Umsteuerungseinrichtung für automatische Abbrennstumpfschweißmaschinen
Abbrenlstumpfächweißmaschinen arbeiten bekanntlich so, daß zwei zusammenzuschweißende
Werkstücke zunächst zur Vorwärmung durch dien elektrischen Strom einander mehrmals
genähert und wieder voneinander entfernt und nach Erreichung dar Schweißtemperatur
zusammengestaucht und dabeii miteinander verschweißt werden. Als Schweißzugabe dienen
dabei abbrennende Teile der zu verschweißenden Stücke selbst. Das Vorwärmen und
Schweißen findet bei derartigen, vielfach hydraulisch betätigten Maschinen in der
Regel automatisch statt unter Verwendung einer elektrischen Schalteinrichtung, welche
alsi -wesentlichen Bestand:-teil ein elektromagnetisches Relais enthält, durch welches
zwei den Vor- und Rücklauf der Werkstücke einleitende Elektromagnete gesteuert werden.
Gerade das Steuerrelais verursacht aber häufig Störungen an der Schweißmaschine
und Fehlischweißungen durchHängenbleibendIerSchaltkontakte, durch Fehlschaltungen
infolge von Erschütterungen u. a. m. Um diese Mängel zu vermeiden, ist gemäß der
Erfindung in den Stromkreis der beiden Elektromagnete je eine Ventilröhre eingeschaltet,
von denen die eine durch die Wirkung das Schweißstromes selbst und die andere durch
die Wirkung eines in derjenigen der Steuiermagnetwicklungen fließendlen Stromes
für dien Stromdurchgang gesperrt wird, welche bei unterbrochenem Schweißstrom eingeschaltet
ist.Reversing device for automatic flash butt welding machines
Abbrenlstumpfächweißmaschinen is known to work so that two to be welded together
Workpieces first of all to be preheated by the electric current several times
approached and removed from each other and after reaching the welding temperature
be compressed and thereby welded together. Serve as welding allowance
thereby burning parts of the pieces to be welded themselves. The preheating and
Welding takes place in such machines, which are often hydraulically operated, in the
Usually automatically instead of using an electrical switching device, which
alsi -essential component: -part contains an electromagnetic relay through which
two electromagnets that initiate the forward and reverse movement of the workpieces can be controlled.
However, the control relay in particular often causes malfunctions in the welding machine
and incorrect welds due to the switching contacts getting stuck, due to incorrect switching
as a result of vibrations, etc. m. In order to avoid these defects, according to the
Invention in the circuit of the two electromagnets each switched a valve tube,
of which one by the action of the welding current itself and the other by
the effect of a current flowing in that of the control magnet windings
for the passage of current is blocked, which is switched on when the welding current is interrupted
is.
Es ist auch schon eine Steuerungseinrtichtung für Schweißmaschinen
bekanntgewordien, deren Schlitten durch einen Elektromotor über gittergesteuerte
Gasentladuingsröhren
umgesteuert wird. Da in diesem Fall aber die Röhren und die übrigen Teile der Schaltanordnung
für den Arbeitsistrom des Elektromotors bemessen sein müssen, ist eine, derartige
Umsteuerungseinrichtung ein volumiinöser und teurer Apparat, wähnend bei Schweißmaschinen
mit hydraulischem Antrieb die Gas@entladungsröhren und die übrigen Schaltelemente
der Steuerungseinrichtung nur für die durch die Steuermagnete fließenden Hilfsströme
zu bemessen: sind. In der Abbildung ist ein Schaltbild einer Umsteu.erungseinrichtung
gemäß der Erfindung dargestellt.It is also a control device for welding machines
known, whose sled is controlled by an electric motor via a grid
Gas discharge tubes
is reversed. In this case, however, the tubes and the remaining parts of the switching arrangement
have to be dimensioned for the working current of the electric motor is one such
Reversing device is a bulky and expensive device, as is the case with welding machines
with hydraulic drive the gas discharge tubes and the other switching elements
the control device only for the auxiliary currents flowing through the control magnets
to be measured: are. The figure shows a circuit diagram of a reversing device
shown according to the invention.
In der Abbildung bedeutet i denn Arbeitszylinder einer Schweißmaschine
mit einem durch Flüssigkeitsdruck verschiebbaren Koilbein! 2, welcher auf einen
verschiebbaren Schlitten wirkt. Auf dien Schlitten ist das, eine der miteinander
zu verschweißemöen Werkstücke festgespannt. Die zur Verschiebung des Kolbens :2
dienende Druckflüssigkeit wird dem Zylinder i über ein durch. zwei Magnete 3 und
4 zu betätigendes, Ums:teuerventil 5 zugeleitet. Die Druckflüssigkeit kann dabei
dem Ventil 5 mit durch erin Reduziervemtil5o reduzierter oder mit volleer Druckhöhe
zugeleitet weTd!en, je nach der Stallung eines. weiteren Steuerventils 51, welches
durch einen Elektromagnet 52 betätigt wird. Der Magnet 52 wird durch einen Schalter
53 eingeschaltet, wenn der Schlitten der Schweißmaschine bei der Annäherung der
beiden zu verschweißenden Werkstückteile einen vorher genau festgelegten Weg zurückgielegt
hat. Die Magnete 3 und .4 sind über zwei Gasentladungsröhren 6 und 7 an ein Wechselstromnetz
a, a mit einer Spannung von 2izo Volt angeschlossen. In den. Stromkreis der Magnetwicklung
3 ist außerdem ein mit Verzögerung arbeitender öldruckschalter S eingeschaltet.
Der Heizstrom für die Kathoden der beiden Röhren 6 und 7 ist einem Wechselstromnetz
b, b von ebenfalls 22o. Volt entnommen unter Zwischenschaltung eines; Transformators
8, durch welchen die Netzspannung auf die zulässige Heizspannung herabgesetzt wird.
Von. der Magnetwicklung des Magnets 3 wird dia Gitterspannung für die Röhre 7 abgenommen.
Zu diesem Zweck ist zu der Magnetwicklung 3 ein Transformator g parallel geschaltet,
in dessen Sekundärstromkreis: das Gitter der Röhre 7 und Schaltelemente io, i i
zur Glättung des Gitterstromes eingeschaltet sind. Die Gitterspannung für die Röhre
6 ist vom Schweißstrom selbst abhängig. Die Schweißelektroden 12 sind nämlich an
die Sekundärwicklung 13 eines Schweißtransformators angeschlossen, in. dessen Primärsitromkrei,s;
ein Stromwandler 14 eingeschaltet ist. Wenn ein Sehweißstrom fließet, so wird durch
einen von dem Stromwandler 14 ausgehen: lern Strom, der durch die Primärwicklung
eines Transformators 15 fließt, in der Sekundärwicklung dieses Transformators eine
Spannung induziert, welche einen über das Gitter der Röhre 6 fließenden Strom zur
Folge hat. Der Gitterstrom ist durch einen Gleichrichter 16 gleichgerichtet und
durch eine aus Schaltelementen 17 und 18 bestehende Siebkette geglättet. Ein aus
zwei Widerständen 19 und 2o bestehendes Potentiometer gestattet eine Feineinstellung
der Gitterspannung der Röhre 6. Zu erwähnen ist noch ein Schalter 21, durch welchen
die Magnetwicklung des Magnets 3 willkürlich ein-und ausgeschaltet werden kann.In the figure i means the working cylinder of a welding machine with a column leg that can be displaced by liquid pressure! 2, which acts on a sliding carriage. One of the workpieces to be welded together is clamped onto the slide. The hydraulic fluid used to move the piston: 2 is fed to the cylinder i via a. two magnets 3 and 4 to be actuated, Ums: control valve 5 fed. The pressure fluid can be fed to the valve 5 with a reduced pressure head or with a full pressure head, depending on the stall. further control valve 51 which is actuated by an electromagnet 52. The magnet 52 is switched on by a switch 53 when the slide of the welding machine has covered a previously precisely defined path as the two workpiece parts to be welded approach. The magnets 3 and .4 are connected via two gas discharge tubes 6 and 7 to an alternating current network a, a with a voltage of 2izo volts. In the. In the circuit of the magnet winding 3, an oil pressure switch S operating with a delay is also switched on. The heating current for the cathodes of the two tubes 6 and 7 is an alternating current network b, b of also 22o. Volt taken with the interposition of a; Transformer 8, through which the mains voltage is reduced to the permissible heating voltage. From. The grid voltage for the tube 7 is taken from the magnet winding of the magnet 3. For this purpose, a transformer g is connected in parallel to the magnet winding 3, in whose secondary circuit: the grid of the tube 7 and switching elements io, ii are switched on to smooth the grid current. The grid voltage for the tube 6 is dependent on the welding current itself. The welding electrodes 12 are namely connected to the secondary winding 13 of a welding transformer, in. Its primary circuit, see; a current transformer 14 is switched on. When a visual white current flows, one of the current transducers 14 will: learn Current which flows through the primary winding of a transformer 15 induces a voltage in the secondary winding of this transformer, which results in a current flowing through the grid of the tube 6. The grid current is rectified by a rectifier 16 and smoothed by a sieve chain consisting of switching elements 17 and 18. A potentiometer consisting of two resistors 19 and 20 allows a fine adjustment of the grid voltage of the tube 6. Mention should also be made of a switch 21 by which the magnet winding of the magnet 3 can be switched on and off at will.
Die Wirkungsweise der Umsteuerungseinrichtung ist die folgende: Nach
&.m Einspannen von zwei miteinander zu verschweißenden, Werkstücken wird die
Schweißmaschine durch Einschalten der Wechselis-tromnetze a, a. und b; b in Betrieb,
genommen-. Nach dem Heizen der° Kathoden, der beiden. Röhren 6 und 7 fließt bei
offenem Schalter S zuerst ein Strom durch die Röhre 7 und durch die Wicklung des
Magnets 4; dadurch wird der Kolben dies, Steuerventils 5 nach rechts bewegt, so
d@aß die auf dem Ventil stehende Druckflüssigkeit durch das Ventil hindurch auf
die rechte! Seite! Beis, Kolbens 2 im Zylinder i gelangen kann. Der Kolben 2 und
ein mit ihm durch die Kolbenstan:gei verbuü, denen beweglicher Schlitten, der, Schweißmaschine
mit einem dein beiden zu verschweißenden Werkstücke bewegt sich daher nach links,
und zwar so lange, bis die Werkstücke aufeinanderstoßen. Da die beiden Werkstücke
die Schweißelektroden 12 bilden, fließt nunn ein Strom im Sekundärstromkreis des
Schweißtransformators., der über dien Stromwandler 14 und, den Transformator 15
eine Sperrung der Röhre 6 verursacht. Infolge der durch den Stromdurchgang durch
die zu verschweißenden Werkstücke zunehmenden Erwärmung und des dadurch ansteigenden
elektrischen Widerstands, sinkt der im Schweißstromkreis fließende Strom so weit
ab, daß dlie vorn ihm abhängige Gitterspannung den Stromdurchgang durch. die Röhre
6 nicht meihr zu sperren vermag. Dabei kann die Dauer der Sperrung durch vorherige,
Einsstellung der Gitterspannung vermittels des: Potentiometers ig, 2o beeinflußt
werden. Ein Strom kann durch die, Röhre 6 andererseits nur unter der Voraus2etzung
fließen., daß der Schalter S geschlossen: ist. Der Schalter S steht unter der Wirkung
des rechts, vom Kolben 2 herrschenden Flüssigkeitsdruckes und schließt, sich, wenn
der Flüssngkeitsdruck in diesem Zylinderteil ansteigt. Sobald der Schalter S geschlossen
ist, fließt ein Strom durch die Röhre 6 und erregt den Magnet 3. Gleichzeitig erliischt
die Röhre 7, da die Sperrspennung für diel Röhre 7 von der Magnetwickliuing 3 abgenommen-
ist, und der Kolben des Steueervenüiils 5 wird nach links gezogen" so, daß die Druckflüssigkeit
in den links vom Kolben 2 liegenden Teil des Zylinders i eingeleitet und der Schlitten
der Schweißmaschine durch den Kolben nach rechts bewegt wird. Dadurch werden diel
miteinander zu verschweißenden; Werkstücke wieider voneinander getrennt, und zwar
auf einen solchen Abstand, bei welchem siech der Schalter S wieder öffnet. Diebs
ist dann! dein Fall, wenn. der Flüssigkeitsdruck auf der rechten Seite des Arbeitskolbens
2 so abgenommen hat, daß der Schalter S durch ihn nicht mehr geschlossen gehalten
wird. Der Schlitten dien Schweißmaschine ist dann bei!-spielsweise um 4 biis@ 5
mm zurückgelaufen. Durch das Ausschalten des Schalters S wird der Rücklauf
des
Schlittens gestoppt, dlie Magnetspule 3 wird stromlos und die Sperrspannung für
diie Röhre! 7 sinkt auf Null, so dlaß die Röhre! 7 gezündet, die Magnetwicklung
q. vom Strom d!u,rch@flosisen und der Steuerkolben des! Ventils 5 wieder nach rechts
gezogen wird. Die Druckflüssigkeit wird hie-rauf wieder in; den rechts vom Kolben
2 liegeind'ien. Zylinderraum geleitet und der Kolben, 2 mit dem Schlitten der Schweißmaschine
nach links, bewegt, bis sich die zu verschweißenden Werkstücke erneut berühren und
ihre Vorwärmung dadurch fortgesetzt wird. Dieser Vorgang wiederholt sich beispielsweise
vier- bis fünfmal, bis die beiden Werkstücke die Abbrenntemperatur erreicht haben.
Das Abbrennen der Werkstücke dient dazu, verzunderte Teile und Schmellzperlen von
der Schweißstelk wegzuschleudern. Es findet bei gleichförmiger Fortbewegung des,
Schweißmascb.inenschlibtens nach links statt, und zwar so lange, bis von beiden
Werkstücken zusammen, beisp-i!elsweise ro mm abgebrannt sind'. Dann wird durch die
Bewegung des Kolbens 2 der Schalter 53 geschlossen, uni, diasi Ventil 51 so. eingestellt,
daß der unreduzierte Flüssigkeitsdruck auf dien Arbeitskolben 2 wirken kann. Dieser
Druck bewirkt eine ruckartige Fortbewegung dies Kolbens 2 und' des. Schlittenis
der Schweißmaschine und damit ein; Zusammenstauchen der, miteinander zu verschweißenden
Wer,]-:-stücket. Dabei bewegt sich der Schweißmaschin,enschlitten um weitere q.
bis 5 mm nach links und schaltet sowohl dien Schweißstrom als auch den Steuerstrom
der Schweißmaschine durch Betätigung eines Schalters ab. Dadurch werden! die Magnetei
3 und q. stromlos: und außerdem der Magnet 52 dies Ventils 5 i, so daß das Ventil
5 r in seine, Ausgangsstellung zurückgeht, in welcher die, Druckflüssigkeit wieder
über das. Reduziierventil 5o geleite wird. Da die Schweißverbindung nunmehr hergelstellt
ist, könnten die Werkstücke ausgespannt uni der Scbweißmaschinensch:loitten wieder,
zurückgestellt, werden, und zwar entweder von, Hand oder durch Einschalten des Magnets
3 vermittels des Schalters 21, welcher dien Rücklauf des Schlittens durch die Druckfl.üseigkedt
einleitet.The mode of operation of the reversing device is as follows: After
&. In clamping two workpieces to be welded together, the
Welding machine by switching on the alternating current networks a, a. and b; b in operation,
taken-. After heating the ° cathodes, the two. Tubes 6 and 7 flow in
With the switch S open, a current first flows through the tube 7 and through the winding of the
Magnet 4; this moves the piston of this control valve 5 to the right, so
d @ ate the hydraulic fluid on the valve through the valve
the right! Page! Beis, piston 2 in cylinder i can get. The piston 2 and
one with him through the piston rod: gei verbuü, those movable slide, the, welding machine
with one of your two workpieces to be welded therefore moves to the left,
until the workpieces collide. As the two workpieces
the welding electrodes 12 form, a current now flows in the secondary circuit of the
Welding transformer., Via the current transformer 14 and, the transformer 15
a blocking of the tube 6 caused. As a result of the passage of electricity through
the workpieces to be welded increasing heating and the resulting increase
electrical resistance, the current flowing in the welding circuit drops that far
from the fact that the grid voltage, which is dependent on it, enables the passage of current through it. the tube
6 can no longer block. The duration of the block can be changed by previous,
Adjustment of the grid voltage by means of the potentiometer ig, 2o influenced
will. On the other hand, a current can only flow through the tube 6 under the precondition
flow. That the switch S is closed: is. The switch S is under the effect
of the liquid pressure prevailing on the right of piston 2 and closes, if
the fluid pressure in this cylinder part increases. As soon as the switch S is closed
is, a current flows through the tube 6 and excites the magnet 3. At the same time goes out
the tube 7, since the blocking voltage for the tube 7 has been removed from the magnet winding 3
is, and the piston of the control valve 5 is pulled to the left "so that the pressure fluid
introduced into the part of the cylinder i lying to the left of the piston 2 and the slide
the welding machine is moved to the right by the piston. This will make the
to be welded together; Workpieces separated from each other again, namely
to such a distance at which the switch S opens again. Thieves
is then! your case if. the fluid pressure on the right side of the working piston
2 has decreased so that the switch S is no longer kept closed by it
will. The slide for the welding machine is then at! - for example by 4 to @ 5
mm run back. By turning off the switch S, the return
of
The slide is stopped, the solenoid 3 is de-energized and the reverse voltage for
the tube! 7 drops to zero, so leave the tube! 7 ignited, the magnet winding
q. vom Strom d! u, rch @ flosisen and the control piston of the! Valve 5 again to the right
is pulled. The hydraulic fluid is back in here; the one to the right of the piston
2 lying India. Cylinder chamber and the piston, 2 with the slide of the welding machine
to the left, until the workpieces to be welded touch each other again and
their preheating is thereby continued. This process is repeated, for example
four to five times until the two workpieces have reached the burn-off temperature.
Burning off the workpieces is used to remove scaled parts and melting pearls
to throw away the welding head. With uniform movement of the,
The welding mask is slid to the left instead of, until both of them
Workpieces together, for example, ro mm are burned off '. Then through the
Movement of the piston 2 of the switch 53 closed, uni, diasi valve 51 so. set,
that the unreduced fluid pressure can act on the working piston 2. This
Pressure causes the piston 2 and the slide to move jerkily
the welding machine and thus a; Upsetting the to be welded together
Who,] -: - pieces. The welding machine slide moves a further q.
up to 5 mm to the left and switches both the welding current and the control current
the welding machine by pressing a switch. This will be! the magnet egg
3 and q. de-energized: and also the magnet 52 of this valve 5 i, so that the valve
5 r returns to its, starting position, in which the, hydraulic fluid again
via the reducing valve 5o. Since the welded connection is now established
the workpieces could be unclamped and the welding machine operator loitten again,
reset, either by hand or by switching on the magnet
3 by means of switch 21, which serves to return the carriage through the pressure fluid
initiates.