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Schaltanordnung zum Punktschweißen Die Erfindung bezieht sich auf
eine Schalitanordnung zum Punktschweißen mit zwei im Schweißstromkreis bzw. in einem
diesen beeinflussenden Kreis geschalteten, den Stromkreis abwechselnd ein- und ausschaltenden,
voll selbsttätig gesteuerten Schaltern. Bei der bekannten Maschinen erfolgt das
Ein- und Ausschalten des Schweißstromes zum Erzeugen eines Schweißpunktes mit Hilfe
eines vorzugsweise im Primärstromkreis des Schweißstromes 'liegenden Schützes. Die
Ausbildung der zur Zeit erhältlichen Schütze setzt aber ,der Schalthäufigkeit,
d. h. der Anzahl der Schaltungen je Zeiteinheit, nach obenhin eine Grenze,
so daß für bestimmte Fälle, bei denen eine dichte und schnelle Punktfolge erwünscht
ist, die mit einem solchen Schütz ausgerüsteten Schweißmaschinen unwirtschaftlich
arbeiten. Aber nicht nur die Begrenzung der Schalthäufigkeit läßt die Verwendung
derartiger Maschinen beim schnellen Punktschweißen nicht mehr zu, sondern vielmehr
die Tatsache, daß beim Ein- und Ausschalten des Schweißstromes mittels eines Schaltelementes
sich an den Kontakten elektrische Verhältnisse ergeben, die im praktischen Betriebe
nicht mehr zu beherrschen sind.
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Es ist eine Schaltanordnung mit zwei in Reihe liegenden Schaltern
.bekanntgeworden. Die Schalter werden aber von Hand bedient und haben auch nur die
Aufgabe, den durch die Primärwicklung des Schweißtransformators geleiteten Stromfluß
zu unterbrechen und dadurch in der Sekundärwicklung eine Spannung und demzufolge
den zum Herstellen eines Schweißpunktes erforderlichen Schweißstrom zu erzeugen.
Die Schaltanordnung eignet sich also
nur zum einfachen Punktschweißen.
Es ist fernerhin .eine Widerstandsschweißmaschine mit Rollenelektroden bekanntgeworden,
deren Schweißstrom durch zwei Schalter gesteuert wird. Diese Schalter werden in
einem ganz bestimmten Rhythmus zur Wirkung gebracht, und zwar derart, daß zunächst
der eine Schalter einsgeschaltet, .dann auch der andere Schalter eingeschaltet und
alsdann beide wieder geöffnet werden. Das Steuern der Schalter erfolgt dabei durch
Kollektoren, so daß das. Wirksamwerden der Schalter kontinuierlich und demzufolge
beim Punktschweißen nicht anwendbar ist. Zudem wird bei der Wirkungsweise der bekannten
Schalter die Schalthäufigkeit eines jeden Schaltelementes nicht -herabgesetzt.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Schaltanordnung
zum Punktschweißen mit zwei im Schweißstromkreis bzw. in einem diesen beeinflussenden
Kreis in Reihe geschalteten,, den Stromkreis abwechselnd: ein- und ausschaltenden,
voll selbsttätig gesteuerten Schaltern zu schaffen, die eine sehr hohe Schalthäufigkeit
zuläßt, daneben trotzdem .klare und gut zu beherrschende elektrische Verhältnisse
beim Ein- und Ausschälten des Schweißstromes gewährleistet.
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Nach der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß als Schalter zwei
in Reihe liegende Schütze mit ihren Erregerwicklungen über einen von Hand oder durch
Elektrodendruck zur Wirkung gebrachten Steuerschalter parallel geschaltet sind,
die beiden Pole dieses Steuerschalters über einen Wechselschalter am speisenden
Netz liegen und der Wechselschalter in Abhängigkeit von der Schaltbewegung der Schütze
arbeitet.
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Durch diese Schaltanordnung wird es möglich, in Abweichung von einem
festen Rhythmus die Schweißpunkte zu setzen, und zwar nur durch Bedienen eines einfachen
Schalters von Hand oder auch durch den Elektrodendruck. Obwohl nur ein einziger
Schalter bedient wird, arbeiten die im Schweißstromkreis liegenden Schütze nacheinander
in ganz bestimmter zyklischer Folge, so daß ihre Schalthäufigkeit in bezug auf die
Anzahl der hergestellten Punkte stark herabgemindert ist.
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Es ist nach der Erfindung weiterhin vorteilhaft, daß der Wechselschalter
beim Einschalten jedes Schützes vermittels eines mechanischen Umschalters umgelegt
wird und die Schaltbewegung der Schütze unmittelbar auf den Umschalter einwirkt.
Nach der Erfindung kann weiterhin ein gleichzeitig mit dem Verbraucher er- und entregter
Elektromagnet vorgesehen sein, der auf eine mit dem Umschalter in Verbindung stehende
Ratsche einwirkt. Es kann aber auch vorteilhaft als Wechselschalter ein Relais dienen,
das jedesmal eine Umschaltung vornimmt, wenn beide Schütze erregt sind. Alsdann
muß noch ein weiteres Relais vorgesehen sein, das nur ein Umschalten des ersten
Relais !bei jeder zweiten Schutzbewegung zuläßt.
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Soll unabhängig von der Dauer des Elektrodendruckes zwecks genauer
Bemessung des Stromstoßes ein Öffnen des Verbraucherstromkreises erfolgen, so wird
nach der- Erfindung ein Zeitrelais vorgesehen, das die Parallelschaltung der Erregerspulen
der Schütze aufhebt. Weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung sind im folgenden
.beschrieben.
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In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung näher erläutert,
und zwar zeigt Abb. i die erfindungsgemäße Schaltanordnung unter Verwendung eines
mechanisch gesteuerten Wechselschalters, Abb. 2 das unmittelbare Einwirken der Schütze
auf den den Wechselschalter steuernden Umschalter, Abb. 3 eine erfindungsgemäße
Schaltanordnung, bei der der Wechselschalter durch zwei Relais ersetzt worden ist,
Abb. d. eine durch Verwenden eines Zeitrelais weiter verbesserte Schaltanordnung
,gemäß Abb. 3. Die Schütze i und 2 liegen in Reihe in dem Primärstromkreis des Schweißtransformators
T. Bei 3 und q. ist das speisende Netz angeschlossen. Die zu den beiden Schützen
i und 2 gehörenden Erregerspulen S1 und S2 sind über einen von Hand oder auch durch
den Elektrodendruck eingelegten Schalter DS parallel geschaltet. Die unmittelbar
miteinander verbundenen Enden der Erregerspulen S, und S2 liegen an der Zuleitung
3 des Netzes. Die beiden Pole des Schalters DS sind über einen Wechselschalter WS
mit der Zuleitung q. des Netzes verbunden!.
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Die Wirkungsweise dieser Schaltanordnung ist folgende: In dem dargestellten
Fall bleibt die Spule S2 erregt und demzufolge Schütz 2 geschlossen. Beim Einlegen
des Schalters DS wird die Parallelschaltung der Spulen Sf und S2 hergestellt und
somit auch ,die Spule S1 erregt. Daher schließt,das Schütz i ebenfalls. Beim Schließen
des Schützes i erfolgt gleichzeitig ein Umlegen des Wechselschalters WS.
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Natürlich müssen das Umlegen ,des Schalters WS so rasch vor sich gehen
und die Schütze eine solche Ansprechverzögerung haben, daß während des kurzzeitigen
Trennens der Spulen S1 und' S2 vom Netz die Schütze nicht wieder ansprechen. Der
Wechselschalter WS kann aber auch so eingerichtet sein, daß die eine Schaltstellung
erst aufgehoben wird, wenn die andere hergestellt ist (unterbrechun@gsfreies Umschalten).
Der Stromkreis des Verbrauchers ist nun so, lange geschlossen, wie durch den Schalter
DS die Parallelschaltung der Spulen Si und S2 aufrechterhalten bleibt. Beim Öffnendes
Schalters DS wird die Spule S2 entregt, während die Spule S1 erregt bleibt, da ja
zu Anfang beim Schließen des Schützes i ein Umlegen des Wechselschalters WS erfolgt
war. Für den nächsten Stronzstoß ist also das Schütz i bereits -ge-
schlossen,
während das Schütz 2 erst durch neues Einlegen des Schalters DS geschlossen wird.
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Wie aus der Ab!b.2 hervorgeht, kann jedes Schütz mittels einer Stange
13 unmittelbar auf den Umschalterhebel 1q: wirken, der seinerseits wieder den Wechselschalter
WS umlegt. Bei jedesmaligem Schließen eines Schützes wird die Stange 13 nach unten
bewegt und der Hebel 1¢ in die andere
Stellung umgelegt. Das Ende
der Stange gleitet dabei in der Endstellung über die Nase am Hebel 14 hinaus; so
daß einem Umlegen des Hebels 14 durch das andere Schütz nichts im Wege steht. Beim
Öffnen des Schützes weicht die Stange 13 seitlich etwas aus und streift den Hebel
14 nur, ohne ihn mitzunehmen.
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Die Abb. 3 zeigt eine Schaltanordnung, in der der Wechselschalter
durch zwei Relais ersetzt worden ist. Das Relais Ri übernimmt die Umschaltung, die
vorher von dem Wechselschalter vorgenommen worden isst, während das Relais R2 dafür
sorgt, d@aß das Relais nur bei jeder zweiten Schützbewegung umschaltet.
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Die Schütze i und 2 sind wiederum mit den Erregerspulen S1 und S2
ausgerüstet, die über den Schalter DS parallel geschaltet sind. Das Schütz i ist
mit den Ruhekontakten 5 und 6, das Schütz S2 mit dem Arbeitskontakt 7 versehen.
Das. Relais R1 hat einen Arbeitskontakt 8 und einen Ruhekontakt 9, das Relais R2
den Arbeitskontakt io und den Ruhekontakt i i. Die Erregerspule des Relais R1 ist
einerseits über Kontakt 6 und parallel dazu über Kontakt 8 mit der Zuleitung 3 des
Netzes verbunden, andererseits zusammen mit der Erregerwicklung R2 über Kontakt
7 an die Netzzuleitung 4 angeschlossen. Die Erregerwicklung des Relais R2 liegt
einerseits über Kontakt 5 und parallel dazu über Kontakt 9 an der Leitung 3, andererseits
zusammen mit Ri über Kontakt 7 an der Leitung 4. Der eine Pol des Schalters DS ist
über den Kontakt io des Relais R2 mit der Netzklemme 4 verbunden.
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Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Schaltanordnung ist folgende:
Wird an die Klemmen 3 und 4 das Netz angeschlossen, so schließt das Schütz i, da
seine Spule S1 über den Ruhekontakt i i des Relais R2 erregt wird. Gleichzeitig
mit dem Schließendes Schützes i werden die Ruhekontakte 5 und 6 ;geöffnet. Wird
nun der Schalter DS von Hand oder durch Aufsetzen der Elektrode auf das Wenkstück
geschlossen, so schließt das Schütz 2, und der Primärstromkreis des Schweißtransformators
T ist geschlossen. Der Schweißstrom fließt. Beim Schließen des Schützes 2 wird der
Arbeitskontakt 7 geschlossen. Dadurch wird das Relais R2 erregt. Infolge der Erregung
des Relais R2 wird Kontakt io geschlossen,, Kontakt i i geöffnet.
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Soll der Schweißstromkreis nun wieder geöffnet werden, so wird der
Schalter DS von Hand oder durch Nachlassen des Elektroden.druckes geöffnet. Da der
Kontakt i i jetzt geöffnet ist, erfolgt beim Öffnen des Schalters DS ein Entregen
der Schützspule S1 und damit ein Öffnen des Schützes i. Gleichzeitig werden. die
Kontakte 5 und 6 des Schützes wieder geschlossen. Die Spule des Relais R, wird dadurch
erregt, da Kontakt 6 des Schützes i und' Kontakt 7 des Schützes 2 geschlossen sind.
Hierdurch wird Kontakt 8 geschlossen, Kontakt 9 geöffnet. Wird nun zur Erzielung
eines weiteren Schweißpunktes der Schalter DS wiederum geschlossen, so schließt,
da damit S1 und S2 wieder parallel geschaltet sind, das Schütz i. Der Schweißstrom
fließt von neuem, da das Schütz 2 eingeschaltet geblieben ist: Beim Schließen des
Schützes i werden aber die Kontakte 5 und 6 wiederum geöffnet und deshalb das Relais
R2 entregt, wodurch der Kontakt io geschlossen, Kontakt i i geöffnet wird. Trotz
Öffnen des Kontaktes 6 bleibt das Relais R1 über den Selbsthaltekontakt 8 erregt.
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Wird der Schalter DS danach wieder geöffnet, so bleibt in diesem Fall
die Spule S1 über i i erregt, d. h. die Kontakte 5 und 6 bleiben ebenfalls geöffnet.
Das Schütz 2 öffnet sich dagegen, da die Spule S2 entregt wird, infolge des geöffneten
Kontaktes io. Auch das Relais Ri wird nun entregt, da durch das Entregen von S2
der Kontakt 7 geöffnet wird. Dadurch wird 8 geöffnet, 9 geschlossen. Die Anfangsstellung
ist damit wieder hergestellt.
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Beim Wiederholen dieses Spieles, d!. h. beim Schließen und Wiederöffnen
des Schalters DS wird immer abwechselnd zum Schließen des Verbraucherstromkreises
das eine, zum nachherigen Öffnen des Kreises das andere Schütz verwendet. Dasjenige
Schütz, das am Ende eines Stromstoßes das Öffnendes Stromkreises bewirkt hat, wird
zur Herstellung des nächsten Stromstoßes zum Schließen verwendet.
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Die Abb. 4 zeigt im wesentlichen die gleiche erfindungsgemäße Schaltweise,
wie sie die Abb. 3 zeigt. Die Schaltung hat nur dahingehend eine Abänderung erfahren,
als ,der Schalter DS mit einem weiteren Schalter S ;gekuppelt ist, der mit der Erregerwicklung
eines Zeitrelais ZR in Reihe geschaltet an der Speisespannung liegt. Das Zeitrelais
ist mit einem Arbeitskontakt 12 versehen, durch den die Querverbindung der Schützspulen
S1 und S2 aufgehoben und wieder hergestellt werden kann. Diese Schaltanordnung hat
den Vorteil, daß zur bestimmten Bemessung der Stromzeit die Maschine unabhängig
von der Schaltung durch Hand oder durch Elektrodendruck und damit' auch unabhängig
von dem Schalter DS wird. Ist nämlich der Schalter DS zur Einleitung des Schweißpunktes
und damit der Stromkreis der Schweißmaschine geschlossen worden, so beginnt das
gleichzeitig damit entregte Zeitrelais ZR abzulaufen und unterbricht nach Ablauf
einer vorher eingestellten Zeit die über den Kontakt 12 hergestellte Parallelschaltung
der Schützspulen, S, und S2. Die gesamte Wirkung entspricht dem Schließen und Öffnen
des Schalters DS in Abb. 3, nur mit dem Unterschied, daß unabhängig vom Schließen
des Schalters ein zeitlich bestimmtes Öffnen des Stromkreises eintritt.