DE1015961B

DE1015961B - Protection device for alternating current arc welding with protection circuit

Info

Publication number: DE1015961B
Application number: DEA21835A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Rudolf Thoma
Original assignee: ARCOS GES fur SCHWEISSTECHNIK
Current assignee: ARCOS GES fur SCHWEISSTECHNIK
Priority date: 1954-12-31
Filing date: 1954-12-31
Publication date: 1957-09-19

Description

Schutzvorrichtung für das Wechselstrom-Lichtbogenschweißen mit Schutzschaltung Lichtbogenschweißtransformatoren besitzen eine Leerlaufspannung, deren Höhe für die mit ihnen arbeitenden Personen gefährlich ist. Um dem abzuhelfen, ist es bereits bekannt, die Lichtbogenschweißtransformatoren mit Schutzschaltungen zu versehen, welche den Primärstrom in Abhängigkeit von der Leerlaufspannung abschalten. Diese Schutzschaltungen bestehen gewöhnlich aus einem Schütz, welches den Schweißzuleitungen parallel geschaltet ist und bei Auftreten der Leerlaufspannung mit einer gewissen Zeitverzögerung die Zuleitung des Primärstroms unterbricht.Protective device for alternating current arc welding with protective circuit Arc welding transformers have an open circuit voltage, the level of which is for the people working with them is dangerous. To remedy that, it is already there known to provide the arc welding transformers with protective circuits, which switch off the primary current depending on the open circuit voltage. These Protective circuits usually consist of a contactor that connects the welding leads is connected in parallel and when the open circuit voltage occurs with a certain Time delay interrupts the supply of the primary current.

Ferner sind Lichtbogenschweißtransformatoren bekannt, deren Sekundärspannung im Leerlauf aus Sicherheitsgründen automatisch auf einen ungefährlichen niedrigeren Wert herabgesetzt wird. Eine der hierzu dienenden bekannten Schutzeinrichtungen weist im Sekundärkreis zwei Drosseln zur Spannungsteilung auf, welche während des Leerlaufs den Schweißzuleitungen vorgeschaltet werden, wobei die direkte Verbindung einer Schweißzuleitung mit der Sekundärspule des Schweißtransformators unterbrochen wird.Arc welding transformers are also known, their secondary voltage automatically to a safe lower value when idling for safety reasons Value is decreased. One of the known protective devices used for this purpose has two chokes in the secondary circuit for voltage division, which during the Idle the welding leads are connected upstream, with the direct connection a welding lead to the secondary coil of the welding transformer is interrupted will.

Da die Schutzschaltungen bzw. -einrichtungen jedoch versagen können, erscheint es erforderlich, die Lichtbogenschweißtransformatoren noch mit einer zus 'itzlicben Schutzeinrichtung auszurüsten.However, since the protective circuits or devices can fail, it seems necessary to use the arc welding transformers with an additional 'To equip central protective equipment.

Zu diesem Zwecke ist es schon bekannt, einen Lichtbog@enschweißtransformator, welcher eine Schutzeinrichtung zur automatischen Herabsetzung der Leerlaufspannung aufweist, mit einer Signallampe auszurüsten, welche aufleuchtet, wenn an den Schweißzuleitungen die unerwünscht hohe Leerlaufspannung liegt. Der Wert der Anordnung einer derartigen Signallampe ist jedoch begrenzt, da diese das Vorhandensein einer zu hohen Leerlaufspannung und ein Versaren der Schutzeinrichtung nur anzeigt, nicht aber behebt.For this purpose it is already known to use an arc welding transformer, which is a protective device for the automatic reduction of the open circuit voltage has to be equipped with a signal lamp which lights up when connected to the welding leads the undesirably high open circuit voltage is. The value of arranging such Signal lamp is limited, however, as this indicates the presence of too high an open circuit voltage and only indicates failure of the protective device, but does not remedy it.

In dieser Hinsicht geht ein früherer, nicht vorveröffentlichter Vorschlag weiter. Dieser Vorschlag bezieht sich auf einen Lichtbogenschweißtransformator mit einer Schutzeinrichtung der bereits beschriebenen Art, welche im Sekundärkreis Spannungsteilungsdrosseln aufweist. Gemäß dem Vorschlag ist eine zusätzliche Schutzeinrichtung vorgesehen, welche im Falle des Versagens der Hauptschutzeinrichtung die Abschaltung des Schweißtransformators von der Spannungsquelle bewirkt. Die Abschaltung geschieht dabei durch eine in Reihe mit dem parallel zum Lichtbogen liegenden Drosseln angeordnete Sicherung oder ein an deren Stelle vorgesehenes stromabhängiges Relais, welche bei Versagen der Hauptschutzeinrichtung infolge hoher Stromaufnahme ansprechen. Wenn auch der diesem Vorschlag zugrunde liegende Gedanke richtig ist, so besitzt jedoch die zu seiner Verwirklichung vorgesehene Einrichtung eine Reihe von Nachteilen, welche sie für die praktische Anwendung wenig geeignet machen. So arbeitet sie infolge ihrer Stromabhängigkeit vor allem viel zu träge. Bei Schweißtransformatoren, welche sowohl mit hohen als auch mit geringen Strömen arbeiten, treten weiterhin Schwierigkeiten wegen der dann erforderlichen Einstellung der Einrichtung auf. Schließlich besteht auch noch ein wesentlicher Nachteil darin, daß es bei dieser Einrichtung nicht möglich ist, das Funktionieren der zusätzlichen Schutzeinrichtung zu überprüfen.In this regard, an earlier, not prepublished proposal goes Further. This proposal relates to an arc welding transformer with a protective device of the type already described, which voltage dividing chokes in the secondary circuit having. According to the proposal, an additional protective device is provided, which in the event of failure of the main protective device, the shutdown of the welding transformer caused by the voltage source. The shutdown is done by a series with the fuse arranged parallel to the arc or a current-dependent relay provided in its place, which in the event of failure of the main protective device respond due to high power consumption. Even if that is the basis of this proposal The underlying idea is correct, but it possesses the one intended for its realization Establishment a number of disadvantages which they little for practical application make suitable. As a result of her dependence on electricity, she works a lot too sluggish. For welding transformers, which have both high and low Streams work, difficulties continue to occur because of the then required Setting the facility up. Finally, there is also an essential one Disadvantage is that it is not possible with this device to function the additional protective device.

Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Vorrichtung zum Wechselstrom-Lichtbogenschweißen mit automatisch begrenzter Leerlaufspannung, bei der zum Abtrennen des Schweißtransformators vom Anschlußnetz im Falle des Versagens einer Hauptschutzeinrichtung in der Netzzuleitung als zusätzliche Schutzeinrichtung ein Schaltschütz vorgesehen ist.The invention also relates to a device for alternating current arc welding with automatically limited no-load voltage at which to disconnect the welding transformer from the connection network in the event of a failure of a main protective device in the network supply line A contactor is provided as an additional protective device.

Das Neue an der Erfindung besteht darin, daß die Haltespule des Schaltschützes der zusätzlichen Schutzeinrichtung von einem parallel zu den beiden Schweißkabeln angeschlossenen Spannungsrelais bei Überschreiten der zugelassenen Leerlaufspannung nach einer mindest einzuhaltenden Zeitverzögerung spannungslos gemacht wird. Auf Grund dessen ist die zusätzliche Schutzeinrichtung nicht stromabhängig. Die Abtrennung des Schweißtransformators von der Netzzuleitung wird daher bei ihr in der erforderlichen kurzen Zeit bewirkt. Aus dem gleichen Grunde hat die eingestellte Schweißstromstärke auf sie keinen Einfluß, und sie ist zur Verwendung bei Schweißtransformatoren mit den verschiedensten Hauptschutzeinrichtungen und nicht nur solchen mit Spannungsteilungsdrosseln geeignet.The novelty of the invention is that the holding coil of the contactor the additional protective device from one parallel to the two welding cables connected voltage relay when the permitted open circuit voltage is exceeded is de-energized after a minimum time delay to be observed. on The reason for this is that the additional protective device is not dependent on the current. The separation of the welding transformer from the mains lead is therefore required in the case of her short time causes. For the same reason, the set welding current has does not affect it, and it is for use in welding transformers with the most diverse main protective devices and not just those with voltage dividing reactors suitable.

Weiterhin sieht die Erfindung in einer vorteilhaften Ausgestaltung Mittel zur Überprüfung des Funktionierens der zusätzlichen Schutzeinrichtung vor, wodurch sich noch eine weitere Sicherung gegen das Auftreten gefährlicher Leerlaufspannungen ergibt. Erfindungsgemäß wird - diese Überprüfung dadurch bewerkstelligt, daß die Hauptschutzeinrichtung durch Betätigung eines kleinen Steuerschalters, wie z. B. eines Druckknopfes, während einer Schweißpause außer Betrieb gesetzt, d. h. unwirksam gemacht wird. Hierbei steigt die Sekundärspannung des Schweißtransformators auf ihren vollen Leerlaufwert an, so daß die zusätzliche Schutzeinrichtung in Funktion zu treten hat. Wird durch diese dann das Schweißgerät automatisch vom Netz abgetrennt und nach Loslassen des Prüfknopfes wieder ordnungsgemäß eingeschaltet, ohne daß die Leerlaufspannung den vorgesehenen Wert übersteigt, so sind Hauptschutzeinrichtung und zusätzliche Schutzeinrichtung in Ordnung.The invention also provides an advantageous embodiment Means of checking the functioning the additional protective device before, which provides a further safeguard against the occurrence of dangerous no-load voltages results. According to the invention - this review is accomplished in that the Main protection device by actuating a small control switch, such as B. a push button, put out of operation during a welding break, d. H. ineffective is made. This increases the secondary voltage of the welding transformer their full idle value so that the additional protective device is in function has to kick. This then automatically disconnects the welding machine from the mains and after releasing the test button switched on again properly without the no-load voltage exceeds the specified value, the main protective equipment and additional protective device in order.

Eine Vorrichtung zum Wechselstrom-Lichtbogenschweißen bzw. ein Lichtbogenschweißtransformator gemäß der Erfindung ist in dem Schaltbild beispielsweise veranschaulicht und nachstehend näher beschrieben.A device for alternating current arc welding or an arc welding transformer according to the invention is illustrated in the circuit diagram, for example, and below described in more detail.

Der Lichtbogenschweißtransformator a wird vom Netz b aus über ein Schaltschütz c betrieben. Die erzeugte Sekundärspannung betrage im Leerlauf bei nicht wirksamer Hauptschutzeinrichtung 70 Volt. Das Werkstück d und der Schweißdraht e sind in üblicher Weise über zwei Schweißkabel mit den Klemmen des Schweißtransformators ä verbunden.The arc welding transformer a is operated from the network b via a contactor c. The secondary voltage generated in no-load operation with the main protective device ineffective is 70 volts. The workpiece d and the welding wire e are connected to the terminals of the welding transformer ä in the usual way via two welding cables.

Die Hauptschutzeinrichtung besteht in bekannter Weise aus dem Schaltschütz f, dem Stromwandler und dem aus den beiden beispielsweise gleich großen Drosselspulen da und i gebildeten Spannungsteiler.The main protective device consists in a known manner of the contactor f, the current transformer and the voltage divider formed from the two inductors da and i, for example of the same size.

Im Leerlauf, d. h. wenn nicht geschweißt wird, ist das Schütz f offen. Die zwischen dem Schweißdraht e und dem Werkstück d vorhandene Spannung entspricht der an der Drosselspule i, liegenden halben Sekundärspannung von 35 Volt. Zum Zünden des Lichtbogens wird der Schweißdraht e mit dem Werkstück d in Berührung gebracht. Der hierbei zunächst noch durch die Drosselspule 1a begrenzte Kurzschlußstrom reicht aus, das Schütz f über den Stromwandler g zum Ansprechen zu bringen. Nach Schließen des Schützes f fließt der volle Kurzschlußstroin, der nach dem Ziehen des Lichtbogens in den Schweißstrom übergeht. Das Schütz f bleibt hierbei so lange in seiner Einschaltstellung, bis der Schweißstrom mit dem Abreißen des Lichtbogens wieder auf Null zurückgeht -und der Stromwandler g stromlos wird.In no-load operation, ie when no welding is taking place, the contactor f is open. The voltage present between the welding wire e and the workpiece d corresponds to half the secondary voltage of 35 volts across the choke coil i. To ignite the arc, the welding wire e is brought into contact with the workpiece d. The short-circuit current initially limited by the choke coil 1a is sufficient to cause the contactor f to respond via the current transformer g. After closing the contactor f, the full short-circuit current flows, which changes into the welding current after the arc has been drawn. The contactor f remains in its switched-on position until the welding current returns to zero when the arc breaks - and the current transformer g is de-energized.

Die zusätzliche Schutzeinrichtung besteht aus dein Relais k und dem Schütz c. Bleibt aus irgendeinem Grunde das Schütz f während des Leerlaufs hängen, so daß sich die Leerlaufspannung nicht von 70 auf 35 Volt herabsetzen kann, so spricht das auf beispielsweise 60 Volt eingestellte Relais k an, öffnet den Steuerkreis des Schützes c und bringt dieses zum Abfallen, womit der Schweißtransformator a vom Netz getrennt und stromlos wird. Das Relais k ist mit einer Verzögerungseinrichtung t versehen, welche z. B. eine Verzögerung von 1/4 bis 1/2 Sekunde bewirkt, damit es nicht beim jedesmaligen Abreißen des Lichtbogens, wobei die Leerlaufspannung für die Zeit einiger Halbwellen bei 70 Volt liegt, zum Ansprechen kommt. Um nach erfolgter Abschaltung durch die zusätzliche Schutzeinrichtung ein Wiedereinschalten des Schützes c und damit des Schweißtransformators sowie das anschließende Wiederabschalten usf. (Pendelungen) zu vermeiden, sind an den Schützen f und c die beiden Hilfskontakte o und p vorgesehen, welche im Steuerkreis der zusätzlichen Schutzeinrichtung liegen.The additional protective device consists of the relay k and the Contactor c. If for any reason contactor f gets stuck while idling, so that the open circuit voltage cannot drop from 70 to 35 volts, so speaks the relay k set to 60 volts, for example, opens the control circuit of the contactor c and causes it to drop, causing the welding transformer a is disconnected from the mains and de-energized. The relay k is equipped with a delay device t provided which z. B. causes a delay of 1/4 to 1/2 second so it not every time the arc breaks, with the no-load voltage is at 70 volts for a few half-waves, it responds. To after switch on again after switching off by the additional protective device of the contactor c and thus the welding transformer as well as the subsequent switch-off etc. (oscillations), the two auxiliary contacts on contactors f and c are to be avoided o and p are provided, which are in the control circuit of the additional protective device.

Die Überprüfung der Haupt- und der zusätzlichen Schutzeinrichtung geschieht mittels des Druckknopfes m und der Glimmlampe 1. Das Schütz f ist hierzu mit einer besonderen Steuerspulen versehen. Wird der Knopf m zur Prüfung eingedrückt, so wird das Schütz f durch die Steuerspule ra eingeschaltet. Die Leerlaufspannung steigt damit auf 70 Volt an' was durch das Aufleuchten der Glimmlampe l kenntlich gemacht wird. Gleichzeitig kommt das Relais k nach Ablauf der Verzögerungszeit zum Anziehen, und sein Kontakt wird geöffnet. Hierdurch fällt das Schütz e ab, und der Schweißtransformator wird stromlos. Mittels der Glimmlampe 1, die nach dein Abtrennen des Transformators vom Netz wieder erlöscht,; kann der Ablauf der Prüfung kontrolliert werden. Die Zeit vom Eindrücken des Prüfknopfes bis zum Erlöschen der Lampe stellt die Verzögerungszeit dar, welche die zusätzliche Schutzeinrichtung im Notfalle benötigt.The main and the additional protective device are checked by means of the push button m and the glow lamp 1. The contactor f is provided with a special control coil for this purpose. If the button m is pressed for testing, the contactor f is switched on by the control coil ra. The open circuit voltage thus rises to 70 volts, which is indicated by the glow lamp 1 lighting up. At the same time, the relay k picks up after the delay time has elapsed, and its contact is opened. This causes the contactor to drop out and the welding transformer to be de-energized. By means of the glow lamp 1, which goes out again after you disconnect the transformer from the mains; the course of the test can be checked. The time from pressing the test button until the lamp goes out represents the delay time that the additional protective device needs in an emergency.

Claims

CLAIMS OF THE PATENT: 1. Apparatus for alternating current arc welding with automatically limited no-load voltage at which to disconnect the welding transformer from the connection network in the event of a failure of a main protective device in the network supply line A contactor is provided as an additional protective device, characterized in that that its holding coil is connected by a parallel to the two welding cables- ° NEN voltage relay (k) when the permitted open circuit voltage is exceeded a minimum time delay to be observed is made voltage-free.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that to check the correct operation of the entire protective device of the, main protective device belonging contactor switch (f) by means of a test switch (m) can be switched on, so that the main protective device 'is wholly or partially ineffective, and the additional protective device responds as a result of an increase in the no-load voltage.

3. Device according to Claims 1 and 2, characterized in that the time sequence the addressing of the additional protective device by the lighting up of a glow lamp connected in a manner known per se in parallel to the welding cables (L) can be tracked.

4. Arc welding transformer according to claim 1 and 2, characterized in that the automatic restart of the switched-off welding transformer by one on each contactor switch (f) of the main protection device and on the contactor switch (c) of the additional protection device and located in the control circuit of the latter auxiliary contact (o , p) is prevented for the duration of the test or if the main protective device fails. References considered: U.S. Patents Nos. 2,486,165, 2,549,457, 2,540,837; "Philips Technische Rundschau" magazine, 1953, p. 163.