NO135923B - - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en overvåkningskopling for kondensatorutladnings-boltsveiseanordninger med en tellekrets som inneholder en teller til hvilken det tilføres tellepulser ved opptreden av driftsmessig i sveisekretsen opptredende sveisepulser.

En kondensatorutladnings-boltsveiseanordning omfatter vanligvis et kondensatorbatteri for lagring av sveiseenergien, idet batteriet kan opplades over en^strøm-forsyning og utlades over en sveisekrets med sveiseelektrodene. Dessuten er det av sikkerhetsgrunner vanlig å ut-lade kondensatorbatteriet etter fråkopling av sveiseanordningen. I mange sveiseanordninger er det mulig å endre den i kondensatorbatteriet lagrede energimengde for tilpasning av sveiseenergien til de aktuelle sveisebetingelser (bolt-diameter, art og beskaffenhet av det materiale som bolten skal fastsveises på). For. dette formål blir sveisekondensatoren enten etteroppladet eller delvis utladet.

Ved kondensatorutladnings-boltsveiseanordninger kan det av flere grunner være ønskelig å kjenne det antall driftsmessige sveiseforløp som er utført med en sådan anordning, dvs. de sveiseforløp ved hvilke det virkelig er blitt utført et boltsveiseforløp. Således kan det eksempelvis være foreskrevet at det etter et forutbestemt an-

tall sveiseforløp på nytt må gjennomføres tilsyn med anordningen. Ved bruk av en boltsveiseanordning i et "lea-sing"- eller leiefirma kan antall utførte boltsveiseforløp tjene som en avregningsstørrelse. Ved akkordarbeid med

anordningen kan antall utførte sveiseforløp tjene som grunn-lag for beregning av akkordlønnen.

I alle de ovenfor nevnte tilfeller må det med størst mulig sikkerhet sikres at telleren bare teller driftsmessige sveiseforløp. Når for eksempel telleren koples til utløsningsbryteren for utløsning av sveiseforløpet, er det fare for at også tomgangsbetjeninger medtelles. En sådan tomgangsbetjening foreligger eksempelvis når utløsningsbry-teren betjenes når sveisepistolen ikke er anbrakt på et arbeidsstykke. I dette tilfelle skjer det naturligvis ikke noe sveiseforløp. Når telleanordningen er utformet slik at den reagerer på en strøm som flyter i sveiseledningen, kan det også inntreffe feilutløsninger dersom det ikke tas spe-sielle forholdsregler. Ved flere driftsforløp for en boltsveiseanordning (f.eks. oppladning, etterladning, delvis utladning, sikkerhetsutladning av anordningen etter fråkopling) opptrer det strømmer som ikke kan benyttes som teller-kriterium da de ikke skriver seg fra driftsmessige sveise-forløp.

Fra DT-OS 1 690 632 er det allerede kjent

en kopling for overvåkning av arbeidsmåten for en punkt-s.veisemaskin som mates fra et vekselstrømnett. Koplingen angir når en sveisestrømpuls med tilstrekkelig amplitude flyter gjennom sveisekretsen, uavhengig av det antall halv-perioder som danner denne strøm. Ved en utførelsesform av denne kjente kopling er det anordnet en teller som avgir en utgangspuls når antall halvbølger, hhv. den fra disse avledede styrepuls, ligger i en ubrutt rekke mellom to forutbestemte verdier. Denne kopling prøver en pulsrekke-følge med hensyn til antall og amplitude når det gjelder overensstemmelse med en på forhånd gitt verdi.

Kondensatorutladningsanordninger arbeider

for hvert sveiseforløp med en eneste puls. Sveiseenergien blir tilveiebrakt på en annen måte enn ved vekselstrømsan-ordninger, og den er en mer eller mindre på forhånd fastlagt verdi hvis overvåkning - i det minste under sveisefor-

løpet - ikke er nødvendig. Ved kondensatorutladningsanordninger foreligger imidlertid de foran omtalte problemer, nemlig på sikker måte å adskille de egentlige sveisepulser fra oppladnings- og utladningspulser som opptrer i løpet av driften av sådanne anordninger.

Formålet med oppfinnelsen er således å til-veiebringe en overvåkningskopling som med stor pålitelig-het tillater at bare driftsmessige sveiseforløp telles ved en kondensatorutladnings-boltsveiseanordning.

Ovennevnte formål oppnås ved en overvåkningskopling av den innledningsvis angitte art som ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved at det foran telleren, som er koplet induktivt eller kapasitivt til sveisekretsen og har en tidskonstant som er proporsjonal med sveisekretsens tidskonstant, er innkoplet et terskelverdiledd som tjener til telling av sveisepulsene med fastlagt amplitude og varighet og til sperring av driftsmessige kondensator-oppladningspulser eller -utladningspulser.

Som terskelverdiledd kan det anvendes for-skjellige elektroniske, elektriske, elektromekaniske eller elektromagnetiske innretninger som først reagerer ved en forutbestemt minstestrømverdi eller minstespenningsverdi. For eksempel er releer med definert tilslagsstrøm eller definert tilslagsspenning egnet for formålet. Det er imidlertid fordelaktig at terskelverdileddet er en zenerdiode med en gjennombruddsspenning som svarer til tellespenningen for telleren. Selve telleren kan være en eller annen i handelen vanlig teller, f.eks. en elektromekanisk påvirket mekanisk teller, en sperrehjulpåvirket teller eller en pulsstyrt teller. Hvilken teller som anvendes i hvert enkelt tilfelle, avhenger blant annet av typen av terskelverdiledd.

Denne kopling byr på en rekke fordeler. Det trenger ikke å være anordnet noen mekanisk virkende byggeelementer som er utsatt for slitasje, som må passes og som vanligvis også er forholdsvis dyre. Koplingen kan tverti-mot oppbygges med bare elektriske byggeelementer. På grunn av koplingen ved hjelp av en kapasitet eller en induktivitet sammen med anvendelsen av et terskelverdiledd som reagerer bare på en minstestrømverdi, oppnås at det for tellingen bare registreres sådanne elektriske sveiseforløp for boltsveiseanordningen som er driftsmessige sveiseforløp.

Ved en fordelaktig utførelsesform ifølge oppfinnelsen er det parallelt med sveisekondensatoren koplet en seriekopling av et RC-ledd og terskelverdileddet. Ved denne anordning er det i forbindelse med en boltsveiseanordning ved siden av telleren bare nødvendig med en kondensator og en motstand. Koplingen kan derfor realiseres med meget små kostnader. Det er hensiktsmessig at det parallelt med terskelverdileddet er koplet en diode som er polet slik at terskelverdileddet kortsluttes under sveisekondensatorens oppladning. Denne foranstaltning er foretatt for at telleren med sikkerhet ikke skal reagere på oppladnings-strømmen for sveisekondensatoren. Vanligvis er det også sørget for at oppladningsstrømmen for sveisekondensatoren er vesentlig mindre enn sveisestrømmen, slik at oppladnings-ahordningen Ikke må dimensjoneres for stor. Når imidlertid oppladningsstrømmen velges så høy at en skjelning mellom oppladningsstrømmen og sveisestrømmen ikke alltid med sikkerhet er mulig, blir hensiktsmessig den foran angitte diode anordnet.

Ifølge oppfinnelsen er videre en kondensator koplet parallelt med en til sveisekretsen tilordnet koplespole, hvilken kondensator tjener som mellommagasin, slik som senere nærmere beskrevet.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende ved hjelp av foretrukne utførelseseksempler idet det henvises til tegningene, der fig. 1 viser et skjematisk koplingsskjerna av en første utførelse av en overvåkningskopling ifølge oppfinnelsen, fig. 2 viser et skjematisk

koplingsskjerna av en annen utførelse av overvåkningskoplin-

gen ifølge oppfinnelsen, fig. 3 viser et skjematisk koplings-sk jerna av en ytterligere utførelse ifølge oppfinnelsen, og fig. 4 viser et skjematisk koplingsskjerna av enda en ytterligere utførelse av overvåkningskoplingen ifølge oppfinnel-

sen.

På tegningene er deler som er likeartede med hensyn til oppbygning og virkemåte, betegnet med samme hen-visningstall.

På fig. 1 er den i prinsipp viste boltsveiseanordning 1 omgitt av en strekprikket linje. Boltsveiseanordningen 1 omfatter en spenningskilde 2 som avgir like-spenning. En sveisekondensator 3 (med en kapasitet som er større enn 10 mF) er forbundet med spenningskilden 2

over to ledninger 4 og 5. I ledningen 5 ligger en opp-ladningsbryter 6. Sveisekretsen med sveiseelektrodene 7,

som ligger mellom ledningene 4 og 5, kan ved hjelp av en sveisestrømbryter 8 lukkes for utførelse av sveiseforløpet.

En seriekopling med en utladningsmotstand 9 og

en utladningsbryter 10 ligger parallelt med sveisekondensatoren 3 mellom ledningene 4 og 5.

Parallelt med sveisekondensatoren 3 og koplet til klemmer a og b ligger det videre en seriekopling med en kondensator 11 (med en kapasitet av størrelsesorden noen nF), en motstand 12 og et terskelverdirelé 13 som utløsningsledd for en teller 14. Parallelt med terskelverdireléet 13 ligger en diode 15 som er polet slik at dens katode er forbundet med den negativt oppladede elektrode i sveisekondensatoren 3. Telleren kan for eksempel være en pulsstyrt, elektronisk teller.

I det følgende skal driften åv sveiseanordningen

1 beskrives.

Det tas utgangspunkt i en driftstilstand i

hvilken bryterne 6, 8 og 10 er åpne og sveisekondensatoren 3

er utladet. Etter lukning av oppladningsbryteren 6 opp-

lades sveisekondensatoren 3, idet dens på tegningen øvre

elektrode ligger på positivt potensial. I overensstemmelse med oppladningen av sveisekondensatoren 3 opplades også kondensatoren 11 som har vesentlig mindre kapasitet enn sveisekondensatoren 3 (av størrelsesorden 1 : 1 000 000). Ladestrømmen for kondensatoren 11 som herved flyter i tel-lerkretsen, innvirker ikke på terskelverdireléet 13, da dette er kortsluttet på grunn av dioden 15 som ligger parallelt med releet.

Terskelverdireléet 13 reagerer bare når det gjennomflytes av en strøm som er større enn en forutbestemt strøm. Den forutbestemte strøm må selvsagt være mindre enn den strøm som opptrer som følge av en utladning av kondensatoren 11 ved et driftsmessig sveiseforløp, og som også påvirkes av motstanden 12. Når den forutbestemte strøm ved hvilken releet 13 reagerer, velges tilstrekkelig høy, men selvsagt ikke høyere enn utladningsstrømmen for kondensatoren 11 ved et driftsmessig sveiseforløp, kan dioden 15 sløyfes da oppladningsstrømmen for kondensatoren 11 da er mye mindre enn den strøm ved hvilken releet 13 reagerer.

Når sveisekondensatoren 3 er fullstendig opp-ladet, åpnes oppladningsbryteren 6.

For tilpasning av sveiseenergien til de fore-liggende betingelser (sveiseboltdiameter, art og beskaffenhet av opptagelsesmaterialet, overflatebeskaffenheten av opptagelsesmaterialet osv.), kan det vise seg nødvendig å arbeide med mindre sveiseenergi, da den svarer til energien for den til sin fulle driftsspenning oppladede sveisekondensator 3. For reduksjon av den i sveisekondensatoren 3 lagrede sveiseenergi og dermed også for reduksjon av spenningen over sveisekondensatoren, lukkes utladningsbryteren 10 for et kort øyeblikk slik at en del av den i sveisekondensatoren 3 lagrede energi kan utlades over utladningsmotstanden 9 og bryteren 10. For at bryteren 10

på den ene side ikke skal belastes for mye ved dette forløp,

og for at en definert reduksjon av energien på den annen side skal være mulig, blir verdien av utladningsmotstanden valgt slik at det bare kan flyte en utladningsstrøm som er vesentlig mindre enn sveisestrømmen (ca. en tusendel av sveisestrømmen). Samtidig med den delvise utladning av sveisekondensatoren 3 blir også den i tellekretsen liggende kondensator 11 tilsvarende delvis utladet. Da utladnings-forløpet likevel skjer forholdsvis langsomt, er strømmen som flyter i tellekretsen, forholdsvis liten. Terskelverdireléet 13 reagerer derfor ikke på denne strøm, selv om denne strøm i sin helhet flyter gjennom terskelverdireléet 13 da dioden 15 for denne strøm er polet i sperreretning. Etter at delutladningen er avsluttet, blir bryteren 10 på nytt åpnet. For gjennomføring av sveiseforløpet lukkes utløsningsbryteren 8. Dermed kan sveisekondensatoren utlades over sveisekretsen med utløsningsbryteren 8 og elektrodene 7. Det flyter da en forholdsvis meget høy strøm (noen kA), og utladningen av sveisekondensatoren 3 skjer meget raskt på grunn av den lave motstand i sveisekretsen.

Samtidig utlades også kondensatoren 11 meget raskt (på mindre enn 1/100 sek.), hvorved det flyter en forholdsvis høy strøm gjennom terskelverdireléet 13. Strømmen flyter også i dette tilfelle i sin helhet gjennom terskelverdireléet 13 da dioden 15 er polet i sperreretning for utladningsstrømmen. Da denne strøm videre overskrider tilslagsterskelen for terskelverdireléet 13, utløser det et tellerskritt i telleren 14. Med det benyttede RC-ledd kan selvsagt den strøm som flyter gjennom terskelverdireléet, ved passende valg av kondensatorens 11 kapasitet og motstandens 12 motstandsverdi, bestemmes slik at den har en styrke som ligger over terskelverdireléets reaksjonsgrense bare ved en til sveiseutladningen svarende spenningsendring (f.eks. dU/dt = IO5 volt/sek.).

Av det foregående innses lett at telleren virkelig bare teller ekte driftsmessige sveiseforløp.

I stedet for den på fig. 1 viste tellestrøm-krets kan tellestrømkretsen ifølge fig. 2 koples til klem-mene a, b for boltsveiseanordningen 1 ifølge fig. 1. Tellestrømkretsen ifølge fig. 2 oppviser en seriekopling

av en kondensator 11, en parallellkopling med en motstand 12 og en zenerdiode 16, og en ytterligere parallellkopling med en teller 14 og en diode 15. Dioden 15 kan selvsagt også i dette tilfelle sløyfes under de betingelser som er nevnt for tellestrømkretsen ifølge fig. 1. Dioden 15 og zenerdioden 16 er valgt slik at det gjennom disse uhindret kan flyte en strøm som er frembrakt ved sveisekondensatorens 3 oppladningsforløp. Derimot er begge dioder polet i sperretningen for en strøm som er frembrakt av sveisestrømmen, idet zenerdioden 16 riktignok gjennombrytes ved oppnåelse av sin gjennombruddsspenning. Zenerdiodens 16 zenerspenning er så høy at zenerdioden bare gjennombrytes og dermed lar telleren reagere når sveisekondensatoren utlades på støtliknende måte, nemlig ved et driftsmessig sveiseforløp, og dermed nesten hele spenningen på kondensatoren 11 ligger momentant over parallellkoplingen av zenerdioden 16 og motstanden 12. Verdien av motstanden 12 er'så høy at telleren 14 ikke reagerer før zenerdiodens 16 gjennombrudd. Ved denne kopling danner altså zenerdioden terskelverdi- eller utløsningsledd for telleren 14.

Virkemåten for koplingen svarer forøvrig til den foran beskrevne virkemåte for koplingen ifølge fig. 1.

Sveiseanordningen ifølge ifg. 3 er identisk med sveiseanordningen ifølge fig. 1, bortsett fra at det her i sveisekondensatorens 3 oppladningskrets ligger en opp-ladningsmotstand 17 for begrensning av oppladningsstrømmen, for å holde oppladningsstrømmen for sveisekondensatoren mye mindre enn sveisestrømmen. Til forskjell fra utførelses-eksemplet ifølge fig. 1 og fig. 2 dannes tellestrømkretsen av en med sveiseledningen koplet spole 18 og en motstand 12 og terskelverdireléet 13 som er koplet i serie med spolen. Også her er en teller 14 koplet til terskelverdireléet 13

og styres av dette, og parallelt med terskelverdireléet 13

ligger en diode 15. Dioden 15 kan også sløyfes når reléet

13 er så tregt at det oppfatter den dobbeltpuls som indu-

seres i spolen 18 ved en endring av strømmen i sveiseled-

ningen, bare som en eneste puls.

Virkemåten for den på fig. 3 viste kopling

svarer til virkemåten for koplingen på fig. 1 slik den er beskrevet foran.

Når sveisekondensatoren 3 opplades etter luk-

ning av bryteren 6, blir dens ladestrøm på grunn av lade-motstanden 17 begrenset til en så lav verdi at det i den ved hjelp av spolen 18 tilkoplede tellestrømskrets flyter en strøm som ligger under tilslagsterskelen for terskelverdireléet 13.

Også ved en delvis utladning av sveisekondensatoren over utladningsmotstanden 9 og utladningsbryteren 10 flyter det i tellestrømkretsen en strøm som ligger under reaksjons- eller tilslagsterskelen for terskelverdireléet 13.

Først når sveiseforløpet utløses ved lukning

av bryteren 8, blir det på grunn av den høye sveisestrøm som flyter i sveiseledningen, indusert en så høy strøm i spolen 18 at terskelverdireléet 13 reagerer og lar telle-

ren 14 telle et skritt videre.

Den på fig. 4 viste kopling likner koplingen ifølge fig. 3, men i boltsveiseanordningen 1 på fig. 4 er oppladnings-motstanden 17 sløyfet, og det er anordnet en separat opplad-ningsledningsgren 19 som geometrisk sett er anordnet så langt fra spolen 18 at denne i hovedsaken er upåvirket av oppladnings-strømmen. Således blir det i oppladningsspolen 18 bare indusert en strøm som svarer til den strøm som flyter i sveisekretsens led-ningsgren 4. I stedet for den på fig. 4 viste tellekrets kunne like godt tellekretsen ifølge fig. 3 være koplet til boltsveiseanordningen ifølge fig. 4.

I tellestrømkretsen på fig. 4 ligger det i

serie med spolen 13 en parallellkopling med en motstand

12 og en zenerdiode 20, en teller 14 og en diode 21. Zenerdioden 20 og dioden 21 er koplet med motsatt polaritet i tellestrømkretsen på en slik måte at zenerdioden gjennombrytes ved økning av den i spolen 18 på grunn av sveisestrømmen induserte spenning. Parallelt med spolen 18 er koplet en kondensator 22. En tilpasning av denne kopling til reak-sjonskarakteristikken for telleren 14 kan oppnås ved tilsvarende valg av spolens viklinger, motstandsverdien for motstanden 12 og gjennombruddspenningen for zenerdioden 20. Kondensatoren 22 tjener i denne forbindelse som mellomlag-ringssted eller mellommagasin.

På liknende måte som ved koplingen på fig. 2 tjener zenerdioden 20 i koplingen på fig. 4 som utløsnings-ledd for telleren 14.

Claims (5)

1. Overvåkningskopling for kondensatorutladnings-boltsveiseanordninger, med en tellekrets som inneholder en teller til hvilken det tilføres tellepulser ved opptreden av driftsmessig i sveisekretsen opptredende sveisepulser, karakterisert ved at det foran telleren (14), som er koplet induktivt eller kapasitivt til sveisekretsen (3, 4, 5) og har en tidskonstant som er proporsjonal med sveisekretsens tidskonstant, er innkoplet et terskelverdiledd (13; 21) som tjener til telling av sveisepulsene med fastlagt amplitude og varighet og til sperring av driftsmessige kondensator-oppladningspulser eller -utladningspulser .

2. Kopling ifølge krav 1, karakterisert ved at det parallelt med sveisekondensatoren (3) er koplet en seriekopling av et RC-ledd (11, 12) og terskelverdileddet (13) .

3. Kopling ifølge krav 1, karakterisert ved at en kondensator (22) er koplet parallelt med en til sveisekretsen tilordnet koplespole (18).

4. Kopling ifølge ett av kravene 1-3, karakterisert ved at det parallelt med terskelverdileddet (13) er koplet en diode (15) som er polet slik at terskelverdileddet kortsluttes under sveisekondensatorens oppladning.

5. Kopling ifølge ett av kravene 1-4, karakterisert ved at terskelverdileddet (13) er en zenerdiode med en gjennombruddsspenning som svarer til tellespenningen for telleren (14).