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Schalteinrichtung für Wechselstrom Es ist bekannt, als Schalteinrichtung
in Wechselstromkreisen gegensinnig parallel geschaltetete Entladungsgefäße mit lichtbogenartiger
Entladung zu verwenden. Von besonderer Bedeutung sind derartige Schalteinrichtungen
für die Steuerung von Widerstandsschweißmaschinen, da hier ein verhältnismäßig großer
Strom sehr häufig ein- und ausgeschaltet werden muß, was mit mechanischen Schützen
wegen des Kontaktabbrandes und der Ungenauigkeit der Einschaltzeit nur schwer zu
bewältigen ist. Die Erfindung bezieht sich auf den Fall, daß als Entladungsgefäße
solche mit einer ständig in die Kathode eintauchenden Zündelektrode verwendet werden.
Diese Entladungsgefäße werden in jeder Halbperiode, in der sie Strom führen sollen,
von neuem gezündet, und zwar dadurch, daß über die Zündelektrode (im folgenden kurz
Zünder genannt) und die Kathode ein Stromstoß von einer bestimmten Mindestgröße
geleitet wird. Für den Zündstromkreis antiparallel geschalteter Entladungsgefäße
der genannten Art ist eine sehr einfache Schaltung bekanntgeworden, die darin besteht,
daß der die Zündung der Entladungsgefäße und damit die Ein- und Ausschaltung des
Verbraucherstromkreises bestimmende Hilfsschalter zwischen die Zünder der beiden
Entladungsgefäße gelegt ist. Werden die Zünder durch den Hilfsschalter miteinander
verbunden, so fließt zunächst ein Strom über die Kathode des einen Entladungsgefäßes,
den zugehörigen Zünder und den Hilfsschalter nach dem Zünder des anderen Entladungsgefäßes
und schließt sich über den Verbraucher. Dabei ist dieser Strom in demjenigen Entladungsgefäß,
dessen Anode gegenüber der Kathode positiv ist, von dem Zünder zur Kathode gerichtet,
so daß hier die Zündung der Hauptentladung erfolgt. Brennt die Hauptentladung erst
einmal, so ist 'der Zünderkreis praktisch stromlos, da ja die Hauptentladung einen
Parallelweg zum Zünderkreis darstellt. Um eine unnötige Strombelastung der Zünder
durch Rückströme, d. h. also durch Ströme, die von der Kathode nach dem Zünder zu
gerichtet sind, zu vermeiden, wird zweckmäßig zwischen den Zünder und die zugehörige
Kathode noch ein Ventil geschaltet, welches die Strecke Kathode-Zünder für diese
Stromrichtung verschließt.
Die Erfindung seht nun voll der- Erkenntnis
aus. daß all dein Hilfsschalter zwischen den Zündern unter Uniständen erhebliche
Überspannungen auftreten können, die all die Bemessung des Hilfsschalters unverhältnismäßig
holte Anforderungen stellen würden. Wird der Hilfsschalter wieder geöffnet, wenn
die Hauptentladung in einer der beiden Entladungsgefäße bereits brennt, so geschieht
nach dem oben Gesagten die Unterbrechung praktisch stromlos. Erfolgt jedoch die
Öffnung des Hilfsschalters zu früh, d.h. vor Einsetzen der Hauptentladung, so muß
der Zünderstrom unterbrochen «erden, der nach (lein oben Gesagten auch über den
Verbraucher fließt. Hat der Verbraucher nun, wie es wohl meistens der Fall sein
dürfte und wie es .für Schweißmaschinen immer zutrifft, eine nennenswerte Induktivität,
so versucht diese Induktivität den Strom auch nach Öffnung der Kontakte des Hilfsschalters
noch weiter aufrechtzuerhalten, «-as zu starker Lichtbogenbildung an den Kontakter.
des Hilfsschalters führt.
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Gemäß der Erfindung wird daher vorgeschlagen, die Kontakte des Hilfsschalters
durch einen Widerstand zu überbrücken. Dieser Widerstand übernimmt dann beim Öffnen
des Hilfsschalters den über den Verbraucher noch weiterhin fließenden Zünderstroln,
so daß an dein Hilfsschalter nur noch der Spannungsabfall an dein Widerstand auftritt.
Um den Widerstand recht wirksam zu machen, wird plan ihn daher so klein wie möglich
bemessen. Andererseits fließt über den Widerstand bei geöffnetem Hilfsschalter ständig
Strom über die Zünder. Der Widerstand muß also doch so groß sein, daß der bei geöffnetem
Hilfsschalter über ihn fließende Strom nicht ausreicht, um dis Zündung der Hauptentladung
zu bewirken. Schließlich muß bei der Bemessung des Widerstandes auch darauf Rücksicht
genommen werden, daß die Zünder durch den ständig fließenden Strom nicht zu stark
erwärmt werden. Parallen zu dem Widerstand kann man um das Arbeiten des Hilfsschalters
noch weiter zu verbessern, in bekannter Weise noch ein Kondensatorglied, beispielsweise
bestehend aus der Reihenschaltung eines Widerstandes finit einem Kondensator, legen,
wobei darin der Kondensator einen wesentlichen Teil der in dein Stromkreis frei
werdenden Energie aufnimmt.
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Es sei bemerkt, daß es an sich bereits bekannt ist, einen Schalter
durch einen Widerstand zu überbrücken, der so bemessen ist, daß der bei geöffnetem
Schalter über ihn fließende Strom keine merkbaren Wirkungen in dem Verbraucherkreis
hervorruft. Von dieser Maßnahme hat man bisher bei Schaltern finit -toller Schalthäufigheit
Gebrauch gemacht, um eine Störung von Radioapparaten durch die sonst an den Schalterkontakteil
entstehenden Entladungen zu verhindern. Hierum handelt es sich bei der Erfindung
jedoch nicht. Die Erfindung betrifft vielmehr ein Problem, das ausschließlich all
die Benutzung von zwei antiparallel geschalteten Entladungsgefäßen mit in die Kathode
tauchenden Zündelektroden zum Schalten eines Wechselstromkreises gebunden ist und
welches, wie scholl erwählt, auftritt, wenn die Möglichkeit bestellt, daß der zwischen
den beiden Zündelektroden liegende Steuerschalter geöffnet wird, bevor die jeweils
arbeitsbereite Entladungsstrecke richtig gezündet hat.
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In der Zeichnung -ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Als Verbrauchet ist der Transformator a einer Punkt-oder Nahtschweißmaschine angenommen.
Der eine Primärpol des Transformators 2 ist mit dein einen Pol des Wechselstromnetzes
1 unmittelbar verbunden, während in der Zuleitung zu dem anderen Pol die beiden
gegen-- sinnig parallel geschalteten Entladungsgefäße 3 und 4. liegen. Zu diesem
Zweck ist die Anode 5 des Entladungsgefäßes 3 mit der Kathode 8 des Entladungsgefäßes
.I und desseil Anode; wiederum mit der Kathode 6 des Entladungsgefäßes 3 verbunden.
Die ständig in die Kathodenflüssigkeit eintauchenden Zünder, die vorzugsweise aus
einem nichtmetallischen Widerstandsmaterial bestellen, sind niit g und 1o bezeichnet.
Zwischen die Kathode und den zugehörigen Zünder ist je ein Ventil 11 bzw. 12 geschaltet,
welches für voll der Kathode nach dem Zünder gerichtete Spannungen durchlässig ist
und somit Rücktrölne über den Zünder verhütet. Zwischen s s
den Zundern c)
und 1o liegt der Hilfsschalter 13, der hier als einfacher Druckknopf- bz«-. Fußschalter
dargestellt ist, der aber ebensogut ein Relais sein kann. Letzteres wird beispielsweise
bei automatischen Zeitschalteinrichtungen für die Steuerung voll Schweißinaschinen
immer der Fall sein. llall kann mit Vorteil für diesen Zweck Relais verwenden, deren
Kontakte im Vakuum arbeiten. Wesentlich ist null der Widerstand 14, , der die Kontakte
des Hilfsschalters 13 ständig überbrückt. Wie man sieht, ist bei geschlossenem Hauptschalter,
aber geöffnetem Hilfsschalter 13 der Stromkreis über die Zündelektroden 9 und 1o
und den Verbraucher 2 durch den Widerstand 14 ständig geschlossen, so daß bei vorzeitigem
Öffnen des Hilfsschalters 13 an diesem durch die Induktivität des Verbrauchers keine
Überspannung hervorgerufen werden kann. Parallel zu dein Hilfsschalter 13 liegt
in an sich bekannter Weise «-eiterlein ein Stromkreis, bestehend aus dem
Kondensator
r 5 und dem Vorschaltwiderstand 16, der die Aufgabe hat, auch noch den letzten
Rest von Funkenbildung beim Öffnen des Hilfsschalters 13 zu unterbinden.