DE741311C

DE741311C - Schalteinrichtung fuer mit verhaeltnismaessig grosser Schalthaeufigkeit, insbesondere beim Widerstandsschweissen kurzzeitig zu schliessende Stromkreise

Info

Publication number: DE741311C
Application number: DEL98597D
Authority: DE
Inventors: Eberhard Rietsch
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1939-07-21
Filing date: 1939-07-21
Publication date: 1943-11-09

Description

Schalteinrichtung für mit verhältnismäßig großer Schalthäufigkeit, insbesondere beim Widerstandsschweißen kurzzeitig zu schließende Stromkreise In vielen Fällen, z. B. beim Widerstandsschweißen, bei Reklamebeleuchtungen usw., werden Stromkreise benutzt, die mit verhältnismäßig großer Schalthäufigkeit geöffnet und geschlossen werden. In dem vorliegenden Fall soll die Schalthäufigkeit sogar so groß sein, daß zwei abwechselnd betätigte Schalter bzw. Schütze den Anforderungen nicht mehr gerecht werden können. Es ist daher erforderlich, hierfür noch weitere Schalter bzw. Schützen zu verwenden, die abwechselnd in ein und demselben Stromkreis betätigt werden. Zweckmäßig werden hierzu durch Nokken oder elektromagnetisch über Kontaktwalzen gesteuerte Schalter in Reihe gelegt. An sich bietet die Reihenschaltung derartig gesteuerter Schalter nichts Neues, aber die bekannten Anordnungen dieser Art sind anderen Zwecken angepaßt und nicht geieignet, die Schalthäufigkeit beim periodischen Ein- und Ausschalten starker Ströme genügend herabzusetzen. Z. B. ist bereits ein Zeitschalter für Röntgenaufnahmen bekanntgeworden, durch den mittels Reihenschaltung die Einstellung sehr kurzer Belichtungszeiten für Röntgenaufnahmen möglich wird. Zu diesem Zweck werden zwei in einem Stromkreis in Reihe liegende Schalter benutzt, und zwar in der Weise, daß zunächst der eine Schalter und alsdann der andere Schalter geschlossen wird: Für den öffnungsvorgang werden wiederum beide Schalter betätigt, so daß für jeden vollständigen, aus Ein- und Ausschalten bestehenden Schaltvorgang je zwei Schaltbewegungen an zwei Schaltern erforderlich werden.
Die Erfindung bezieht sich dagegen auf eine Schalteinrichtung für mit verhältnismäßig großer Schalthäufigkeit, insbesondere beim Widerstandsschweißen, kurzzeitig zu schließende Stromkreise, und besteht darin, daß in dem zu schaltenden Stromkreis für Widerstandsschweißung o. dgl. mehr als zwei in Reihe liegende Schalter in cyclischer Folge durch eine Nockenwalze oder mittels durch eine Nockenwalze oder Kontaktwalze gesteuerter elektromagnetischer Schütze während der Schaltpausen geöffnet und wieder geschlossen werden, während die Dauer der Stromstöße durch Schließen des allein geöffneten und darauf folgendes Öffnen des nächsten Schalters der cyclischen Folge bestimmt wird.
Wird auf diese Weise das Ein- und Ausschalten des Stromkreises von getrennten Schaltelementen vorgenommen, so ergeben sich bei Schalteinrichtungen für mit verhältnismäßig großer Schalthäufigkeit kurzzeitig zu schließende Stromkreise klare elektrische Verhältnisse. Weiterhin wird bei der neuen Schalteinrichtung die Eigenzeit der Elemente für die Zeitbestimmung der Stromimpulse ausgeschaltet, so daß die Schließungsdauer des Stromkreises in beliebiger Weise verkürzt werden kann.
Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung liegt bei Verwendung elektromagnetischer Schütze die Erregerspule eines jeden Schützes mit der Parallelschaltung zweier abwechselnd durch eine Schaltwalze betätigter Hilfsschalter in Reihe am Netz.
Dabei ist es weiterhin vorteilhaft, wenn die zwei zu einem elektromagnetischen Schütz gehörenden Hilfsschalter je einer Hilfsschaltexgruppe zugeordnet sind und die beiden Hilfsschaltergruppen für die Einstellung der Stromschlußzeit während einer Schaltperiode gegeneinander beliebig verschiebbar sind.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die paarweise parallel geschalteten Schalter nockenbetätigt sind.
Nach der Erfindung kann auch die Einstellung der Str omschlußzeiten der beiden Gruppen gegeneinander an einem Nockenschalter durch räumliches Verschieben der beiden zugehörigen Nockengruppen der Schaltwalze oder den zu den Nockengruppen gehörenden Hilfsschaltergruppen gegeneinander erfolgen.
Ferner sind nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung bei n Schaltelementen im Hauptstromkreis 2 tt Nockenscheiben auf einer gemeinsamen Welle vorgesehen. Die 2 tt Nocken sind dabei in zwei Gruppen von je u Nocken derart unterteilt, daß die eine Gruppe jeweils die ersten, die andere Nockengruppe jeweils die zweiten der parallel geschalteten Hilfsschalter betätigt. Um nun die Zeit des Einschaltens des Haupt- oder Arbeitsstromkreises beliebig verändern zu können, ist es vorteilhaft, wenn die Winkelstellung der beiden Nockengruppen zueinander veränderbar ist. Die einzelnen Nocken einer Gruppe können zu diesem Zweck untereinander gekuppelt sein, so daß sie gemeinsam in gleichem Maße verstellbar sind.
Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung werden bei tt Schaltelementen nur tt Nockenscheiben benutzt, wobei immer je eine Nocke beide parallel geschalteten Hilfsschalter betätigt. In diesem Falle sind, um gleichfalls wieder die Einschaltzeit des Arbeitsstromkreises veränderbar gestalten zu können, die Hilfsschalter gegeneinander verstellbar angeordnet, wobei wieder die Schalter einer Gruppe gemeinsam verstellt werden.
Beim Benutzen von tt Schaltelementen im Arbeitsstromkreis wird vorteilhaft in den beiden zuletzt angegebenen Ausführungsbeispielen die Länge einer jeden Nocke derart gewählt, daß sie einem Kreisbogen von entspricht. Gleichzeitig sind dabei die einzelnen Nocken zueinander um versetzt.
Nach der Erfindung können ferner z. B. auch beim Vorhandensein von tt Schaltelementen die Hilfsschaltergruppen zueinander um i So' versetzt angeordnet sein. Für diese Ausführung werden nach der Erfindung auf tt Scheiben 2 tt Nocken mit einer Kreisbogenlänge von verwendet. Die beiden Nocken einer Scheibe stehen alsdann in einem Winkel von i8o' zueinander.
Zur `Bestimmung der Einschaltzeit des Hauptstromkreises werden wiederum eine Gruppe der Hilfsschalter oder auch beide beweglich angeordnet, so daß ihre Winkellage zueinander verstellbar ist. Diese Anordnung hat den Vorteil einer räumlichen Trennung der festen und beweglichen Hilfsschalter.
Die Gesamtdauer einer festen Schaltfolge der verwendeten Schaltelemente wird durch Verändern der Drehzahl der Nockenwelle geregelt.
Durch die Erfindung wird es ermöglicht, Stromstöße einzuschalten, die in den denkbar weitesten Grenzen zwischen Dauereinschaltung und geringsten Stromstoßzeiten, die weit unter der Eigenzeit eines Schaltschützes liegen, einzustellen sind.
In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung in einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht, und zwar zeigen Abb. i ein Schaltschema mit vier nach der Erfindung in Reihe geschalteten Schützen im Hauptstromkreis, Abb.2 eine Anordnung von Nockenscheiben in Beziehung auf die Erregerspulen von Schützen steuernden Hilfsschaltern und Abb.3 ein Schema, das die Wirkungsweise der Schaltanordnung nach der Erfindung erkennen läßt.
In der Abb. I ist als Hauptstromkreis z. B. ein Stromkreis einer Widerstandsschweißmaschine dargestellt. Die Klemmen 3 und 4 liegen an dem speisenden Wechselspannungsnetz. Der Transformator der Widerstandsschweißmaschine ist mit 5 bezeichnet. In dem Stromkreis der Primärwicklung des Transformators 5 liegen die Schaltschütze I, II, III und IV in Reihe. Die zu den einzelnen Schützen gehörenden Erregerspulen sind mit I', II', III' und IV' bezeichnet. Mit der Erregerspule I' liegt die Parallelschaltung der Schalter Il und I2, mit der Erregerspule II' die Parallelschaltung der Schalter II1 und II2, mit der Spule III' die der Schalter III1 und III2 und mit der Spule IV' die der Schalter IV, und IV2 in Reihe. Die einzelnen Spulen I', II', III', IV' liegen über die entsprechenden Schalter parallel am Netz 6, 7.
Die Schalter h, I2, Ih, II2 usw. sind vorteilhaft als nockenbetätigte Schalter etwa gemäß Abb.2 ausgebildet. Zur Vereinfachung der Abbildungen sind von den Schaltern h. I2, II1, II2 usw. nur diejenigen Teile veranschaulicht, die mit den Nocken in Berührung kommen. Für gewöhnlich sollen, falls die Nocken nicht wirksam sind, die Kontakte der Schalter h, I2 usw. in diesem Ausführungsbeispiel geschlossen sein. Die einzelnen Nocken sind mit 8, 9, Io, II, I2 bezeichnet und auf einer gemeinsamen Welle verstellbar angeordnet. Die Nocke 8 steuert die Rolle I3 des Schalters Il, die Nocke 9 die Rolle I4 des Schalters I,2. In gleicher Weise wird die Rolle I5 von der Nocke i o, die Rolle I6 von der Nocke I I und die Rolle I7 von der Nocke I2 betätigt. Die Winkellage der einzelnen Nocken 8, 9, i o, II, I2 usw. auf der Welle ist beliebig einstellbar. Werden z. B. die Nocken 8 und, 9 gemäß Abb. 2 gegeneinander versetzt auf der gemeinsamen Welle befestigt, so bestimmt diese Versetzung die Stromschlußzeit des Hauptstromkreises der Schweißmaschine, denn nur in derjenigen Zeit, während der beide Nocken 8 und 9 gleichzeitig wirksam sind, ist das dazugehörige Schütz I' entregt und sein Kontakt I geöffnet.
In gleicher Weise sind die Nocken Io und I I und die nächstfolgenden, die zur Vereinfachung der Zeichnung nicht alle dargestellt sind, zueinander versetzt.
Die genaue Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Schaltanordnung ist aus Abb.3 zu erkennen. Unter a' ist die zeitliche Folge der Ausschaltzeiten der Hilfsschalter Il, I2, Ih, II2 dargestellt. In diesem Falle sind beide Gruppen von Hilfsschaltern derart eingestellt, daß die Betätigungszeiten der Schalter einer Parallelschaltung; d. h. also die Ausschaltzeiten der Hilfsschalter Il und I2 bzw. II1 und II2 usw. zusammenfallen. Daraus ergibt sich, daß während der Zeit t1 beide, Schalter Il und I2 sich in Ausschaltstellung befinden, während die übrigen Hilfsschalter alle die Einschaltstellung zu dieser Zeit innehaben. In der darauffolgenden Zeit t2 befinden sich lediglich die Hilfsschalter II1 und 112 in der Ausschaltstellung, während wieder die übrigen Hilfsschalter alle sich in der Einschaltstellung befinden. Entsprechendes gilt für die nunmehr folgenden Zeiten t3 und t4.
Hieraus ergibt sich, daß in einem solchen Falle der Hauptstromkreis der Schweißmaschine z. B. dauernd ausgeschaltet ist, da immer eine der Erregerspulen I', II', III' oder IV' entregt und demzufolge auch immer eines der Schütze I, II, III oder IV geöffnet ist.
Tritt jedoch. ,eine Verschiebung der Betätigungszeiten der beiden Hilfsschaltergruppen ein, wie dies in der Abb.3 unter a" veranschaulicht ist, so,ergeben sich fortlaufend Zeiten, während der zwar der eine Hilfsschalter einer Parallelschaltung bereits geöffnet, der andere jedoch noch geschlossen ist. In den Zeiten, die unter a"' dargestellt sind, ist also der Hauptstromkreis geschlossen, so daß durch die Aufeinanderfolge dieser Zeiten Stromstöße im Hauptstromkreis erzeugt werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Schalteinrichtung für mit verhältnismäßig großer Schalthäufigkeit, insbesondere beim Widerstandsschweißen kurzzeitig zu schließende Stromkreise, dadurch gekennzeichnet, daß in dem zu schaltenden Stromkreis für Widerstandsschweißung o. dgl. mehr als zwei in Reihe liegende Schalter in cyclischer Folge durch eine Nockenwalze oder mittels durch eine Nockenwalze oder Kontaktwalze gesteuerter .elektromagnetischer Schütze während der Schaltpausen geöffnet und wieder geschlossen werden, während die Dauer der Stromstöße durch Schließen des allein geöffneten und darauf folgendes öffnen des nächsten Schalters der cyclischen Folge bestimmt wird.
2. Schalteinrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerspule eines jeden Schützes mit der Parallelschaltung zweier abwechselnd durch eine Schaltwalze betätigter Hilfsschalter in Reihe am Netz liegt.
3. Schalteinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei zu einem elektromagnetischen Schütz gehörenden Hilfsschalter je einer Hilfsschaltergruppe zugeordnet sind und die beiden Hilfsschaltergruppen für die Einstellung der Stromscblußzeit während einer Schaltperiode gegeneinander beliebig verschiebbar sind.
4. Schalteinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung der Stromschlußzeiten der beiden Gruppen gegeneinander an einem Nockenschalter durch räumliches Verschieben der beiden zugehörigen Nockengruppen (8, Io, I2 ... und 9, I I . . .) der Schaltwalze oder der Hilfsschaltergruppen (I3, I5, I7... und I4, I6 ...) gegeneinander erfolgt.
5. Schalteinrichtung nach Anspruch I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei n Schützen die Nockenlänge dem nzten Teil des Umfanges der Schaltwalze entspricht. Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vom Stande der Technik sind im folgende Druckschriften in Betracht gezogen -worden deutsche Patentschrift Nr. 282 955# 328352, 414436, 527383, 562 31i, 6o9846, 618 I70.