Steuerung bzw. Regelung des Elektrodenvorschubs bei Lichtbogenschweißautomaten
Zum Steuern bzw. Regeln des Elektrodenvorschubs bei Lichtbogenschweißautomaten,
die einen blanken oder umhüllten Draht von einer Haspel abwickeln und entsprechend
dem Abbrand im Lichtbogen nachschieben, gibt es grundsätzlich zwei Arten von Steuerungen.
Die eine Art steuert den Antriebsmotor in seiner Geschwindigkeit, die andere läßt
den Motor mit einer eingestellten Tourenzahl konstant laufen und steuert das Vorschubritzel
für den Draht mit Hilfe entsprechender Kupplungen. Die erstgenannte Art hat den
Vorteil, daß sich die Tourenzahl des Motors sehr genau und stufenlos den jeweiligen
Erfordernissen anpassen läßt, weist jedoch den Nachteil auf, daß beim Steilvorgang
erhebliche Schwungmassen mitgesteuert werden, wodurch gewisse Zeitverzögerungen
durch das Abbremsen und Wiederbeschleunigen dieser Massen entstehen. Die zweite
Art hat den Vorteil, daß es ohne -weiteres gelingt, die Kupplungen in so langsam
laufende Teile zu verlegen, daß ein nennenswerter Einfluß von Schwungmassen nicht
mehr eintritt: Der Nachteil der bisherigen so ausgeführten Steuerungen und Regelung
besteht darin, daß eine stufenlose Einstellung nicht möglich ist, weil das Ein-
und Ausschalten der Kupplungen ein plötzliches Anfahren bzw. Abbremsen und Umsteuern
des Drahtvorschubritzels bewirkt.Control or regulation of the electrode feed in automatic arc welding machines
For controlling or regulating the electrode feed in automatic arc welding machines,
unwind a bare or sheathed wire from a reel and accordingly
After the burn-up in the arc, there are basically two types of controls.
One type controls the speed of the drive motor, the other lets it
the motor runs constantly at a set number of revolutions and controls the feed pinion
for the wire with the help of appropriate couplings. The former type has the
Advantage that the number of revolutions of the engine is very precise and infinitely variable according to the respective
Can be adapted to requirements, but has the disadvantage that the steep process
considerable centrifugal masses are also controlled, causing certain time delays
by decelerating and re-accelerating these masses. The second
Art has the advantage that it easily succeeds in the clutches in so slowly
To move moving parts that a noticeable influence of centrifugal masses is not
more occurs: The disadvantage of the previous control and regulation
consists in the fact that a stepless adjustment is not possible because the
and disengaging the clutches a sudden start-up or braking and reversing
of the wire feed pinion.
Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf Lichtbogenautomaten
der zweiten Art und versucht, die bisherigen Nachteile im wesentlichen zu beseitigen
bzw. so stark zu mildern, daß sie praktisch ohne Wirkung bleiben. Zu diesem
Zweck
wird vorgeschlagen, die Steuerung bzw. Regelung des Elektrodenvorschubs bei Lichtbogenschweißautomaten
mit magnetisch betätigten Kupplungen, die in langsam umlaufenden Steuerungs= teilen
liegen und mit Hilfe von Relais betätigt werden, so auszubilden, daß das Steuerorgan
zum Regeln des Lichtbogens auf möglichst konstante Länge steuerungstechnisch getrennt
wird von dem Steuerorgan zur Zündung des Lichtbogens, daß also zwei Steuersysteme
vorgesehen werden. Dies geschieht erfindungsgemäß so, daß das eine (zum Zünden bestimmte)
System eine Wendekupplung enthält, bei deren Betätigung das Vorschubritzel einmal
in der einen, das andere Mal, in der anderen Drehrichtung umläuft, während das -
andere (zur Steuerung dienende) System aus einer Doppelkupplung besteht, die bei
ihrer Betätigung an der Drehrichtung nichts ändert, sondern nur die Geschwindigkeit
des Drahtvorschubs vergrößert bzw. verkleinert.The subject matter of the present invention relates to automatic arcing machines
of the second type and seeks to substantially eliminate the previous disadvantages
or to moderate them so much that they have practically no effect. To this
purpose
it is proposed to control or regulate the electrode advance in automatic arc welding machines
with magnetically operated clutches, which are divided into slowly rotating control units
lie and are operated with the help of relays to train that the control member
to regulate the arc to a length that is as constant as possible
is used by the control unit to ignite the arc, i.e. two control systems
are provided. According to the invention, this is done in such a way that the one (intended for ignition)
System contains a reversing clutch, when actuated the feed pinion once
rotates in one, the other time, in the other direction of rotation, while the -
other system (used for control purposes) consists of a double clutch which is used in
their actuation does not change the direction of rotation, only the speed
of the wire feed increased or decreased.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer solchen Steuerung
gezeigt. Darin bezeichnet i die antreibende Welle, auf der. mittels des Keiles
--
die Kupplungsscheibe 3 längs verschiebbar befestigt ist: Die Kupplungscheibe,3
ist die Ankerscheibe für .die beiden Topfmagriet-Kupplungen q. bzw. 5. Die Magnetkupplung
q. ist mit dem Zahnrad 6, die Kupplung 5 mit dem Zahnrad 7 fest verbunden. Das Zahnrad
6 steht in direktem Eingriff mit dem Zahnrad 8, und dieses treibt wiederum das Zahnrad
9, welches mit der Magnetkupplung io fest verbunden ist. Das Zahnrad 7 treibt über
das Zwischenrad i i das Zahnrad 12. Dieses Zahnrad 12 ist mit dem Zahnrad 8 starr
verbunden, das Zahnrad i2 greift in das Zahnrad 13 ein, welches mit der Magnetkupplung
14 starr verbunden ist. Die Ankerscheibe 15, die mit der Welle 16 des Drahtvorschubritzels
17 mit Hilfe des Keiles 18 verbunden ist, kann entweder mit der Magnetkupplung io
oder 14, gekup- -pelt werden. Gegen das Drahtvorschubritzel 17 wird eine leer laufende
Rolle 2o durch, die Feder i9 angepreßt. Zwischen den Rollen 17 und 2o wird der Draht
eingeklemmt und durch Drehung von 17 vor-oder zurückbewegt. Das Kupplungssystem
q., 5, 3 bewirkt die Umsteuerung beim Zündvorgang, und das System io, L4, 15 dient
der Steuerung während des Betriebes zur Aufrechterhaltung des Lichtbogens. Die Magnetkupplungen
q., 5, io und 1q. werden entweder von zwei Relais oder von einem Spezial-Relais,
welches von sich aus drei Stellungen einzunehmen gestattet, je nach den physikalischen
Werten des Lichtbogens gesteuert. Die Relais bewirken, daß die ganze Anordnung einen
selbsttätig arbeitenden Regelkreis bildet. Die Wirkungsweise der gezeichneten Einrichtung
ist nun folgende: Beim Einschalten des SchweiBautomaten ist an der Elektrode die
Leerlaufspannung vorhanden, also eine verhältnismäßig hohe, Spannung. Die Steuer-Relais
sind daher beide angezogen und so geschaltet, daß die beiden Kupplungsscheiben 3
bzw. 15 beide nach rechts, also mit der Magnetkupplung q. bzw. io gekuppelt sind.
Der Kraftfluß geht daher von der treibenden Welle i über Keil 2 auf die Scheibe
3, von hier aus zum Topfmagnet q. und zum Zahnrad 6. Dieses treibt Zahnrad 8, dieses
wiederum Zahnrad 9 und damit Kupplung io, Anker 15, Welle 16 und Drahtritzel 17.
Der Draht bewegt sich auf das Werkstück zu. Im Moment des Berührens fällt die Spannung
auf Null ab, und beide Kupplungen werden durch ihre Relais, die dabei abfallen,
umgeschaltet.An exemplary embodiment of such a control is shown in the drawing. I denotes the driving shaft on which. by means of the wedge - the clutch disc 3 is attached so that it can slide lengthways: the clutch disc, 3 is the armature disc for the two Topfmagriet clutches q. or 5. The magnetic coupling q. is firmly connected to the gear 6, the coupling 5 to the gear 7. The gear 6 is in direct engagement with the gear 8, and this in turn drives the gear 9, which is firmly connected to the magnetic coupling io. The gear wheel 7 drives the gear wheel 12 via the intermediate gear ii. This gear wheel 12 is rigidly connected to the gear wheel 8; the gear wheel i2 engages in the gear wheel 13 which is rigidly connected to the magnetic coupling 14. The armature disk 15, which is connected to the shaft 16 of the wire feed pinion 17 with the aid of the wedge 18, can either be coupled with the magnetic coupling or 14. Against the wire feed pinion 17, an idle roller 2o is pressed by the spring i9. The wire is clamped between the rollers 17 and 20 and is moved forwards or backwards by turning 17. The clutch system q., 5, 3 causes the reversal during the ignition process, and the system io, L4, 15 is used to control during operation to maintain the arc. The magnetic clutches q., 5, io and 1q. are controlled either by two relays or by a special relay, which by itself allows three positions, depending on the physical values of the arc. The relays cause the whole arrangement to form an automatically operating control loop. The mode of operation of the device shown is as follows: When the automatic welding machine is switched on, the open-circuit voltage is present on the electrode, i.e. a relatively high voltage. The control relays are therefore both attracted and switched so that the two clutch disks 3 and 15 both to the right, i.e. with the magnetic clutch q. or io are coupled. The power flow therefore goes from the driving shaft i via wedge 2 to the disk 3, from here to the pot magnet q. and to gear wheel 6. This drives gear wheel 8, this in turn gear wheel 9 and thus coupling io, armature 15, shaft 16 and wire pinion 17. The wire moves towards the workpiece. At the moment of contact, the voltage drops to zero, and both clutches are switched over by their relays, which drop out.
Da nun infolge des eingeschalteten Zwischenrades i i eine Umkehrung
der Drehrichtung stattfindet, wird der Schweißdraht vom Schweißstück wieder abgezogen,
und es bildet sich ein Lichtbogen. Sobald dieser eine nennenswerte Spannung erreicht
hat, zieht das eine Relais wieder an und bewirkt, daß die Scheibe 3 wieder mit der
Kupplung q. gekuppelt und die Drahtbewegung wieder auf Vorschub geschaltet ist.
Dabei ist die Einstellung der Grundgeschwindigkeit des Antriebsmotors entsprechend
dem gewählten Durchmesser des Drahtes und der verwendeten Stromstärke so eingestellt,
daß der Drahtvorschub etwas langsamer vor sich geht, als. es dem Abbrand entspricht.
Infolgedessen. steigt die Lichtbogenspannung noch etwas an, und sobald dies eingetreten
ist, spricht das eigentliche Steuerungs-Relais an und legt die Kupplungsscheite
15 an die Kupplung io. Da das Zahnrad 8 größer ist als das Zahnrad 9, erhöht sich
nun die Drehzahl der Welle 16, und der Drahtvorschub wird etwas über das Maß des
Abbrandes gesteigert, so daß sich die Lichtbogenspannung wieder infolge Verkürzung
des Lichtbogens verkleinert. Dadurch legt das Steuerungs-Relais die Ankerscheibe
15 wieder an die Kupplung 14 und, da das Zahnrad 12 kleiner ist als das Zahnrad
13, verlangsamt sich der Drahtvorschub wieder.As a result of the switched on idler gear i i a reversal
the direction of rotation takes place, the welding wire is withdrawn from the workpiece,
and an arc is formed. As soon as this reaches a significant voltage
has, pulls a relay again and causes the disc 3 again with the
Clutch q. coupled and the wire movement is switched back to feed.
The setting of the basic speed of the drive motor is accordingly
adjusted to the selected diameter of the wire and the current strength used,
that the wire feed is a little slower than. it corresponds to the burnup.
Consequently. the arc voltage rises a little, and as soon as this has occurred
is, the actual control relay responds and lays the coupling legs
15 to the coupling io. Since the gear 8 is larger than the gear 9, increases
Now the speed of the shaft 16, and the wire feed is a little over the measure of the
Burn-up increased, so that the arc voltage is reduced again as a result of shortening
of the arc is reduced. This causes the control relay to set the armature disk
15 back to the clutch 14 and, since the gear 12 is smaller than the gear
13, the wire feed slows down again.
Dieses Spiel wiederholt sich praktisch in rascher Aufeinanderfolge.
Der Nachteil der stufenweisen Kupplungsregulierung ist zwar so nicht vollständig
beseitigt, aber bis zu einem unmerklichen Grade vermindert. Der Draht wird während
des Schweißens nie mehr vollständig abgestoppt oder gar zurückgezogen, sondern dauernd
vorgeschoben, aller- . dings mit wechselnder Geschwindigkeit. Da die Unterschiede
in der Vorschubgeschwindigkeit durch die Doppelkupplung iq., 15, io nur sehr klein
sind, entstehen praktisch keine Unzulänglichkeiten. Die Grundgeschwindigkeit läßt
sich mit Hilfe bekannter mechanischer oder elektrischer Steuer- bzw. Regeleinrichtung
bei konstant laufendem Antriebsmotor so genau einstellen, daß es genügt, wenn der
Geschwindigkeitsunterschied der Umsteuerkupplung z. B. zwischen io und 300/a liegt.
.This game is practically repeated in quick succession.
The disadvantage of the step-by-step clutch regulation is not complete
eliminated, but diminished to an imperceptible degree. The wire is during
welding is never completely stopped or even withdrawn, but continuously
advanced, all-. things with changing speed. Because the differences
in the feed rate due to the double clutch iq., 15, io only very small
there are practically no shortcomings. The basic speed leaves
with the help of known mechanical or electrical control or regulating device
with the drive motor running constantly, adjust it so precisely that it is sufficient if the
Speed difference of the reversing clutch z. B. is between io and 300 / a.
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