DE721914C - Elektrische Widerstands-Schweissvorrichtung - Google Patents

Elektrische Widerstands-Schweissvorrichtung

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DE721914C
DE721914C DES114617D DES0114617D DE721914C DE 721914 C DE721914 C DE 721914C DE S114617 D DES114617 D DE S114617D DE S0114617 D DES0114617 D DE S0114617D DE 721914 C DE721914 C DE 721914C
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K11/00Resistance welding; Severing by resistance heating
    • B23K11/24Electric supply or control circuits therefor
    • B23K11/248Electric supplies using discharge tubes

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Arc Welding Control (AREA)
  • Generation Of Surge Voltage And Current (AREA)

Description

  • Elektrische Widerstands-Schweißvorrichtung Die Erfindung bezieht sich auf Vorrichtungen zum Überwachen der Arbeit einer elektrischen Schweißvorrichtung.
  • Es sind Vorrichtungen. :dieser Art ,bekannt, die eine gleichmäßige Durchgangsdauer des elektrischen Stromes bei jeder Schweißung sichern. Man- hat zu ,diesem Zwecke insbesondere gittergesteuerte Gas- oder Dampfentladungsstrecken benutzt. Der Stromfluß ,durch einen in den Gitterstromkreis eingebrauten Kondensator bestimmt :alsdann :die Zeit, während welcher,die Entladungsstrecke gezündet oder nach Beginneiner Schweißung gesperrt bleibt, ,d. h. :die Zeit, die ihrerseits der Dauer der Ausführung ,der Schweißung entspricht. Nun ist es ,aber bekanntlich von Wichtigkeit, am gute Resultate zu erzielen, für die Ausführung einer jeden Schweißwng ,dieselbe Energiemenge zur Verfügung zu stellen. Diese Energiemenge hängt aber nicht nur von der Durchtrittsdauer des Schweißstromes ab, sondern auch von der Größe :des Schweißstromes, die sich von einer Schweißurng zur anderen und sogar während ,der Ausführung ein und derselben Schweißung ändern kann, infolge der Widerstandsunterschiede beim Schweißen und der Spannungsänderungen im Stromversorgungsnetz.
  • Diese Tatsachen haben dazu geführt, Vorrichtungen zu schaffen, die dazu bestimmt sind, nicht nur die Schweißzeit, sondern auch die für jede Schweißüng erforderliche Energiemenge :gleichförmig zu gestalten.
  • Die bekannten Vorrichtungen dieser Art benutzen Wattmeterzähler, welche mit Relais kombiniert sind. Sie sind viel komplizierter und viel empfindlicher als die Vorrichtungen zum Überwachen der Schweißzeit, bei welchen Entladungsstrecken zur Verwendung kommen.
  • Der Zweck der Erfindung ist, eine einfache und kräftige Vorrichtung zu schaffen, welche mittels einer Entladungsstrecke die für jede Schweißung gelieferte Energiemenge gleichförmig macht, genau so wie es die komplizierten und empfindlichen Vorrichtungen mit Wattmeterzählern tun.
  • Die Erfindung betrifft eine elektrische Widerstands-Schweißvorrichtung, bei der die Dauer der Schweißstromimpulse durch die Zeit bestimmt wird, während welcher eine gittergesteuerte Gas- oder Dampfentladungsstrecke unter der Einwirkung eines Stromes, der einen in den Gitterkreis eingeschalteten Kondensator durchfließt, gezündet oder gesperrt bleibt.
  • Die Erfindung besteht darin, daß ein- und dem gleichen Kondensator, der durch einen beliebigen Strom, beispielsweise den Netzstrom, gegebenenfalls unter Zwischenschal-.. tung eines Transformators und eines Gleichrichters aufgeladen wird und bei seiner Entladung nach Betätigung des Fußhebels zur Einleitung des Schweißvorgangs über einen Widerstand die Entladungsstrecke sperrt, zu einer derartigen Bestimmung der Schweißzeit, daß für jede Schweißung die erforderliche gleiche Energiemenge geliefert wird, ein der Stärke des Schweißstromes entsprechender mehr oder weniger großer zusätzlicher Ladestrom zugeführt wird, so daß das Potential des Gitters in entsprechend kürzerer oder längerer Zeit wieder positiv wird und so die Zündung der Strecke und damit das Abschalten des Schweißstromes herbeiführt.
  • Die Änderungen des Schweißstromes können auf einen oder mehrere Faktoren der Ladezeit des Kondensators einwirken: Endgültige Spannung an den Klemmen des Kondensators, Größe des Ladewiderstandes, Kapazität des Kondensators.
  • Die Zeichnung stellt beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes dar.
  • Abb. i ist eine prinzipielle Schaltung einer Vorrichtung mit Verwendung eines im Nebenschluß liegenden Kondensators.
  • Abb.2 zeigt die Schaltung einer Ausführungsform des Prinzips der Abb. i.
  • Abb.3 zeigt die Arbeitsweise dieser Vorrichtung.
  • Abb.4 zeigt das prinzipielle Schema einer abgeänderten Ausführungsform, bei der man auf den Belastungswiderstand des Kondensators einwirkt.
  • In Abb. i bezeichnet i die Entladungsstrecke in verdünntem Gas, 2 die Glühkathode, 3 das Gitter und .1. die Anode. In den Anodenstromkreis ist ein Relais 5 eingeschaltet, welches den Schweißstrom steuert. Die Kathode wird mit einem der Pole einer Stromquelle 6' verbunden, deren anderer Pol mit einer Belegung des Kondensators 6 verbunden ist. Das Gitter der Entladungsstrecke ist mit der anderen Belegung dieses Kondensators verbunden. Zum Kondensator im Nebenschluß liegt ein Widerstand 7. Es ist ferner im Nebenschluß zu ihm ein Spannungserzeuger 8 geschaltet, der von der Schweißvorrichtung abhängig ist. In den Stromkreis von 8 ist ein Unterbrecher 9 eingeschaltet. Der Hauptschalter der Schweißmaschine wird durch den Magneten 5 gesteuert. Die Dauer des Stromdurchganges in diesem Magneten und der Zeitpunkt der Schließung des Hauptstromkreises mit Bezug auf das Maximum der Wechselspannung des Speisungsstromes werden selbsttätig geregelt, um in allen Fällen eine vollkommene Schweißung zu erhalten.
  • Der Spannungserzeuger 8 liefert nämlich eine Lade- oder Entladespannung für den Kondensator, die von dem Arbeiten der Schweißvorrichtung selbst abhängt. Solange das Gitter beispielsweise positiv ist und die Entladungsstrecke leitend, d. h. solange man nicht auf den Fußhebel 9 tritt, geht der Strom beständig durch den Elektromagneten 5.
  • Sobald man auf den Fußhebel 9 tritt, hört der Strom im Elektromagneten 5 auf, der Anker fällt jedoch nur zurück, wenn der Strom durch Null geht; der Generator S trägt gleichzeitig dazu bei, den Kondensator zu laden oder zu entladen und diese Ladung oder Entladung dauert eine bestimmte Zeit. Die-Dauer der Ladung oder Entladung des Kondensators ist veränderlich, und erst am Ende einer bestimmten Zeit nimmt der Strom im Elektromagneten 5 seinen ursprünglichen Wert wieder an. Der Hauptschalter wird geschlossen, sobald der Strom im Elektromagneten aufhört.
  • Gemäß Abb. 2 ist die Kathode 2 der Entladungsstrecke i in den Sekundärkreis eines Transformators io geschaltet. Das Relais 5 steuert den Stromkreis des Hauptschalters i i der Schweißvorrichtung. Es ist mit einem Kondensator 12 im Nebenschluß geschaltet. Ein weiterer Transformator 13 speist eine Gleichrichterröhre 14, die Strom an ein Potentiometer 15 abgibt, welches mit einem Kondensator 16 in Nebenschluß liegt. Die Anzapfung des Potentiometers ist unter Zwischenschalten eines Kondensators 17 mit dem negativen Pol des Röhrenstromkreises verbunden. Der positive Pol des Röhrenstromkreises ist über zwei Widerstände 18, i9 mit dem Gitter der Entladungsstrecke i verbunden.
  • In den Stromkreis der Schweißvorrichtung .1 ist in Reihe die Primärseite eines Stromwandlers 2o geschaltet, dessen Sekundärseite im Nebenschluß mit einem Widerstand 20' liegt und einen Trockengleichrichter 2i speist. Der negative Pol dieses Gleichrichters ist mit dem,negativen Pol des Stromhreises der Röhre 14 verbunden. Sein positiver Pol ist mit dein Gitterstromkreis der Röhre i zwischen den Widerständen 18 und i9 über einen Widerstand 22 verbunden.
  • Eine der Belegungen eines Kondensators 23 ist zwischen dem Widerstand 22 und den Widerständen 18 und i9 angeschlossen. Die andere Belegung ist mit dem Fußhebel-2.I verbunden, mit dem die Schweißvorrichtung in Gang gesetzt wird. Im Ruhezustand schließt der Fußhebel den Kondensator 23 durch den Kontakt 25 kurz. Der Kondensator wird so entladen und die Röhre ist stromleitend, da ihr Gitter positiv ist. Tritt man auf den Fußhebel, so öffnet man den Kontakt bei 25 und schließt den bei 26, der mit dem negativen Pol der Röhre 14 verbunden ist.
  • Wird zu Beginn der Schweißung der Hebel des Schalters 24 mit dem Kontakt 26 verbunden, dann wird der Kondensator 23 über den Widerstand 18 vom Gleichrichter 14 aufgeladen. Der Ladestrom erzeugt in dem Widerstand 18 einen Spannungsabfall, der der Spannung des Gleichrichters 14 entgegengesetzt gerichtet ist und dem Gitter 3 der Entladungsstrecke i ein negatives Potential gegenüber der Kathode 2 erteilt. Die Folge hiervon ist, daß die Entladungsstrecke i bei dem kommenden Nulldurchgang ihrer Anodenwechselspannung erlischt und in :der nächsten positiven Halbwelle nicht mehr zündet. Solange ein Ladestrom durch den Widerstand 18 fließt, bleibt die Strecke i gesperrt und der Schweißstrom eingeschaltet. Die Dauer des Ladestromes hängt von der Ladezeit des Kondensators ab. Diese Ladezeit kann gemäß Abb. 2 in der Weise geändert werden, daß dem Kondensator ein der Stärke des Schweißstromes entsprechender mehr oder weniger großer zusätzlicher Ladestrom über den Gleichrichter 21 -und den Widerstand 22. aus dem Transformator 2o zugeführt wird, so daß das Potential des Gitters 3 in entsprechender kürzerer oder längerer Zeit wieder positiv wird und die Zündung der Strecke i und damit das Abschalten des Schweißstromes herbeiführt.
  • Es kann kein Strom mehr in die Schweißvorrichtung gelangen, solange man auf den Fußhebel tritt. Wenn man ihn losläßt; befindet sich die Vorrichtung wieder im ursprünglichen Zustand.
  • In Abb. 3 sind in Abszissen die Zeit und in Ordinaten die verschiedenen Spannungen eingetragen, die in Betracht kommen. Diese Spannungen sind mit Bezug auf die Kathodenspannung berechnet.
  • a stellt die Spannung an den Klemmen des Relais 5 dar, ä die Auslösespannung dieses Relais, b den Unterschied des Potentials zwischen der Glühkathode :2 und dem positiven Pole des Gleichrichters 2i, c die kritische Spannung des Gitters 3 und e das Kathodenpotential.
  • Der Punkt 27 der Linie b entspricht dem Niederdrücken des Fußhebels. Das Gitter nimmt dann plötzlich eine negative Ladung an. Es folgt daraus, daß die Entladungsstrecke am Ende des erfolgenden Polwechsels erlischt und daß die Spannung a an den Klemmen des Relais 5 nach einer asymptotisch zur Kathodenspannung verlaufenden Kurve fällt. Die Schweißung beginnt im Punkt 28, wenn diese Kurve ä schneidet. Von diesem Augenblick an wird der Kondensator 23 geladen, und die Gitterspannung' d steigt wieder allmählich. Wenn sie größer wird als die kritische Spannung, kann die Entladungsstrecke bei 29 von neuem zünden, und der Schweiß-Strom ist unterbrochen. Wenn man den Fußhebel losläßt (Punkt 30), so nimmt das Potential des Gitters seinen ursprünglichen Wert wieder an, und der Unterschied des Potentials an den Klemmen des Relais 5 ändert sich nach einem regelmäßigen Gesetz und bleibt stets .oberhalb der Auslösespannung.
  • Der Kondensator i2 verlangsamt tatsächlich den Spannungsabfall an den Klemmen des Relais 5. Seine Kapazität ist so gewählt, daß die genannte Spannung, selbst am Ende der Zeiten der negativen Halbwellen des Speisewechselstromes, stets größer bleibt als der Wert ai, für welchen der Anker 51 des Relais sich beim Stromschluß lösen würde.
  • Abb.4 zeigt, wie man den Stromwandler 2o durch eine Vorrichtung ersetzen kann, die auf den Ladungswiderstand des Kondensators 23 einwirkt. Diese Vorrichtung enthält eine photoelektrische Zelle 31, die den Lichtstrahlen der Schweißstelle B ausgesetzt ist und mit dem Gitter einer Dreielektrodenröhre 32 im Nebenschluß zum Kondensator 23 verbunden ist.
  • Man kann auch einen Transformator mit gesättigtem Kern benutzen. Dieser an sich bekannte Apparat ist mit Wicklungen versehen, die von einem in den Grenzen, die der magnetischen Sättigung des Kernes entsprechen, veränderlichen Strom bzw. einem zu kontrollierenden Strom durchflossen werden.
  • Der Primärstrom kann selbst eine Funktion eines beliebigen Faktors der Schweißung, z. B. der allgemeinen Speisespannung der Maschine sein. Der Primärstromkreis wird dann ,durch die gleichgerichtete Spannung gespeist.
  • Man kann ihn auch mit dem verstärkten Strom eines Phasenverschiebungsmeßstromkreises, einer Thermozelle oder einer lichtelektrischen Zelle speisen.
  • Die Sekundärwicklung ist mit einem Gleichrichter in Reihe geschaltet, der mit dem Ladestromkreis des Kondensators 23 verbunden ist.
  • Die Erfindung bezieht sich keineswegs auf den allgemeinen Gedanken, die Ladezeit des für die Zündung und Sperrung einer Gasentladungsstrecke maßgebenden Kondensators in Abhängigkeit vom Arbeitsstrom zu steuern, ebensowenig auf den an sich bekannten Gedanken, einen im Steuerkreis einer Gasentladungsstrecke angeordneten Kondensator derart aufzuladen, daß dieser das Anwachsen der Gitterspannung der Gasentladungsstrecke zeitlich verzögert, während der Anodenstrom auf den eigentlichen Schalter wirkt. Demgegenüber wird erfindungsgemäß ausgehend von dem Gedanken, einen Arbeitskreis nach Durchgang einer bestimmten vorgegebenen Energiemenge mittels einer Gasentladungsstrecke abzuschalten, eine elektrische Widerstandsschweißvorrichtung der oben beschriebenen Art von überraschend einfachem Aufbau und großer Zuverlässigkeit im Betrieb geschaffen.

Claims (4)

  1. PATENTANSPRÜCHE: z. Elektrische Widerstands-Schweißvorrichtung, bei der die Dauer der Schweißstromimpulse durch die Zeit bestimmt wird, während welcher eine gittergesteuerte Gas- oder Dampfentladungsstrecke unter der Einwirkung eines Stromes, der einen in den Gitterkreis eingeschalteten Kondensator durchfließt, gezündet oder gesperrt bleibt, dadurch gekennzeichnet, daß ein und dem gleichen Kondensator (23), der durch einen beliebigen Strom, beispielsweise den Netzstrom, gegebenenalls unter Zwischenschaltung eines Transformators (13) und des Gleichrichters (14) aufgeladen wird und bei seiner Entladung nach Betätigung des Fußhebels (24) zur Einleitung des Schweißvorgangs über einen Widerstand (1ä) die Entladungsstrecke (2-4) sperrt, zu einer derartigen Bestimmung der Schweißzeit, daß für jede Schweißung die erforderliche gleiche Energiemenge geliefert wird, ein der Stärke des Schweißstromes entsprechender mehr oder weniger großer zusätzlicher Ladestrom zugeführt wird, so daß das Potential des Gitters (3) in entsprechend kürzerer oder längerer Zeit wieder positiv wird und so die Zündung der Strecke (2-4) und damit das Abschalten des Schweißstromes herbeiführt.
  2. 2. Schweißvorrichtung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch einen Transformator (2o), dessen Primärwicklung in Reihe mit der Primärwicklung des Schweißtransformators und dessen Sekundärwicklung über einen Gleichrichter (2i) an den Kondensator (23) geschaltet ist.
  3. 3. Schweißvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Transformator (2o) durch eine Vorrichtung ersetzt wird, die auf den Ladungswiderstand des Kondensators (23) einwirkt und eine photoelektrische Zelle (31) enthält, die den Lichtstrahlen der Schweißstelle (B) ausgesetzt ist und mit dein Gitter einer Dreielektrodenröhre (32) im Nebenanschluß zum Kondensator (23) verbunden ist.
  4. 4. Schweißvorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche, vom Schweißstrom abhängige Ladestrom des Kondensators (23) von einem Transformator mit gesättigtem Kern geliefert wird.
DES114617D 1934-07-04 1934-07-04 Elektrische Widerstands-Schweissvorrichtung Expired DE721914C (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE972188C (de) * 1953-12-16 1959-06-04 Acec Anordnung zur Regelung der Staerke eines intermittierenden Stromes

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE972188C (de) * 1953-12-16 1959-06-04 Acec Anordnung zur Regelung der Staerke eines intermittierenden Stromes

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