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Regelanordnung für elektrische Widerstandsschweißvorrichtungen Die
Erfindung bezieht sich auf elektrische Widerstandsschweißvorrichtungen für Punkt-und
Nahtschweißung, bei denen elektrische Entladungsstrecken zwischen der Wechselstromquelle
und dem zu schweißenden Material in gegensinniger Parallelschaltung angeordnet sind.
Diese Hauptentladungsstrekken werden durch Hilfsentladungsröhren für die Schweißzeitregelung
und durch weitere Entladungsröhren für die in der Halbwelle erzeugte Wärmemenge
in solcher Weise gesteuert, daß für jede Schweißung eine vorbestimmte Anzahl von
Stromhalbwellen geliefert wird und der Stromfluß in genau bestimmten Punkten der
Halbwellen einsetzt.
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Bei bekannten Anordnungen dieser Art werden die Zeitregelröhre, die
Röhre für die Regelung der Wärmemenge und das Steuerglied der zugeordneten Hauptentladungsstrecke
in Reihe geschaltet. Es ist dabei die Zeitregelröhre mit dein Steuerglied der Hauptentladungsstrecke
verbunden, und die Wärmeregelröhre steuert die Zeitregelröhre. Da im allgemeinen
der Stromfluß in der Zeitregelröhre eher einsetzt als in der Wärmeregelröhre, wird
diese durch einen Widerstand von solcher Größe überbrückt, daß der Stromfluß durch
die Zeitregelröhre ungenügend gehalten wird, um die entsprechende Hauptentladungsstrecke
leitend zu machen, bis die Wärmeregelröhre leitend wird. Jedoch ergeben sich häufig
Schwierigkeiten in der Aus-
Wahl dieses Nebenschlußwiderstandes.
Wenn er zu klein Neinessen wird, tritt oft der Fall ein, daß die Hauptentladungsstrecke
durch den Stromfluß in der Zeitregelröhre allein leitend werden, und diese Schwierigkeit
wird dadurch verstärkt, daß die Eigenschaften der Hauptentladungsstrecken sich während
ihrer Wirkung verändern. Wenn andererseits der Nebenschlußwiderstand züi "roll ist,
wird die Zeitregelröhre oft nicht in dein gewünschten Augenblick leitend.
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Auch entstehen bei den bekannten Anordnungen zuweilen Schwierigkeiten
dadurch, dar eine Hauptentladungsstrecke nicht leitend wird, wenn der Zeitpunkt
für den Stromeinsatz in der Halbperiode des Wechselstromes spät liegt. Wenn der
Zündwinkel der Wärmeregelröhre größer als 9o= ist, nimmt das Potential der Stromduelle
schon ab, wenn die Röhre leitend wird. Wegen der negativen Richtung der Anderung
des Anoden-Kathoden-Potentials ist dann die "Zündung 'der Hauptentladungsstrecke
unzuverlässig, namentlich weih der Verzögerungswinkel etwa IIo2 beträgt. Diese Nachteile
werden gemäß der Erfindung, dadurch vermieden, daß die Stellung der Wärmeregelröhren
und der Zeitregelröhren im Verhältnis zu den bekannten Anordnungen vertauscht ist,
d.h. die Wärmeregelröhren sind mit dein Steuerglied der zugehö eigen Hauptentladungsstrecke
verbunden, und die Zeitregelrohren beeinflussen die Wärmeregelröhren. [in Nebenschluß
zu der Wärmeregelröhre und dein Steuerglied der Hauptentladungsstrecke liegt je
eine Impedanz, dis den Strom der Zeitregelröhre führt, ehe die \\"ä rmeregelröhre
leitend wird. Diese Impedanz kann ein Ohmscher Widerstand, eine Selbstinduktion
oder eine Kapazität sein, wenn der einzige Zweck der Anordnung darin besteht, eilte
vorzeitige Zündung der Hauptentladungsstrecken zu verhüten. Um jedoch Sicherheit
für die Zündung der Hauptentladungsstrecken zu haben, auch wenn der Zündaugenblick
in der Halbperiode des Wechselstromes spät liegt, wird eine Kapazit ät bevorzugt.
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Ein im Nebenschluß züi der Wärmeregelröhre und dem Steuerlied der
Hauptentladungsstrecke liegender Kondensator wird durch den Stromfluß in der Zeitregelröhre
geladen, ehe die \\'ä rmeregelröhre leitend wird. Wenn dies-- dann leitend ist,
wird das Potential des Kondensators über die Wärmeregelröhre der Zündelektrode der
entsprechenden Hauptentladungsstrecke aufgedrückt, so daß diese in dem gewünschten
Zeitpunkt leitend wird. Die Erfindung verwirklicht damit die sogenannte Anodenzündun-
der Hauptentladurgsstrecken. wenn die Zündung in der Ha lbperiode der Stromquelle
früh liegt, und eine unabhängige Zündung durch das von dem Kondensator gelieferte
Potential. wenn die Zündung spät liegt. Der Ladestromkrei cl;:,; Kondensators wird
so gewählt, daß hei später Zündung sein Potential etwa gleich dem Spitzenpotential
der Stromquelle ist. Wenn die Wärmeregelröhre jetzt spät leitend wird, ist das der
Zündelektrode voll dein Kondensator aufgedrückte Potential (las Spitzenpotential
der Strohquelle, und es können keine Schwierigkeiten entstellen, wenn die Hauptendladungsstrecke
leitend gemacht wird. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeipiel des Gegenstandes
der Erfindung schematisch, dargestellt. Die Sekundärwicklung 3 des Schweißtransformators
speist die Schweißelelaroden 5. Die Primärwicklung 9 ist an eine Stromquelle i i,
13 voll 50 oder 6o Periocien über ein Paar entgegengesetzt parallel geschalteter
Quecksilberdampfentladungsgefäße t 5 und i j angeschlossen. An deren Stelle können
auch Lichtbogenentladungsgefäße mit -eheizter Kathode oder Quecksilberspiegelgefäße
mit kragenförmiger Zündelektrode verwendet werden. Jedes der Hauptentladungsgefä
he weist eine Anode i9, ein" Kathode 21 und eine Zündelektrode 23 auf. Es sind damit
für die Steuerung je ein Paar von Hilfsrohren 25, ? j bzw. 29 und 31 vorbanden.
Die Röhren 25 bzw. 29 dienen zür Wärmesteuerung. Die Kathoden 33 dieser Röhren sind
mit den Zündelektroden 23 der zugeordneten Hauptentladungsgefäße i; bzw.
17 verbunden. Die anderen Hilfsröhren 2; Lind 3 1 dienen zur Zeitsteuerung,
und ihre Kathoden 35 sind mit den Anoden 37 der Wärmeregelröhren verbunden. Die
Anoden 39 der Zeitregelröhren sind Tiber Schaltkontakte 4I und 43 eines Anlaßrelais
45 an die Kathoden der zugehörigen Hauptentladungsgefäße 15 bzw. 17 angeschlossen.
Zu den au: den Wärmeregelröhren 25 und 29, den Zündelektroden 23 und den Kathoden
2 i der Haupteiitladtiiigsgefäße gebildeten Stromzweigen liegen im Nebenschluß ein
Widerstand .I; bzw. 4g und damit in Reihe ein Kondensator 5 i bzw. 53. Die Zeitregelröhren
27 und 3 1 werden, wie üblich. von einer Anlahröhre 5,^ und einer Ausschaltröhre
59 gesteuert. Die Wärmeregelröhren 25, 29 «-erden von einer Phasenschieberanordnung
geregelt, die aus einem Ohmschen Widerstand ö3 und einem induktiven Widerstand 65
bestellt, die in Reihe geschaltet und an die Sekundärwicklung eines `-oll der Hauptstromquelle
11, 13 gespeisten Transformators 69 angeschlossen sind. Der Phasenwinkel
in der Halbperiode der Stromquelle, züi dem die Wärmeregelröhren 25 und 29 leite!id
werden sollen, :wird durch einen
Spannungsteiler 71 festgesetzt,
der zwischen einer einstellbaren Anzapfung des induktiven Widerstandes 65 und einer
Anzapfung des Ohmschen Widerstandes 63 angeschlossen ist. Ein Steuerpotential wird
unmittelbar den Wärmeregelröhren 25 und 29 über Steuertransformatoren 77 bzw. 79
aufgedrückt, deren Sekundärwicklung 81 an die Steuerelektroden 83 und die Kathoden
33 der zugehörigen Wärmeregelröhren angeschlossen ist. Die unteren Klemmen der Primärwicklung
85 dieser Transformatoren sind durch einen Widerstand 87 verbunden, dessen einstellbare
Anzapfung 89 an den Mittelpunkt 9i der Sekundärwicklung des die Phasenschieberanordnung
speisenden Transformators 69 angeschlossen ist. Die oberen Klemmen der Primärwicklungen
85 sind über die Leitung 93 zusammengeschaltet und mit dem einstellbaren Anzapfpunkt
95 des Spannungsteilers 71 verbunden. Um einen Schweißvorgang einzuleiten, werden
ein Fuß- oder Druckknopfschalter 97 verstellt und damit das Anlaßrelais .45 erregt.
Kontakte 99 dieses Relais verbinden die Anode 12 der Anlaßröhre 57 und 14 der Abschaltröhre
59 mit der positiven Klemme eines Vollwellengleichrichters 16. Die Steuerelektrode
18 der Anlaßröhre 57 ist mit deren Kathode 2o über einen Gitterwiderstand 22, einen
Vollwellengleichrichter 2q., der aus der Sekundärwicklung eines an den Transformator
69 angeschlossenen Transformators 26 zum Erzeugen einer spitzen Wellenform gespeist
wird, eine Gegenspannungsquelle 28, einen Kondensator 32 und einen Widerstand
30 verbunden. Innerhalb einer Halbperiode der Stromquelle, die dem Schluß
der Kontakte 99 folgt, und in einem Zeitpunkt, den die Einstellung eines Vorschaltwiderstandes
36 im Primärkreis des Transformators 26 bestimmt, wird die Anlaßröhre 57 leitend.
Es verläuft der Strom von der positiven Klemme der Gleichstromquelle 16 über die
Anode 12 und die Kathode 2o der Anlaßröhre 57, einen Spannungsteiler 38, einen,
Widerstand 40 und einen Leiter 4.2 zu dem negativen Pol von 16.
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Eine einstellbare Anzapfung 4. des Spannungsteilers 38 ist mit der
Mittenanzapfung 46 der Sekundärwicklung eines TransformatOrs q:8 verbunden, dessen
Enden mit den Steuerelektroden 5o der Zeitregelröhren 27 und 3i verbunden sind.
Deren Kathoden sind über entsprechende Widerstände 52 bzw. .5d. und einen gemeinsamen
Leiter 56 mit einer Mittenanzapfung eines Spannungsteilers 58 an die Gleichstromquelle
16 angeschlossen. Wenn dementsprechend Strom durch den Spannungsteiler 38 fließt,
wird ein positives Gleichstrompotential dem durch den Transformator 48 gelieferten
Potential und dem durch den Spannungsteiler 58 gelieferten Potential zwischen den
Steuerelektroden 5o und den Kathoden 35 der Zeitregelröhren 27 und 31 auftreten,
und diese Röhren werden abwechselnd während der Halbperioden der Stromquelle leitend
gemacht.
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Wenn eine Zeitregelröhre zuerst leitend wird, ist die entsprechende
Wärmeregelröhre noch nicht leitend, und der Strom fließt allein von der Hauptstromquelle
durch die Zeitregelröhre. Der Stromkreis für die rechts dargestellte Röhre 31 erstreckt
sich von der Stromschiene 13 über die Leiter 6o, 61 und 62, die Kontakte 4.3 des
Relais 45, die Anode 39 und die Kathode 35 der Röhre 31, den Widerstand 4.9, den
Kondensator 53, einen Leiter 64., die Primärwicklung 9 des Schweißtransformators
nach der Stromschiene i i. Der Stromkreis für die linke Röhre 27 ist ähnlich, verläuft
aber über den Kondensator 51. Die Kondensatoren 51 und 53 werden auf diese Weise
durch den Stromfluß über die Zeitregelröhren 27 bzw. 31 aufgeladen. Die bisher beschriebenen
Stromkreise für die Zeitregelröbren schließen hierbei nicht die Zündelektroden 23
der Entladungsgefäße 15 und 17 ein, und dementsprechend besteht keine Möglichkeit
einer vorzeitigen Zündung der Entladungsgefäße. In einem Zeitpunkt, den die Einstellung
des Phasenschieberspannungsteilers 95 bestimmt, werden Erregerpotentiale für die
Wärmeregelröhren 25 und 29 geliefert, und diejenige dieser Röhren, die mit einer
leitenden Zeitregelröhre 27 oder 31 verbunden ist, wird in dem vorbestimmten Zeitpunkt
leitend gemacht. Wenn der Erregerimpuls früh in der Halbperiode der Stromquelle
geliefert wird, werden die Wärmeregelröhren durch das Potential der Stromquelle
unmittelbar leitend gemacht. Wenn aber die Impulse spät in der Halbperiode liegen,
ist das Potential der Kondensatoren 51 bzw. 53 derart, daß es die Wärmeregelröhren
leitend macht. In jedem Fall führen die Wärmeregelröhren, wenn sie an der Reihe
sind, Strom und schließen die Kondensatorkreise 47, 51 und 49, 53" kurz und entladen
die Kondensatoren 51, 53. Es fließt nun Strom über die Zündelektroden 23 und die
Kathoden 21 der entsprechenden Entladungsgefäße 15 oder 17. Diese werden abwechselnd
leitend, und es fließt Schweißstrom. Wenn die Zündung spät in der Halbperiode der
Stromquelle liegt, ist das Kondensatorpotential gleich dem Spitzenpotential der
Stromquelle; es wird je einer der Zündelektroden 23 aufgedrückt und bewirkt die
Zündung der Entladungsgefäße 15 und 17. Die Widerstände 47 und 4.9 sind vorgesehen,
um die Spitzenspannungsentladung über die Wärmeregelröhren 25, 29 nach einer der
Zeitregelröhren
innerhalb der Stromkapazität der Kathoden zu begrenzen.
Sie können durch induktive Widerstände ersetzt werden. Die Entladungsgefäße 15,
17 werden während abwechselnder Halbperioden der Stromquelle leitend gemacht, solange
das Anlaßventil 57 leitend ist.
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Das Anlaßventil liefert Strom für die Ladung eines Zeitkondensators
72, der in Reihe mit der Anode 12 und der Kathode 20 über den Widerstand 30 liegt.
Der Kondensator 72 ist ebenfalls zwischen der Steuerefektrode 73 und der Kathode
74. der Ausschaltröhre 59 angeschlossen. Er erreicht ein Potential, das die Röhre
59 leitend macht, und zwar nach einer Zeitspanne, die durch den Widerstand 3o bestimmt
wird. Der Stromfluß über die Ausschaltröhre 59 verringert das Potential an der Anlaßröhre
57 auf einen so geringen Wert, daß die Röhre gelöscht wird. Es ergibt sich, daß
der Stromfluß durch den Spannungsteiler 38 aufhört, die Zeitregelröhren :27 und
31 ihre Leitfähigkeit verlieren und den Stromfluß der Zündelektroden 23 der Hauptentladungsgefäße
und auch den Schweißstrom unterbrechen.