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Schutzeinrichtung gegen Stromüberlastung von über Gasentladungsstrecken.
. . gespeisten Widerstandsschweißanlagen Die Erfindung bezieht sich auf WiderstandsschweiBanlagen,
insbesondere für Punkt-oder Nahtschweißung, bei denen der Belastungsstrom über parallel
und entgegengesetzt geschaltete Entladungsstrecken der Wechselstromquelle entnommen
wird. Es handelt sieh dabei darum, eine Sicherung n i schaffen, = die Anlage bei.
Auftreten von unzulässig hohen Belastungsströmen, nach einer bestimmten. Zeit selbsttätig
abzuschalten und damit die Entladungsgefäße vor einer Beschädigung durch Überlastung
zu: schützen: Der Spannungsabfall in Entladungsgefäßen mit verdampfbarer Kathode
bleibt bei normalen Arbeitsbedingungen im wesentlichen gleich; es isst deshalb die
Wärmewirkung einer Wechselstrombelastung nicht dem effektiven Wert oder der Wurzel
.des quadratischen Mittelwertes des Stromes verhältnisgleich, wie es bei einem einfachen
Widerstand der Fall ist, sondern sie entspricht im allgemeinen dem Gleichstrommittelwert
des Belastungsstromes namentlich ;auch, weil die Schweißstromgabe absatz-> weise,
und zwar mit einstellbarer Größe der Pausen und der Zeiten der Stromgabe und verschiedenem
Einsatzwinkel des Stromes in der Spannungshalbwelle erfolgt. Hierbei müssen. auch
die Wärmekapazität und &,s Maß der Kühlung der Entladungsgefäße in Betracht
,gezogen werden.
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Da der Spannungsabfall der Entladungsstrecken während des Zeitraumes
der Leitfähigkeit im wesentlichen; der gleiche bleibt, müssen .die Wärmewirkungen
des Belastungsstromes
in .den Entladungsgefäßen. die unter sehr
verschiedenen Bedingungen arbeiten, sich in weitem Bereich ändern. Unter diesen
Bedingungen haben sich sowohl bei: Ignitronen als ,auch bei anderen Arten von Grient-Ladungsvorrichtungen
der einfache überlastungsschutz, -wie Schmelzsicherungen, die nur gegen augenblickliche
Spannungsspitzen schützen, oder durch Wärmewirkung ausgelöste Schutzvorrichtungen,
die durch die Stromwärme in Tätigkeit gesetzt werden, als unzulänglich erwiesen.
Nun sind es aber nicht die Spitzenwerte .des Belastungsstromes, die Beschädigungen
der Entladungsstrecken hervorbringen, oder die bloße Vereinigung des Stromwertes
und der Dauer der Leitfähigkeit, sondern es müssen .die vereinigten Wirktungen des
Durchschnittsgleichstromwertes, der Dauer des Stromflusses und der Pausenzeiten
zusammen beachtet werden. Eine Schutzvorrichtung muß die drei genannten Erscheinunb.egen
der Möglichkeit einer Überlastung berücksichtigen und verschiedene Wärmecharakteristiken
aufweisen. 'Zu diesem. Zweck wird eine Schutzeinrichtung gegen Stromüberlastung
von Wider= standsschweißanlagen, die über Gasentladungsstrecken .an eine Wechselstromquelle
angeschlossen und durch eine auf die Stromwärme ansprechende, an einen von dem Belastungsstrom
beeinflußten Transformator mit einstellbarer Empfindlichkeit angeschlossene Vorrichtung
selbsttätig abschaltbar sind;, in .der Weise ausgebildet, daß gemäß ,der Erfindung
.ein wärmeempfindlicher, auf die Schutzschaltvorrichtung einwirkender Körper, insbesondere
ein Bimetallstreifen, über einten Gleichrichter, in dessen Ausgangskreis als Glättungsvorrichtung
ein einstellbarer Kondensator undregelbare Widerstände liegen, an einen einstellbaren
und von der Schweißstromstärke beeinflußten Transformator angeschlossen ist. Die
Einstellung erfolgt derart, daß durch Ragelung der Ladung und Entladung des Kondensators
dem wärmeempfindlichen Körper ein dem Gleichstrommittelwert dies gesamten Schweißstromes
verhältnisgleicher Strom zugeführt Wird. -.Es sei darauf verwiesen, daß Überstromwärmezeitauslöser
an sich. bekannt sind, die an-einen von dein zu überwachenden Strom regelbar beeinflußten
Transformator angeschlossen sind.
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Auf der Zeichnung ist schematisch ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes
der Erfindung dargestellt. . Zwei Ignitrone r und 2 sind umbekehrt parallel in.
Reihe in den Arbeitsstromkreis .geschaltet, der durch einen die Rollenelektroden
3 speisenden Schweißstromtransformator q. belastet wird, Als Stromquelle dient ein
Wechselstromgenerator 5. Die- Ignitrone werden durch die Zündelektroden 6 leitfähig
gemacht, die durch eine Schweißzeiteinstellvorrichtung 7 bekannter Art geschaltet
werden. .
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In die Anschlußleitungen für die Wechselstomquelle sind Hauptstromschalter
8 und 9 eingeschaltet; die gemeinsam von dem Kern eines Magneten to gesteuert werden.
Die Schalter 8, 9 werden beim Niederdrücken @ines Druckknopfschalters II geschlossen,
während eine Überbrückungsleitung für diesen Schalter durch Kontakte 12 hergestellt
wird, die bei Erregung des Magneten Io geschlossen werden. Der Stromkreis des Magneten
Io verläuft außerdem über die normal geschlossenen Kontakte i3, 14 eines wärmeempfindlichen
Gerätes. Werden diese Kontakte bei Überlastung geöffnet, so wird der Magnet Io stromlos
-Lind schaltet die Belastung von der Stromquelle 5 ab.
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Das wärmeempfindliche Gerät besteht aus einem Bimetallstreifen 15,
der durch StromiIuß erwärmt wird, so daß bei Erreichen eines bestimmten Wärmegrades
die Kontakte 13, 14 geöffnet werden. Ein zweiter Bimetallstreifen I6 ist an einem
Träger- i7 einstellbar befestigt und wirkt auf den ruhenden Gegen-' kontakt 13 in
solcher Weise ein, daß er Schwankungen der- Außentemperatur ausgleicht; die Wirkung
des Bimetallstreifens 15 hängt somit allein von -der- Stärke des durchge:eiteten
Stromes ab.
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Der Bimetallstreifen ist an die Gleichstromklemmen einer Trockengleichrichterbbrücke
18 angeschlossen, deren Wechselstromklemmen mit der Sekundärwicklung eines Transformators
i9 verbunden sind, der im Belastungsstromkreis 5, 4., 6 liegt. Diese Sekundärwicklung
ist über einen einstellbaren Widerstand 2o geschlossen, so daß sich an ihren Enden
eine den Gleichrichter beeinflussende Spannung ergibt. Der Widerstand 2o dient zum
Einstellen des Überlastungsschutzgerätes auf bestimmte Stromstärken ui Belastungsstromkreis:
Als Glättungsvorrichtung ist dem. Bimetallstreifen 15 ein Kondensator 21 parallel
geschaltet. E r liegt in Reibe mit einem Teil eines Widerstandes 22, -durch dessen
Einstellung der Kondensatorladestrom eingestellt .werden kann. Ferner ist ein c
:nstellbarer, den Entladestrom begrenzender Widerstand 23 vorgesehen. Sowohl die
Kapazität des Kondensators als auch sein Lade-und Entladestrom können unabhängig
v@neinander verschieden einsgestellt -cverd:en. Die Wärmewirkung ides pulsierenden
Gleichstromes in dem Bimetallstreifen 15 kann dadurch verändert und der Steuerkreis
kann so eingestellt tverden, daßß die Abkühlung der jeweils tätigen Entladungsstrecke
kompensiert wird. Es kann auf diese Weise die Wärmewirkung
des
Stromes in dem Bimetallstreifen der Wärmewirkung des. Belastungsstromes in den Ignitronen
angeglichen werden.
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Wenn der Druckknopf i r geschlossen. ist, wird die Spule des Magneten,
Io andre Stromquelle 5 angeschlossen. Hierdurch hebt dieser seine Ankerkontakte
8, 9 und 12 an, und es wird der Belastungsstromkreis mit der Stromquelle verbunden;
die Kontakte 12 ergeben den Nebenschluß zu dem Druckknopfschalter. Wenn der Schweißstromkreis
geschlossen ist, erhält oder Gleichrichter 18 Strom aus dem Transformator i9, und
zwar in Übereinstimmung mit dem jeweiligen; Wert des. Schweißstromes. Durch Einstellen,
des Ladewiderstanden 22, des Kondensators 21 und des. Widerstandes 23 können, die
Ladung des Kondensator s sowie seine Entladung nach Zeit und Betrag, eingestellt
werden; ebenso auch die Wärmewirkung des durch den Bimetallstreifen 15 verlaufenden
Stromes, um auf diese Weise die Steuervorrichtung den Wärmeverhältnissen der Entladungsgefäße
anzupassen, So daß das wärmeempfindliche Gerät anspricht, wenn entweder der Spitzenwert
des Stromes, -die vorgeschriebene Reihenfolge der Schweißstromstöße oder die ` Ergebnisse
irgendeiner Kombination davon; derart sind, daß ,sie der weiteren Tätigkeit der
Entladungsgefäße Gefahr bringen. An Stelle des Kondensators oder neben diesem kann
auch eine einstellbare Drossel vorgesehen werden. Wenn der Bimetallstreifen 15 in
Wirkung tritt, wird der Stromkreis des Steuermagneten Io unterbrochen, und dieser
öffnet an seinen Kontakten 8 und g den: Belastungsstromkreis und an 12 den Nebenßchluß
für den Druck-1,-nopfschal;ter.