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Steuerungsanordnung für elektrische Punkt- und Naht-Widerstandsschweißmaschinen
Die Erfindung betrifft eine Steuerungsanordnung für elektrische Punkt- und Nahtschweißmaschinen,
bei .denen der Schweißtransformator über gegensinnig parallel geschaltete Entladungsstrecken
mit Quecksilberkathode und Tauchzündelektrode an die Stromquelle angeschlossen ist.
Die neue Schaltungsanarduunng bezweckt eine Vereinfachung gegenüber den bekannten
Einrichtungen, die mit einer verhältnismäßig großen Zahl von der Steuerwig der Hauptentladungsstrecken
dienenden Entladungsröhren arbeiten,.
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Gemäß der Erfindung sind die Zündelektroden der Hauptentladungssitrecken
über ein Par gegeneinander geschaltete- Gleichrichter verbunden, die an eine Entladungsröhre
der Dampfentladungsart und einen Kondensator angeschlossen sind. Zur Steuerung des
Zündstromes wird die Impedanz des mit den Zünidelektroden verbundenen, aus Elementen
verhältnismäßig niedriger, Impedanz bestehenden Kreises geändert. Ein von dem Schweißschaltet
gesteuertes Relais führt die erforderlichen Schaltungen aus.
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Die Zeichnung veranschaulicht in den Fig. i und 2 zwei Ausführungsbeispiele
des Gegenstandes der Erfindung.
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Nach F.g. i ist der Schweißtransformator i an eine Stromquelle 2 über
zwei Quecksilberdampfentladungsstreck en 3 und ¢ angeschIossen. Diese sind geg@ensinnig
parallel geschaltet und weisen Zündelektroden 5 bzw. 6 auf.
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Die Entladungsvorrichtungen 3 und q. können. auch mit Gittersteuerung
versehen werden. In diesem Fall wird im Parallelkreis je tein Widerstand und gegebenenfalls
seine Vorspannungsquelle an die Steuerelektrode und an eine der Hauptelektroden
der gittergestleuexben Entladungsstrecken angeschlossen. An Stelle der beiden Entladungsstrecken
3 und q. kann auch eine einzige doppelpolige Entladungsstrecke verwendet werden.
Die Ziindelektro;-den ,5 und 6 sind untereinander durch ein Paak gegeneinandergeschaltete
Trockengleichrichter
7 und 8_ verbunden. Eine Hilfsentladungsröhre
9; vorzugsweise der Dampfentladungs:a.rt, ist mit der Kathode io an die Verbindu:ngsstelle
i i der Gleichrichter 7 und 8 angeschlossen. Die Anode 12 der Röhre 9 kann über
Kontakte 13 .eines Steuerrelais 14 ,an die Kathode 15 .eines Vollweggleichrichters
16 angeschlossen werden. Die Gleichrichterröhre 16 ist an die Sekundärwicklung i
7 eines. Transformators angeschlossen, dessen Primärwicklung 18 mit den Kathoden
der Hauptentladungsstrecken 3, 4 verbunden ist. Die Primär- und die Sekundärwicklung
sind mit Anzapfungen i9, 2o versehen, die durch einen Verbindungsleiter auf gemeinsamer
Spannung gehalten werden.
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Um die Wirkung der Hilfseutladungsröhre 9 zu regeln, wird eine Steuerspannung
zwischen der Steuerelektrode 2 i und der Kathode i o durch einen Schcveißtakter
aufgedrückt. Dieser besteht aus einem Vollweggleichrichter 22 oder einer anderen
Gleichspannungsquelle und einem Kondensator 23, die beide in Reihe mit der Steuerelektrode2i
und der Kathodeio liegen. Eine weitere Gleichspannungsquelle 24 ist mit einem Spannungsteiler
25 und einem einstellbaren Widerstand 26 an den Kondensator 23 angeschlossen. Das
Relais 14 wird über einen Druckknopfschalter 27 geschaltet und steuert damit seine
Arbeitskontakte 13, 29 und den Ruhekontakt 28.
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Umeinen Schweißvorgang einzuleiten, wird der Schalter 27 geschlossen,
wodurch einerseits. an dem Kontakt 29 der Stromkreis des Spannung steilers 2 5 und
des Gleichrichters 24 geschlossen, anderseits an dem Kontakt i3 die Hilfsröhre 9
mit dem Gleichrichter 16 verbunden und schließlich der Entladungskreis des Kondensators
23 an dem Kontakt 28 geöffnet wird. Wegen der positiven Spannung, die der Steuerelektrode
21 der Röhre 9 durch den Gleichrichter 22 mitgeteilt wird, ist die Röhre von der
Polarität der Spannungen abhängig, die der Transformatorwicklung 18 aus der Stromquelle
2 aufgedrückt werden. Wenn beispiels-#veise die rechts liegende Klemme der Sekundärwicklung
17 positiv ist, verläuft ein Strom über die Gleichrichteranode 28, die Kathode 15,
den Kontakt 13, die Hilfsröhre 9 über den Verbindungspunkt i i, die Gleichrichter
7 und 8, die Zündelektroden 5, 6 der Haup:bentladungsstrecken 3, 4 und die entsprechenden
Hälften der Primär- und Sekundärwicklung 18 bzw. 17. Es kommt vor, daß die Polaritäten
der den beiden Stromwegen aufgedrückten Spannungen derartige sind, daß der Spannungsabfall
an den Gleichrichtern 7 und 8 den Spannungen der Primärwicklungshälften 18 entgegensteht,
und daher ist die zu irgendeiner in einem Stromweg wirksame Spannung die Spannung
desjenigen Teils der Sekundär-Wicklungshälften 17, durch die der Strom gerade fließt.
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Hierfür folgendes Beispiel: Ang,-nommen, daß die gesamte Stromquellenspannutig
2 E ist und daß in dem vorliegenden Falle di.-# rechten Klemmen der Primär- und
Sekundärwicklung 18, 17 positiv sind und die linken Klemmen negativ. Der über die
Zündelektrode 5 der linken Hauptentladungsstrecke 3 verlaufende Stromkreis weist
dann von dem Verbindungspunkt i i über den Gleichrichter; und die Zündelektrode
5 bis zur Kathode di.` Spannung - F auf. Von der linken Klemme der Primärwicklung
18 bis zu der Anzapfung i 9 herrscht die Spannung + E und ebenso von der Anzapfung
zur rechten Klemme der Sekundärwicklung 17. Die Gesamtspannung ist daher in diesem
Stromkreis E . In dem Stromkreis der anderen Zündelektrode 6 setzt
sich die Spannung zusammen aus = E ztÄ-ischen der Verbindungsstelle i i über den
Gleichrichter 8 und die Zündelektrode 6 bis zur Kathode, - E zwischen der rechten
Klemme der Primärwicklung 18 und der Anzapfung 19 und -{-E" zwischen der Anzapfung
und der rechten Klemme der Selkundär@vicklung 17; die herrschende Spannung ist also
,L E. Da die Spannung in beiden Stromtvegen dieselbe ist, fließt der gleiche Strom
durch die Zündelektroden 5 und 6 und durch die Gleichrichter 7 und B. Ist die Anode
der linken Haüptentladungss.trecl-,e 3 positiv in bezug auf die Kathode, so wird
diese Entladungsstrecke leitend und der Schweißtransformator erhält Strom. Da die
Anode der anderen Entladungsstrecke 4 in diesem Zeitpunkt negativ ist, ist der Stromfluß
durch diese Entladungsstrecke gesperrt. Die parallel zu der Primärwicklung des Sch@".-eißtrans-
t formators i liegende Haltewicklung 29 des Relais 14 wird ebenfalls erregt, und
das Relais bleibt in der Schlußstellung.
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Bei Umkehr der- Spannungshalbwelle der Stromquelle 2 fließt der Zündstrom
durch die t Anode 3o des Gleichrichters 16, aber sonst über die gleichen Leiter.
Zu diesem Zeitpunkt ist jedoch die Anoden-Kathodenspannung der rechten Entladungsvorrichtung
4. positiv, und diese wird leitend. Sobald die eine oder die andere der Entladungsstrecken
3, 4 leitend wird, wird die Primärwicklung 18 durch die betreffende Hauptentladungsstrecke
kurzgeschlossen, und der Stromfluß durch die Zündelektrode, 5, 6 hört auf. Hierdurch
werden Energieverlust und andere Nachteile, die aus dem ununterbrochenen Stromfluß
durch die Zündelektroden entstehen könnten, vermieden.
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Nachdem durch die Erregung des Relais 14 über die Kontakte 29 der
Spannungsteiler 25 unter Strom gesetzt und die Kontakte 28 geöffnet worden sind,
wird der Kondensator 23
allmählich über den Widerstand 26 aufgeladen
und eine negative Vorspannung dem Stromkreis der Steuerelektrode 2 i der Hilfsröhre
g aufgedrückt, die der positiven Spannung des Gleichrichters 22 entgegenwirkt. Die
für die Aufla,dung des Kondensators 23 erforderliche Zeit kann durch die Regelung
der Anzapfung des Widerstandes 26 eingestellt werden. Wenn die Spannung an der Steuerelektrode
2 1 Beinen bestimmten Wert erreicht, wird die Hilfsentladungsröhre 9 nichtleitend
und damit .der Zündstrom durch die Zündelektroden 5, 6 unterbrochen. Die Hauptentladungsstrecken
3, 4 werden und bleiben nichtleitend. Wenn der Stromfluß im Schweißtransformator
i aufhört, wird eine Haltewicklung 31 des Relais. 14 ebenfalls stromlos, und das
Relais. fällt ab, so daß die Kontakte 13 und 29 geöffnet und Kontakte 28 geschlossen
werden. Der Spannungsteiler 25 wird abgeschaltet und der Kondensator 23 über die
Kontakte 28 entladen. Die Hilfsentladungsröhre 9 kann nun erst wieder leitend werden,
wenn der Schalter 27 erneut geschlossen wird.
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Sollte es erforderlich sein, den Arbeitsvorgang nach einer bestimmten
Zeit selbsttätig wieder einzuleiten, kann für diesen Zweck ein zweiter Schweißtakter
angeordnetwerden. Der Betrieb der Schweißeinrichtung hält dann selbsttätig so lange
an, wie der Schalter 27 geschlossen bleibt.
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Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist an Stelle des, Gleichrichters
16 und der Hilfsentladungsröhre 9 eine Gleichrichterröhre 36 mit Steuerelektrode32
verwendet. Auch ist der Transformator°i8, 17 weggelassen. Die Anoden der gesteuerten
Röhre sind unmittelbar mit den Kathoden der Hauptentladungsstrecken 3, 4 verbunden.-
Die Kathode 33 ist an die Verbindungsstelle i i der Gleichnchfier 7 und 8 angeschlossen.
Eine Anlaß- und Zeitgebevorrichtung 34, deren Tätigkeit von dem Schalter 27 eingeleitet
wird, liefert die Steuerspannung für die Röhre 36. Die Arbeitsweise der Schaltung
ist die gleiche wie bei der nach F b. i mit der Ausnahme, daß,, wenn die Polarität
der Stromquelle :2 eine derartige ist, daß die Anode der Entladungsstrecke 3 positiv
und die Kathode negativ ist, wenn die Hilfsentladungsröhre 36 leitend geworden ist,
der Zündstrom nur von der Stromquelle 2 über die Anode 3 5, die Kathode 33, -den
Gleichrichter 7, .die Zündelektrode 5 und die zugehörige Kathode fließt. Dagegen
-sind die Zündelektrode 6 und der Gleichrichter 8 zu diesem Zeitpunkt stromlos;
und die Entladungsstrecke 4 bleibt nichtleitend. Wenn die Polarität der Stromquelle
2 sich umkehrt, erhält die Zündelektrode 6 Strom und die Elektrode 5 ist stromlos.