DE970184C - Entstoertes Hochfrequenz-Anbaugeraet fuer Wechselstrom-Lichtbogenschweissanlagen - Google Patents

Description

Es ist bekannt, zum Stabilisieren des Lichtbogens beim Wechselstrom-Lichtbogenschweißen dem niederfrequenten Schweißstrom einen hochfrequenten Hilfsstrom zu überlagern, der beim Stromnulldurchgang die Ionisation des Luftraumes zwischen Schweißelektrode und Werkstück aufrechterhält. Der hochfrequente Hilfsstrom muß, damit er auf die Metallatome des Werkstückes bzw. der Elektrode in gewünschter Weise einwirkt, aus kräftigen Energiestößen bestehen. Er wird beispielsweise vorteilhaft mit einem Funkengenerator erzeugt, der durch seinen einfachen und robusten Aufbau für Schweißzwecke besonders geeignet ist. Das Hochfrequenzgerät wird üblicherweise Zündgerät genannt, obwohl das Zünden und Ziehen des Schweißlichtbogens als eine angenehme Beigabe zum Stabilisieren zu betrachten sind.

Die Leistung des Hochfrequenzzündgerätes ist praktisch so klein, daß Funk- und Fernsehstörungen durch örtlich günstig gelegene Schweißanlagen im allgemeinen nicht auftreten. Um die Abhängigkeit von einem geeigneten Gelände bzw. die Störmöglichkeit einzuschränken, da mitunter Antennen mit nicht abgeschirmten Anschlußleitungen und Empfangsgeräte ohne oder mit nur schwachen Störschutzmitteln verwendet werden, ist es erforderlich, die Hochfrequenzzündgeräte mit einem Störschutz auszurüsten. Derartige Schutzmittel sind bekannt und bestehen meist aus Kondensatoren oder Tiefpaßfiltern, die in der Regel mit dem Hochfrequenzzündgerät zusammengebaut wurden, so daß dieses bereits ohne weiteres entstört ist. Es wird auch als An- oder Einbaugerät geliefert. Beim Anschluß des Hochfrequenzausganges an die Schweißanlage tritt

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jedoch neuerlich eine Störwirkung auf das Speisenetz ein, da dieses über den Schweißstromerzeuger (z. B. Transformator) mit dem Zündgerät gekoppelt wird. Es ist daher erforderlich, auch das als Übertrager von Storspannungen wirkende Schweißgerät zu entstören. Zur Störabriegelung gegen das speisende Netz dienen ebenfalls Kondensatoren oder Filter. Die Anbringung von Störschutzmitteln ist aber eine Facharbeit, die dem Schweißpersonal nicht

ίο zugemutet werden kann und besonders geschulte Kräfte voraussetzt. Es ist die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, die Anbringung der Störschutzmittel bei Einrichtungen zum Lichtbogenschweißen mit Hochfrequenzzündgerät so zu vereinfachen, daß sie auch durch Laien auf dem Gebiet der Funkentstörung ausgeführt werden kann. Man hat bereits Störschutzmittel in besonderen Störschutzgeräten zusammengefaßt, die an nicht entstörten Geräten angebracht werden. Die Montage dieser Störschutzgeräte kann aber mißlingen, da sie von den jeweils vorliegenden örtlichen Bedingungen abhängig ist, die nicht bei jeder Anlage den fernmeldetechnischen Belangen angepaßt werden können.

Die Erfindung betrifft ein entstörtes Hochfrequenz-Anbaugerät für Wechselstrom-Lichtbogenschweißanlagen, um diese mit Hochfrequenzüberlagerung auszustatten, und ist dadurch gekennzeichnet, daß das Gerät in dem Gehäuse sämtliche Entstörmittel enthält, um nicht nur in bekannter Weise das Hochfrequenzgerät selbst, sondern um gleichzeitig auch die durch dieses zum Störungsträger gemachte zugehörige Schweißanlage mit zu entstören, und daß das Gerät folgende elektrische Anschlüsse auf weist:

a) den gemeinsamen Netzanschluß für das Zündgerät und die Schweißanlage,

b) den Anschluß für die Primärklemmen der Schweißstromquelle,

c) den Hochfrequenzanschluß für die Sekundärklemmen der Schweißstromquelle. Das neue Gerät enthält also die erforderlichen Störschutzmittel zur Entstörung sowohl des Hochfrequenzgenerators, als auch der zum Störungsträger gewordenen Schweißstromquelle. Es wird als Anbaueinheit für einen Teil der Schweiß einrichtung, insbesondere einen Schweißtransformator, gestaltet. Durch die Erfindung werden die genannten Schwierigkeiten bei der Funkentstörung von Lichtbogenschweißeinrichtungen, die mit Hochfrequenzstabilisierung arbeiten, behoben. Es erübrigt sich somit, bei Lichtbogenschweißeinrichtungen besondere Konstruktionstypen im Hinblick auf die Hochfrequenzstabilisierung zu schaffen. Es kann vielmehr eine Einheitstype von Lichtbogenschweißgeräten verwendet werden, so daß durch ein einheitliches Fabrikationsprogramm billigere Schweißeinrichtungen ermöglicht werden. Das neue Zündgerät ist so ausgebildet, daß es auch von Laien der Störschutztechnik ohne weiteres bei einer vorhandenen Schweißeinrichtung angebracht werden kann, und ohne daß dabei ein Mißlingen der Entstörung zu befürchten ist.

In der Zeichnung ist zur näheren Erläuterung der Erfindung ein schematisches Beispiel des neuen Hochfrequenzzündgerätes dargestellt. Das Hochfrequenzzündgerät ist in einem metallischen Schutzgehäuse ι untergebracht, das insgesamt drei elektrische Anschlüsse aufweist. Der linke, mit 2 bezeichnete Anschluß ist der gemeinsame Stromversorgungsanschluß für das Schweißgerät und das Zündgerät. Der mittlere Anschluß 3 ist der Eingangsanschluß für den Schweißstromerzeuger, im Falle eines Schweißtransformators also der Anschluß für dessen Primärwicklung. Der rechte An-Schluß 4 ist der Hochfrequenzausgangsanschluß, der an die Sekundärklemmen des Schweißstromerzeugers angeschlossen wird. Die Gestalt und der Anbau des Gehäuses 1 können verschieden sein je nach den örtlichen Verhältnissen und der baulichen Ausführung des das Hochfrequenzzündgerät aufnehmenden Teiles der Schweißeinrichtung. Es ist im Falle eines Schweißtransformators mit ebener Gehäusewand z. B. möglich, das Gehäuse des Zündgerätes ebenfalls mit einer ebenen Fläche zu versehen, mit der es auf die entsprechende Fläche des Transformators aufgesetzt und dort durch Schrauben gehalten wird. Das Gehäuse kann aber auch in Form einer Haube ausgebildet werden, die auf den Schweißtransformator aufgesetzt wird. Besonders vorteilhaft ist es, die Haube über die Primäranschlüsse des Schweißtransformators zu setzen, so daß nach außen nunmehr nur zwei elektrische Anschlüsse an dem Zündgerät in Erscheinung treten. Der Anschluß der Primärwicklung des Schweißtransformators bedarf anderenfalls bei der Montage des Zündgerätes besonderer Beachtung: Um eine vollständige Abschirmung zu erreichen, muß die bei dem Anschluß 3 herausgeführte Abschirmung bis an die Primärklemmen des Schweißtransformators herangeführt und dort mit dem Transformatorgehäuse verbunden werden. Man könnte für diesen Anschluß eine Leitung mit abgeschirmten Steckern verwenden, jedoch würde dies einen abgeschirmten Gegenstecker an den Klemmen des Schweißtransformators bedingen. Der Anschluß für die Primärwicklung des Transformators kann dagegen im Falle der Ausführung des Zündgerätes in Form einer Haube, die über die Primärklemmen gesetzt wird, als Verbindung im Innern des Gerätes hergestellt werden. Diese kann durch besondere Verbindungsleitungen erfolgen. Noch einfacher ist es, ihn als Steckanschluß auszubilden. Im Gehäuse 1 des Hochfrequenzzündgerätes werden statt des Anschlusses 3 in diesem Falle Steckkontakte angebracht, die in Buchsen an den Primärklemmen des Schweißtransformators eingeführt werden. Das Zündgerät bildet auf diese Weise einen Zwischenstecker für den Netzanschluß der Schweißanlage. Durch den Anschluß im Innern des Gerätes wird die Entstörung noch weiter vereinfacht. Besondere Mittel für die sichere Verbindung der Steckkontakte sind nicht erforderlich, da dies zugleich durch die Befestigungsmittel des Zündgerätes am Schweißtransformator erreicht wird. Der Anschluß 2 des Zündgerätes besteht vorteilhaft aus einer abgeschirmten Anschlußleitung.

Die Erdung des Hochfrequenzzündgerätes, das mit seinem Gehäuse in leitender Verbindung mit dem Gehäuse des Schweißtransformators steht, geschieht über die Abschirmung der Anschlußleitung 2. Der Anschluß 4 und die an den Sekundärklemmen liegenden Schweißleitungen können ebenfalls abgeschirmt werden. Es hat sich jedoch gezeigt, daß eine Abschirmung der Schweißleitungen ihre Beweglichkeit sehr verringert und bei geeignetem Gelande ein Verdrillen der Leitungen genügt.

Das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung läßt auch den übrigen Aufbau des Gerätes erkennen. Der bei 2 eintretende Netzanschluß trifft zunächst auf zwei Ultrakurzwellenfilter 5, die beispielsweise aus je zwei Durchführungskondensatoren 6 und einer Drosselspule 7 bestehen. An die Ultrakurzwellenfilter schließt sich eine Entstörmittelgruppe 8 an und daran eine weitere Entstörmittelgruppe 9. Zwischen den je aus einer Störschutzdrossel 10 bzw. 11 sowie vor- und nachgeschalteten Kondensatoren 12 bestehenden Entstörmittelgruppen 8 und 9 ist der Anschluß 3 für die Primärwicklung des Schweißtransformators abgezweigt. Das Ultrakurzwellenfilter 5 und die Entstörmittelgruppe 8 wirken somit zugleich für den bei 3 anzuschließenden Teil der Schweißeinrichtung als auch für den Hochfrequenzzündteil, der mit 13 bezeichnet und vorzugsweise ein Funkengenerator ist. Er besteht aus einem Streutransformator 14, einer Funkenstrecke 15 und einem Hochfrequenzkondensator 16. Der elektrische Aufbau des Hochfrequenzzündteiles 13 ist im übrigen so gehalten, daß weder das Schweißpersonal noch der Schweißtransformator zu Schaden kommen können; dieser Aufbau interessiert jedoch nicht weiter, da er nicht der eigentliche Gegenstand der Erfindung ist. Der Aufbau des gesamten Gerätes bedingt aber zwangläufig, daß die hochfrequenten Zündstromstöße phasenrichtig zu dem zu stabilisierenden Schweißstrom liegen, da das Hochfrequenzzündgerät stets an derselben Spannung, liegt wie der Schweißtransformator, dem ein kleiner Leistungsfaktor eigentümlich ist. Als weiteres Störschutzmittel ist im Gehäuse 1 ein mit diesem leitend verbundener Schirmkamin 17 angebracht, der den gestörten Raum des Gerätes von dem ungestörten trennt. Im vorliegenden Falle dient der Schirmkamin zugleich als Träger für die Ultrakurzwellenfilter 5.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das Ausführungsbeispiel der Zeichnung. Es sind darüber hinaus verschiedene Abwandlungen möglich, ohne daß dadurch das Wesen der Erfindung verändert wird. Besonders im Hinblick auf den Aufbau des Ultrakurzwellenfilters 5 und die übrigen Entstörmittel sowie ihre Zusammenfassung bestehen mannigfaltige Abwandlungsmöglichkeiten. Es hat sich allerdings gezeigt, daß der beschriebene Aufbau mit einem wirtschaftlich noch vertretbaren. Aufwand an Mitteln ein Maximum an Entstörwirkung erreichen läßt. Besonders bewährt haben sich Störschutzdrosseln 10, 11 mit zwei magnetisch verketteten Spulen, die wie dargestellt in die Zuleitungen eingeschaltet werden. Statt eines Funkengenerators im Hochfrequenzzündteil 13 kann auch ein an sich beliebiger, dem gleichen Zweck dienender Hochfrequenzgenerator verwendet werden. Der im Ausführungsbeispiel dargestellte Generator bietet jedoch die erforderliche Sicherheit gegen Störungen von Personal, Schweißgerät und Funkdiensten mit einem besonders einfachen und robusten Aufbau und ist daher für den vorliegenden Verwendungszweck vorteilhaft geeignet. Bei Verwendung eines anderen Hochfrequenzgenerators wird man ebenfalls bedacht sein, daß seine Einschaltung, d. h. die Erzeugung der Hochfrequenzenergie, erst mit dem Schließen des Zündstromkreises beginnt. Der verwendete Funkengenerator ermöglicht dies auf besonders einfache Weise, da die Bedingungen zum Erzeugen der Hochfrequenzenergie zugleich durch das Nähern der Schweißelektrode an das Werkstück geschaffen werden. Bei anderen Generatoren kann man eine andere Einschaltverbindung, beispielsweise mit einem Relais, vorsehen. Durch die vom Schweißen abhängige Hochfrequenzerzeugung werden die Störmöglichkeit und zugleich die Beanspruchung des Hochfrequenzgenerators geringer.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Entstörtes Hochfrequenz-Anbaugerät für Wechselstrom - Lichtbogenschweißanlagen, um diese mit Hochfrequenzüberlagerung auszustatten, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerät in dem Gehäuse (1) sämtliche Entstörmittel enthält, um nicht nur in bekannter Weise das Hochfrequenzgerät (13) selbst, sondern um gleichzeitig auch die durch dieses zum Störungsträger gemachte zugehörige Schweißanlage mit zu entstören, und daß das Gerät folgende elektrische Anschlüsse aufweist:

a) den gemeinsamen Netzanschluß (2) für das Zündgerät und die Schweißanlage,

b) den Anschluß (3) für die Primärklemmen der Schweißstromquelle,

c) den Hochfrequenzanschluß (4) für die Sekundärklemmen der Schweißstromquelle.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach außen nur die unter a) und c) genannten elektrischen Anschlüsse (2 und 4) in Erscheinung treten, während der Anschluß (3) gemäß b) durch einen vorzugsweise in Form einer Steckverbindung hergestellten Anschluß als Verbindung innerhalb des Gerätes ausgeführt ist, indem an den Primäranschlußklemmen der Schweißstromquelle Buchsen angebracht sind, in die entsprechend ausgebildete Steckkontakte des Zündgerätes eingreifen, und daß die sichere Verbindung der Kontakte zugleich durch die Befestigungsmittel des Zündgerätes erreicht ist.

3. Gerät nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Entstörmittelgruppe (9) für den Hochfrequenzzündteil (13) aus einer Doppeldrossel (11) mit vor-und nachgeschalteten Kondensatoren (12) besteht und daß die für

den Hochfrequenzzündteil (13) und die Schweißstromquelle gemeinsam wirkende Entstörmittelgruppe (8) außer einer Doppeldrossel (10) mit vor- und nachgeschalteten Kondensatoren (12) in jedem Leitungsstrang noch ein Ultrakurzwellenfilter (7) besitzt.

4. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb seines Abschirmgehäuses (1) ein Schirmkamin (17) angeordnet ist, der den gestörten Raum des Gerätes von dem nicht gestörten trennt und vorzugsweise zugleich als Träger für die Ultrakurzwellenfilter (7) dient.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschrift Nr. 850494;

Patentanmeldung M 11512 VIIId/2ih, bekanntgemacht am 23. 4. 1953.

USA.-Patentschriften Nr. 2 516 016, 1 962 342;

Zeitschrift »The Welding Journal«, 1949, März, S. 222;

Zeitschrift »Nachrichtentechnik«, 1952, S. 239.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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