingt notwendig, hat sich jedoch in sehr vielen Fällen als zweckmäßig
erwiesen.
-
Je nach der vorliegenden Spannung kann man auch ohne den Transformator
R auskommen. Als Gleichrichter kann an Stelle der Röhre T, ein Trockengleichrichter,
beispielsweise ein Kupferoxydgleichricliter, verwendet werden. Unter Umständen kann
an Stelle dieser Hilfsgleichrichteranordnung eine Gleichspannungsquelle treten.
In dieseln Falle wird der Kondensator Cl überflüssig.
-
In manchen Fällen wird zweckmäßig ein Widerstand R, vorgesehen, der
der Sekundärwicklung des Transformators W parallel. geschaltet ist. Dieser ist in
der Abbildung gestrichelt angedeutet. Er -dient zum Ableiten von Vberspannungen,
die beim Ein- und Ausschalten des Schweißstromes auftreten können.