DE1062360B - Schaltanordnung fuer Widerstands-Schweissapparate mit gesteuerten Entladungsgefaessen - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung befaßt sich mit Apparaten zur Präzisions-Widerstandsschweißung, bei denen nach einem früheren Vorschlag Schweißstromimpulse zusammengesetzter Kurvenform erzeugt werden. Schweißapparate dieser Art sind in erster Linie für das Schweißen von Werkstoffen, wie Aluminium und Magnesium und deren Legierungen, geeignet. Die hierbei verwendeten Schweißimpulse sind aus aufeinanderfolgenden Komponenten mit ansteigender, konstanter und abfallender Stromstärke zusammengesetzt, die im folgenden kurz als Anstiegskomponente, Schweißkomponente und Abfallskomponente bezeichnet werden. In dem früheren Vorschlag sind bereits Hilfseinrichtungen angegeben, welche es ermöglichen, derartig zusammengesetzte Impulse zu erzeugen und ihnen eine zweckmäßige Form zu geben. Die Anordnung nach dem früheren Vorschlag arbeitet durchaus befriedigend, ist jedoch ziemlich verwickelt, insbesondere in demjenigen Teil, der die Kurvenform der Schweißimpulse bestimmt und in einer recht komplizierten Schaltung drei Doppeltrioden umfaßt.

Gegenstand der Erfindung ist ebenfalls eine Schaltanordnung für elektrische Widerstands-Schweißapparate mit gesteuerten Entladungsgefäßen zur Erzeugung von Schweißstromimpulsen, die aus aufeinanderfolgenden Komponenten mit zeitlich veränderlicher bzw. konstanter Stromstärke zusammengesetzt sind. Die Erfindung besteht darin, daß die Zündzeitpunkte der Entladungsgefäße durch den Ausgang eines Magnetverstärkers mit zwei Teilkernen gesteuert sind, die außer wechselstromgespeisten Ausgangswicklungen gleichstromerregte Steuerwicklungen tragen, für deren Erregungsstrom mehrere nacheinander einstellbare Stufenwerte vorgegeben sind, und ferner Dämpfungswicklungen, die mit einem ohmschen Widerstand abgeschlossene, lediglich bei einer Änderung der Steuererregung induktiv gespeiste Stromkreise bilden, wobei die Paare der S teuer wicklungen und der Dämpfungswicklungen derart geschaltet sind, daß sich die in ihnen durch die Ausgangserregung induzierten Spannungen aufheben. Die Erfindung gestattet es, mit relativ geringem Aufwand Schweißstromimpulse mit vorbestimmter Form, insbesondere hinsichtlich der Steilheit des Anstiegs bzw. des Abfalls und der maximalen Stromstärke des Impulses zu erzeugen, wobei die genannten Bestimmungsgrößen innerhalb weiter Bereiche veränderlich sind. Falls es erforderlich ist, die Steilheiten des Anstiegs bzw. des Abfalls einzeln steuerbar zu machen, können in weiterer Ausbildung der Erfindung zwei Dämpfungskreise vorgesehen werden, deren ohmsche Widerstände verschieden sind und die Ventile entgegengesetzter Durchlaßrichtungen enthalten. Insbesondere können zur Erzeugung von Schweißstromimpulsen.

Schaltanordnung
für Widerstands-Schweißapparate
mit gesteuerten Entladungsgefäßen

Anmelder:
Westinghouse Electric Corporation,
East Pittsburgh, Pa. (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. P. Ohrt, Patentanwalt,
Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 19. April 1954

Edward C Hartwig und William E. Large,
Lancaster, Ν. Υ. (V. St. Α.),
sind als Erfinder genannt worden

die aus einer ansteigenden, einer konstanten und einer abfallenden Komponente bestehen, für den Steuerstrom drei nacheinander einzustellende Stufenwerte vorgesehen sein, von denen der erste den Anfangswert der ansteigenden Komponente, der zweite den konstanten Wert der mittleren Komponente und der dritte den Endwert der abfallenden Komponente eines Schweißstromimpulses bestimmt, während die beiden Dämpfungskreise die Steilheit des Anstiegs bzw. des Abfalls bestimmen.

Ein Schweißapparat nach der Erfindung umfaßt ein Leistungs-Liefergerät, ein Steuergerät für die Steilheit des Stromanstiegs, ein Wärmesteuergerät und ein Zeitfolge-Steuergerät, wobei das Steilheits-Steuergerät Schaltmittel nach Art von Magnetverstärkern oder sättigbaren Drosseln enthält, welche die Wellenform des von dem Leistungs-Liefergerät abgegebenen Stromes bestimmen. Zu diesen Schaltmitteln gehören Leistungs-Ausgangswicklungen, Eingangswicklungen und S teuer wicklungen. Weitere Mittel sind vorgesehen zur Zufuhr von Steuerstrom zu den Eingangswicklungen, wobei diese Mittel vorzugsweise Gleichstromstöße liefern. Die Mittel zur Lieferung des Steuerstromes und die Eingangswicklungen der induktiv wirkenden Schaltmittel sind derart mit der die Schweißzeit bestimmenden Komponente des Zeitfolge-Steuergeräts verbunden, daß die die Schweißzeit bestimmende Komponente bei der Zeitgabe auswählend den Steuerstrom ändert, der den

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Eingangswicklungen in einem geeigneten Augenblick der Schweißzeit zugeführt wird, so daß gesichert wird, daß der Stromstoß die gewünschte Anfangsgröße, die gewünschte Maximalgröße und die gewünschte Endgröße besitzt. Die Ausgangswicklungen sind an das Wärmesteuergerät angeschlossen und steuern durch dieses das Leistungs-Liefergerät, so daß das letztere Strom liefert, der abhängig ist von der Impedanz der Ausgangswicklungen, welche ihrerseits abhängig ist von dem Steuerstrom, der den Eingangswicklungen zugeführt wird.

Das Steilheits-Steuergerät umfaßt erste und zweite Gleichrichtermittel und erste und zweite veränderliche Impedanzmittel. Die ersten Gleichrichtermittel und die ersten veränderlichen Impedanzmittel sind in einem geschlossenen Netzwerk mit einem Satz Steuerwicklungen verbunden, wobei die Gleichrichtermittel derart gepolt sind, daß sie den in diesen Steuerwicklungen induzierten Strom nur dann leiten, wenn der Strom in den Eingangswicklungen erhöht wird. Die zweiten Gleichrichtermittel und die zweiten veränderlichen Impedanzmittel sind in einem anderen Netzwerk mit einem anderen Satz Steuerwicklungen verbunden, wobei die zweiten Gleichrichtermittel derart gepolt sind, daß sie den in diesen Steuerwicklungen induzierten Strom nur dann leiten, wenn der Strom in den Eingangswicklungen vermindert wird. Der Abfall des Stromes in jedem dieser Netzwerke bestimmt das Maß des Anstiegs des in den Eingangswicklungen fließenden Stromes, wenn er erhöht oder vermindert wird. Da dieser Abfall geändert werden kann durch Veränderung der ersten und zweiten veränderlichen Impedanzmittel, indem der Abfall eine große Steilheit besitzt, wenn die Impedanzmittel groß sind, und eine geringe Steilheit, wenn die Impedanzmittel gering sind, kann das Maß des Stromanstiegs und -abfalls in den Eingangswicklungen und die Veränderung der Impedanz der Ausgangswicklungen entsprechend bestimmt werden durch die Größe dieser veränderlichen Impedanzen, so daß auf diese Weise das Maß des Anstiegs und des Abfalls des Laststromes eingestellt werden kann.

Der neuartige, oben geschilderte Magnetverstärkerkreis ist im Zusammenwirken mit den anderen Bestandteilen des Schweißgeräts daher imstande, ein Schweißgerät von hoher Präzision zu bilden, durch das die Wirkung der Wellenform der Schweißstöße über einen weiten Bereich hin verändert werden kann.

Die neuartigen Merkmale, die als kennzeichnend für die Erfindung angesehen werden, sind im allgemeinen oben aufgeführt worden. Die Erfindung selbst, ihre Ausbildung und Wirkungsweise zusammen mit ihren zusätzlichen Zwecken und Vorteilen ist zu verstehen aus der folgenden Beschreibung von einzelnen Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit den Zeichnungen.

Fig. 1 A, 1B und 1C gehören zusammen und zeigen die Schaltung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2, 3 und 4 zeigen wesentliche Teile von Stromkreisen weiterer Ausführungsbeispiele der Erfindung.

Der in den Fig. 1A bis IC gezeigte Schweißapparat umfaßt ein Schweißgerät SG, ein Leistungs-Liefergerät LG, ein Wärmeüberwachungsgerät WG, ein Steilheits-Steuergerät StS und ein Zeitfolge-Steuergerät ZF. Dieser Apparat bezieht Wechselstrom aus einem Paar von Sammelschienen oder Leitern Ll und L2, welche ihren Strom aus dem verfügbaren öffentlichen Netz (nicht gezeigt) irgendeiner verfügbaren Spannung, wie z. B. 230, 440, 550, 2300 V oder

auch höher, erhalten können. Das Leistungs-Liefergerät wird unmittelbar von den SammelschienenLl und L 2 gespeist. Das Wärmeüberwachungsgerät, das Steilheits-Steuergerät und das Zeitfolge-Steuergerät werden von Hilfssammelschienen oder Leitern^iLl und AL 2 gespeist, welche über einen Transformator Tl von den Hauptleitern L1 und L2 versorgt werden. Außerdem umfaßt das Steilheits-Steuergerät Sammelschienen oder LeiterDLl und DL 2, welche Steuer-

ίο strom liefern. Dieser Steuerstrom ist ein Gleichstrom und kann vorzugsweise über einen Gleichrichter (nicht gezeigt) geeigneten Aufbaus von den Leitern ALI und AL 2 oder auch unmittelbar von den Sammelschienen Ll und L2 bezogen werden.

Das Schweißgerät SG umfaßt einen Schweißtransformator W, der eine Primärwicklung P und eine Sekundärwicklung .S¹ aufweist. Die Sekundärwicklung S ist angeschlossen zwischen den Schweißelektroden El und E2. Die ElektrodeLl ist relativ zur Elektrode E2 beweglich; sie kann durch ein schematisch gezeigtes Drucksystem bewegt werden. Dieses Drucksystem umfaßt ein Ventil V, das bei ruhendem Apparat geschlossen ist; es kann durch eine Spule .SF geöffnet werden und Flüssigkeit durchlassen, so daß die ElektrodeLl zur Elektrode L 2 hin bewegt wird und ein Werkstück Z erfaßt werden kann. Das Schweißgerät umfaßt außerdem einen Vorratsbehälter mit einem Kolben (nicht gezeigt) zur Betätigung eines Rückdruckschalters SP, wenn ein ausreichender Druck in dem hydraulischen System entstanden ist.

Die Leistungs-Liefereinheit umfaßt Ventilmittel, die vorzugsweise aus einem Paar von zündstiftgesteuerten Gasentladungsgefäßen I -I und 1-2 bestehen. Jedes der Zündstiftgefäße I -I und 1-2 hat eine Anode 5, eine Kathode 7 und einen Zünder 9. Die Zündstiftgefäße I -I und 1-2 sind antiparallel zwischen den LeiternLl und L 2 und der Primärwicklung P angeschlossen, wobei die Anode 5 des Zündstiftgefäßes I -I und die Kathode 7 des Zündstiftgefäßes 1-2 zusammen an eine Klemme der Primärwicklung P und die Anode 5 des Zündstiftgefäßes 1-2 und die Kathode 7 des Zündstiftgefäßes I -I an den Leiter Ll angeschlossen sind, während die andere Klemme der Primärwicklung P an den Leiter L2 angeschlossen ist. Je ein Zündhilfsgefäß (gittergesteuertes) Gasentladungsgefäß FTl bzw. LT2 ist jedem Zündstiftgefäß I -I und 1-2 zugeordnet. Jedes Zündgefäß FTl bzw. FT2 hat eine Anode 15, eine Kathode 17 und eine Steuerelektrode 19. Die Anoden 15 der Gittergefäße FTl und FT2 sind entsprechend verbunden mit den Anoden 5 der Zündstiftgefäße I -I und 1-2. Die Kathoden 17 der Zündgefäße FTl und FT2 sind entsprechend verbunden mit den Zündern 9 der Leistungsgefäße Ll und 1-2.

Zur Steuerung der Zündung der Leistungsgefäße I -I und 1-2 ist ein Steuertransformator CT vorgesehen. Dieser Transformator hat eine Primärwicklung CF und zwei Sekundärwicklungen CSl und CS2. Die Sekundärwicklungen liegen zwischen den Steuerelektroden 19 und den Kathoden 17 der Zündhilfsgefäße FTl bzw. FT2 in Reihe mit einem geeigneter Vorspannungserzeuger 21 bzw. 23 und Gitterwiderständen 31 bzw. 33. Die Vorspannungen 21 bzw. 2c halten die Zündgefäße LTl bzw. FT2 während dei Betriebsruhe des Apparates gesperrt. Die Primärwicklung CP wird vom Wärmeüberwachungsgerät gespeist.

Das Wärmeüberwachungsgerät WG umfaßt gitter gesteuerte Gasentladungsgefäße HCTl, HCT2 unc

HCT3. Jedes dieser Gefäße hat eine Anode 35, eine Kathode 37 und eine Steuerelektrode 39. Die Gefäße HCTl₁ HCT2, HCTZ erhalten Spannung von den LeiternyiLl und AL2 über einen Transformator T2, der eine Primärwicklung P2, die an die 'Leiter ALI 5 und AL2 angeschlossen ist, und eine Sekundärwicklung vS" 2 mit einer Zwischenanzapfung besitzt. Die Anoden 35 der Gefäße HCTl und HCT2 sind mit den Klemmen der Sekundärwicklungen 6"2 verbunden. Die Kathoden 37 dieser letztgenannten Gefäße sind mit einem gemeinsamen Leiter 41 verbunden, welcher seinerseits mit der Anode 35 des Gefäßes HCTZ verbunden ist. Die Kathode 37 des Gefäßes HCTZ ist mit der Anzapfung der Sekundärwicklung 6"2 über die Primärwicklung CP des Transformators CT und über den strombegrenzenden Widerstand 43 verbunden. Es ergeben sich auf diese Weise zwei parallele Kreise, die eines der beiden Gefäße HCTl und HCT2 enthalten; diesen parallelen Kreisen sind das Gefäß HCTZ und die Primärwicklung CP gemeinsam. Das Gefäß HCTZ leitet in Reihe mit dem Gefäß HCTl und dem Gefäß HCT2. Damit das Gefäß HCTZ leiten kann, wenn weder das Gefäß HCTl noch HCT2 leitet, ist ein großer Widerstand R1 zwischen der Anzapfung der Sekundärwicklung ^2 und dem gemeinsamen Leiter 41 eingeschaltet, welcher die Anodenspannung für das Gefäß HCTZ liefert.

Die Steuerelektrode 39 des Gefäßes HCTZ ist mit der Kathode 37 dieses Gefäßes über einen Gitterwiderstand 51, einen Zeitkonstantenkreis AN 1 und eine sperrende Vorspannung VS verbunden. Der Zeitkreis enthält einen Widerstand 53, der parallel zu einem Kondensator 55 liegt, und hat vorzugsweise eine Zeitkonstante von der Größenordnung einer Periode der von den LeiternLl und L 2 gelieferten Speisespannung. Die Vorspannung ist so bemessen, daß sie das Gefäß HCTZ sperrt, wenn der Zeitkreis AN 1 ungeladen ist. Der Zeitkreis AN 1 wird von dem Zeitfolge-Steuergerät über einen Widerstand 57 gespeist. Solange der Zeitkreis ANl ungeladen ist, ist das Gefäß HCTZ gesperrt und verhütet demnach den Stromfluß durch die Primärwicklung CP. Unter diesen Umständen halten die Vorspannungen 21 und 23 die Gefäße FTl und FT2 gesperrt.

Die Steuerelektroden 39 der Gefäße HCTl und HCT2 sind mit der Kathode 37 verbunden, und zwar jede über einen Gitterwiderstand 61 bzw. 63 und einen anderen Widerstand 65 bzw. 67. Zwischen den Enden der Widerstände 65 bzw. 67 und dem gemeinsamen Leiter 41 wird durch das Steilheits-Steuergerät eine Zündspannung für die Gefäße HCTl und HCT2 geliefert. Diese Zündspannung wirkt derart, daß die Gefäße HCTl und HCT2 zu ausgewählten Zeitpunkten innerhalb der Periode der Speisespannung gezündet werden. Diese Zeitpunkte sind derart gewählt, daß die richtige Wellenform für den Schweißstrom erreicht wird.

Das Steilheits-Steuergerät StS umfaßt einen magnetischen Verstärkerkreis MVK und einen Zeitsteuerkreis ZK. Der magnetische Verstärkerkreis umfaßt ein Paar magnetischer Verstärker MA1 und MA 2. Jeder dieser Verstärker MA1 und MA2 umfaßt einen sättigbaren KernCl bzw. C 2, eine Eingangsleistungswicklung WI-I bzw. WI-2, eine Ausgangsleistungswicklung Z^O 1 bzw. WO 2 und ein Paar von Steuerwicklungen WCl und WCZ bzw. WC2mx& WC 4.

Der magnetische Verstärkerkreis umfaßt außerdem einen Transformator Γ3 mit einer Primärwicklung PZ, die von den Leitern ALI und AL2 gespeist wird,

und eine Sekundärwicklung 6*3 mit einer Zwischenanzapfung. Die Ausgangswicklungen WO 1 und WO 2 sind mit der Sekundärwicklung 6"3 über einen Widerstand RP in Reihe geschaltet. Die Wechselspannung von der Sekundärwicklung .S3 fließt durch die Wicklungen WO 1 und WO 2. Die Wirkung dieser Wechselspannung auf die Wicklungen WI -I und WI-2 muß beim Anschluß der letzteren berücksichtigt werden. Der Widerstand RP hat einen Wert von der gleichen Größenordnung wie der Blindanteil des Scheinwiderstandes oder der induktive Widerstand der Wicklungen WO 1 und WO 2. Auf diese Weise wird die Spannung, die zwischen der Anzapfung der Sekundärwicklung SZ und dem Anschluß des Widerstandes RP an die Wicklung WO 2 herrscht, bezüglich der Spannung zwischen den Leitern^iLl und AL 2 in ihrer Phase verschoben, und zwar um einen Winkel, der abhängig ist von der Impedanz der Wicklungen WO 1 und WO 2.

Diese Spannung wird aus einem Transformator OT mit einer Primärwicklung OP und einer Sekundärwicklung OS entnommen. Die Primärwicklung OP ist eingeschaltet zwischen der Zwischenanzapfung und der Verbindungsstelle des Widerstandes RP und der Wicklung W02. Die Sekundärwicklung OS ist parallel zu den Widerständen 65 und 67 in dem Wärmeüberwachungs-S teuergerät geschaltet. Aufdiese Weise wird den Steuerkreisen der Gittergefäße HCTl bzw. HCT2 eine Spannung aufgeprägt, die phasenverschoben ist bezüglich der Anodenspannungen, die den Gefäßen HCTl und HCT2 aufgeprägt werden, und zwar um einen von der Impedanz der Wicklungen WO 1 und WO 2 abhängigen Wert. Diese der Sekundärwicklung OS entnommene Steuerspannung eilt der entsprechenden Anodenspannung der Gefäße HCTl und HCT2 in der Phase nach, und zwar um einen Betrag, der abhängig ist von der Impedanz der Wicklungen WO 1 und WO 2. Der Zeitpunkt, in dem die Gefäße HCTl und HCT2 gezündet werden, wird durch diesen Nacheilungswinkel bestimmt.

Die Eingangsleistungswicklungen WI -I und WI-2 werden von den Leitern DLl und DL 2 über die veränderlichen Widerstände RU₁ RW und RD gespeist, welche wahlweise zwischen den Sammelschienen DL1 und DL 2 und den Wicklungen WI -I und WI-2 zu verschiedenen Zeitpunkten innerhalb des Schweißintervalls eingeschaltet werden können entsprechend der Wirkungsweise einer Mehrzahl von Relais RE1, RE2, RE 3. Der Widerstand RU bestimmt in Abhängigkeit von seinem Wert die Größe, bei der die Anstiegskomponente des Schweißimpulses beginnt; der Widerstand RW bestimmt in ähnlicher Weise die Größe der Schweißkomponente des Schweiß impulses, und der Widerstand RD bestimmt die Endgröße der Abfallkomponente des Schweißimpulses. Das Relais REl hat einen normalerweise offenen Kontakt71; das Relais RE 2 einen normalerweise offenen Kontakt 73 und einen normalerweise geschlossenen Kontakt 77; das Relais RE 3 einen normalerweise offenen Kontakt 75 und normalerweise geschlossene Kontakte 405 und 407. Die Widerstände RU, RW und RD sind so eingerichtet, daß sie in Reihe mit den Wicklungen WI -I und WI-2 geschaltet werden können, und zwar über die normalerweise offenen Kontakte 71, 73 und 75 der Relais REl, RE2 und REZ in Abhängigkeit von der Betätigung dieser Relais. Die Wicklungen WI -I und WI-2 sind in diesen Kreisen in einer solchen Weise gegeneinandergeschaltet, daß irgendeine Wechselspannung, die in ihnen durch die Ausgangswicklungen WOl bzw. WO 2 induziert wird, in der Reihen-

schaltung aufgehoben wird. Die Spule des Relais REl liegt in Reihe mit dem normalerweise geschlossenen Kontakt 77 und mit dem normalerweise geschlossenen Kontakt 407 zwischen den Leitern^Ll und AL2. Die Spule des Relais RE2 liegt über den Kontakt 405 zwischen dem Leiter^iLl und einem Leiter AL 3 des Zeitfolge-Steuergeräts, der das von der Schweißzeitkomponente des Zeitfolge-Steuergeräts herrührende Signal liefert.

Die Steuerwicklungen WCl und WC2 sind in einem geschlossenen Netz mit einem veränderlichen Widerstand RDU und einem GleichrichterXl geschaltet. Die Steuerwicklungen WCZ und WCi sind in Reihe geschaltet mit einem veränderlichen Widerstand RDD und einem Gleichrichter X2. Die Wicklungen WCl und WC 2 bzw. WC 3 und WCi sind in Reihe derart gegeneinandergeschaltet, daß irgendeine Spannung, die in diesen Wicklungen durch die in den Ausgangswicklungen WO 1 und WO 2 fließende Wechselspannung induziert wird, ausgeglichen wird. Spannung wird ebenfalls in den Wicklungen WCl, WC2, WCZ und WCi induziert, wenn der Stromfluß durch die Wicklungen WI-I und WI-2 sich von einem kleineren Wert zu einem höheren Wert ändert, wie es während der Anstiegskomponente des Schweißimpulses vorkommt, und von einem höheren Wert zu einem niedrigeren Wert, wie es während der Abfallkomponente des Schweißimpulses vorkommt. Diese induzierten Spannungen sind von der einen Polarität während der Anstiegskomponente und von der entgegengesetzten Polarität während der Abfallkomponente. In jedem Fall werden diese induzierten Spannungen in den Wicklungen WCl, WC2, WC3 und WC 4 nicht aufgehoben, da diese Wicklungen zwar gegensinnig geschaltet sind, aber die Spannung den ebenfalls gegensinnig geschalteten Wicklungen WI-I und WI-2 entnommen wird. Auf diese Weise treten Spannungen entgegengesetzter Polarität, die von dem Wechsel des Stromflusses durch die Wicklungen WI-I und WI-2 herrühren und sich gegenseitig unterstützen, während der Anstiegskomponente des Schweißimpulses auf bzw. an WCZ und WCi während der Abfallkomponente des Schweißimpulses. Der Gleichrichter X1 ist so geschaltet, daß er den von dieser induzierten Spannung getriebenen Strom von der Polarität leitet, die während der Anstiegskomponente des Schweißimpulses auftritt, und der Gleichrichter X 2 ist so geschaltet, daß er den von der induzierten Spannung getriebenen Strom von der Polarität leitet, die während der Abfallkomponente auftritt. Die Widerstände RDU bzw. RDD bestimmen die Zeit, die der durch diese induzierten Spannungen hervorgerufene Strom braucht, um abzufallen. Wenn diese Widerstände sehr klein sind, ist diese Zeit lang, und wenn sie hoch sind, ist diese Zeit kurz. Da diese induzierten Ströme ihrerseits das Maß des Flußabfalls in den Kernen Cl und C2 bestimmen, bestimmen sie das Maß des Anstiegs und des Abfalls der Anstiegskomponenten und der Abfallkomponenten des Schweißimpulses.

Die Impedanz der Ausgangswicklungen WO 1 und WO2 der magnetischen Verstärker MA1 und MA2 hängt ab von dem Gleichstrom, der den Eingangswicklungen WI-I und WI-2 geliefert wird. Dieser hängt seinerseits von der Einstellung der Widerstände RU, RW und RD und der Wirkung der Kontakte 71, 73 und 75 ab. Auf diese Weise ist der Phasenwinkel der aus der Sekundärwicklung OS stammenden Spannung, die den Zündwinkel der Gittergefäße HCTl und HCT2 bestimmt und abhängig ist von dem Ver-

hältnis zwischen den Widerständen RD und dem induktiven Widerstand von WOl und WO 2, seinerseits abhängig von der Einstellung der verschiedenen Widerstände RU, RW und RD und von ihrem Anschluß an die Wicklungen WI-I und WI-2. Durch richtige Bemessung dieser Widerstände und durch richtige Abstimmung, wenn sie in den Kreis eingeschaltet sind, können die Zeitdauern der Anstiegskomponente und der Abfallkomponente eines Schweiß-.o impulses eingestellt werden. Außerdem kann durch richtige Einstellung der Widerstände RDU und RDD das Maß des Anstiegs der Anstiegskomponente und das Maß des Abfalls der Abfallkomponente eingestellt werden. Der Zeitsteuerkreis umfaßt drei gittergesteuerte Gasentladungsgefäße TTl₁ TT2 und TTZ. Jedes dieser drei Gefäße hat eine Anode 85, eine Kathode 87 und eine Steuerelektrode 89.

Die Anode 85 des Gefäßes TTl ist durch einen handbetätigten Schalter SWl, der in offener Stellung so dazu dient, das Steilheits-Steuergerät abzuschalten, und durch die Spule des Relais RE Z mit dem Leiter AL2 verbunden. Die Kathode 87 liegt unmittelbar am Leiter ALI. Zwischen der Steuerelektrode 89 und der Kathode 87 wird eine Sperrvorspannung von einem Kondensator 91 geliefert, der durch einen Gleichrichter 93 aus der Sekundärwicklung HSl des Kathodenheiztransformators LfTl des Gefäßes TTl geladen wird. Diese Sperrvorspannung hält im Ruhezustand des Apparates das Gefäß TTl gesperrt. Der Sperrvorspannung kann durch eine Spannung entgegengewirkt werden, die aus einem Transformator Ti mit einer Primärwicklung Pi und einer Sekundärwicklung 6"4 entnommen wird. Die Sekundärwicklung Si liegt in Reihe mit einem Gitterwiderstand 95 und dem Kondensator 91 zwischen der Steuerelektrode 89 und der Kathode 87 des Gefäßes TTl. Die Primärwicklung P4 ist einerseits über einen strombegrenzenden Widerstand 101 an die Anode 85 des Gefäßes TT2 angeschlossen und andererseits an den Leiter ALI.
Die Kathode 87 des Gefäßes TT2 ist an den Leiter AL2 angeschlossen. Auf diese Weise wird Strom an die Primärwicklung P 4 geliefert, wenn das Gefäß TT2 leitet. Die Steuerelektrode 89 des Gefäßes 7Ύ2 ist mit dessen Kathode 87 durch einen Gitterwiderstand 103 und durch einen Zeitkonstantenkreis SCN verbunden. Der Kreis SCN umfaßt einen Kondensatoi 111, zu dem ein fester Widerstand 113 und ein Paar ver änderlicher Widerstände 115 und 117 parallel liegen, Die Anode 85 des Gefäßes TTZ ist über einen strombegrenzenden Widerstand 121 und den Zeitkonstantenkreis SCN mit dem Leiter AL2 verbunden. Dk Kathode 87 des Gefäßes TTZ liegt am Leiter AL 1 Die Steuerelektrode 89 des Gefäßes TTZ ist über einer Gitterwiderstand 123 und über den Zeitkonstantenkreii AN2 mit der Kathode verbunden. Der Zeitkreis ANI umfaßt einen Kondensator 125, zu dem ein Widerstand 127 parallel liegt, und die Sekundärwicklung HS 2 des Heiztransformators HT2, der Heizstrom ar die Kathode 87 des Gefäßes TTZ liefert. Die Sekun därwicklung HS2 ruft in dem Zeitkreis AN2 ein< Welligkeit hervor, welche dem Steuerkreis des Ge fäßes TTZ aufgeprägt wird, und zwar in der Phas< verschoben gegen die Anodenspannung des Gefäßes Diese Welligkeit eilt der Anodenspannung in de: Phase nach und sichert, daß das Gefäß TTZ nicht zi Beginn der positiven Halbperiode der ihm aufgepräg ten Anodenspannung gezündet wird.

Die Erregungsspule des Relais RE 2, welches dl· Wirkung des Steuergerätes für die Steilheit steuert wird durch den Leiter ALZ von dem Zeitfolge-Steuer

gerät mit Strom beliefert. Die Spule liegt zwischen diesem Leiter AL 3 und dem Leiter AL 1 über den normalerweise geschlossenen Kontakt 405 des Relais RE 3.

Die Zeitfolge-Steuergerät ZF umfaßt ein Andrückgefäß ST₃ ein Schweißgefäß WT₁ ein Haltegefäß HT S und ein Abhebegefäß OTH, welche jeweils das Heranführen und Andrücken der Elektroden an das Werkstück, das Schweißen, das Halten des Werkstücks und das Abheben der Elektroden vom Werkstück steuern. Wenn das Zeitfolge-Steuergerät in Gang ge- ίο setzt wird, bewirken diese Gefäße nacheinander die Einleitung der Andrück-, Schweiß-, Halte- und Abhebeintervalle des Schweißvorgangs. Das Zeitfolge-Steuergerät umfaßt außerdem einen Andrück-Zeitkreis SN zur Zeitbestimmung des Andrückvorgangs, einen Schweiß-Zeitkreis WN zur Zeitbestimmung des Schweißvorgangs, einen Halte-Zeitkreis HN zur Zeitbestimmung des Haltevorgangs und einen Abhebe-Zeitkreis ON zur Zeitbestimmung des Abhebevorgangs. Das Zeitfolge-Steuergerät enthält weiterhin eine Mehrzahl von Hilfsgefäßen ATI, ATI, AT3, ATi., AT5, AT6, sämtlich gittergesteuerte Gasentladungsgefäße, und eine Mehrzahl von Hilfszeitkreisen AN3, ANA, AN6 und AN7. Zusätzlich enthält das Zeitfolge-Steuergerät einen Transformator T5 mit einer Primärwicklung P 5 und einer Mehrzahl von Sekundärwicklungen IS5, 2S5 und 3S5 und einen anderen Transformator T6, der eine Primärwicklung P 6 mit einer Zwischenanzapfung und eine Sekundärwicklung S 6 aufweist. Weiter enthält das Zeitfolge-Steuergerät die Reihenschaltung einen Widerstandes 131 und eines Kondensators 133, die zwischen den Leitern^iLl und AL2 liegt. Die PrimärwicklungP5 liegt zwischen dem Verbindungspunkt des Widerstandes 131 und des Kondensators 133 und der Zwischenanzapfung der Primärwicklung P 6. Der Widerstand 131 und der Kondensator 133 haben einen Scheinwiderstand von derselben Größenordnung; es wird also der Primärwicklung P 5 eine Spannung aufgeprägt, die der Spannung zwischen den Leitern AL 1 und AL2 in der Phase vorauseilt entsprechend dem Verhältnis zwischen dem Widerstand 131 und dem Kondensator 133.

Das Andrückgefäß ST hat eine Anode 135, eine Kathode 137, eine erste Steuerelektrode 139 und eine zweite Steuerelektrode 141. Die Anode 135 ist mit dem Leiter ALI über die Erregungsspule eines Anlaßrelais RES verbunden. Die Kathode 137 liegt unmittelbar am Leiter AL 2. Der Abhebe-ZeitkreisOiV umfaßt einen Zeitgebekondensator 151, zu dem ein veränderlicher Widerstand 153 und ein fester Widerstand 155 parallel liegt. Der veränderliche Widerstand 153 kann durch einen Kontakt 157 des Wiederhol-Nichtwiederhol-Schalters RNR in der Nichtwiederholstellung des Schalters überbrückt werden. Die erste Steuerelektrode 139 ist mit der Kathode 137 über einen Gitterwiderstand 161, einen weiteren Widerstand 163, die Sekundärwicklung 35"5 des Transformators T5 und den Abhebe-Zeitkreis ON verbunden. Zu dem Widerstand 163 und der Sekundärwicklung 3S5 liegt ein dritter Widerstand 165 parallel. Der Zeitkreis AN3 umfaßt einen Kondensator 171, zu dem ein fester Widerstand 177 und ein Paar fester Widerstände 173 und 175 parallel liegen, wobei die letzteren eine Mittelverbindung besitzen und als Spannungsteiler wirken. Dieser Zeitkreis AN 3 hat eine Zeitkonstante von der Größenordnung einer Periode der Speisespannung. Die zweite Steuerelektrode 141 ist an die Kathode 137 über einen Gitterwiderstand 181, einen Leiter 183* und den Zeitkonstantenkreis

AN 3 angeschlossen. Die Steuerelektrode 141 ist außerdem auch an den Zeitkreis ON angeschlossen, und zwar über einen Widerstand 185, welcher mit dem Leiter 183 verbunden ist. Ein Widerstand 187 liegt zwischen der Anode 135 und der Kathode 137. Dieser Widerstand sichert, daß die Spule des Relais RES entregt wird.

Das Schweißgefäß WT enthält eine Anode 195, eine Kathode 197, eine erste Steuerelektrode 199 und eine zweite Steuerelektrode 201. Die Anode 195 ist unmittelbar mit dem Leiter AL 3 verbunden und über die Spule des Relais RE 2 und den Kontakt 405 mit dem Leiter AL 1. Die Anode 195 ist ferner auch über den Gleichrichter 203, den Widerstand 57 und den Zeitkreis AN 1 an den Leiter AL 1 angeschlossen, ebenso über Gleichrichter 203 und den Zeitkreis AN2. Die Kathode 197 ist an den Leiter AL 2 angeschlossen.

Der Gleichrichter 203 ist so gepolt, daß er den durch das Schweißgefäß WT fließenden Strom leitet, aber den in entgegengesetzter Richtung fließenden Strom sperrt. Dieser Gleichrichter ist zu dem Zweck eingeführt, zu verhüten, daß die Spule des Relais RE 2 die Zeitkreise ANl und AN2 entlädt, falls sie geladen sind.

Wenn das Schweißgefäß WT gesperrt ist, liegt die Steuerelektrode 89 des Gefäßes TT3 im wesentlichen auf dem Potential der Kathode 87 während derjenigen Halbperioden, in denen der Leiter ALI negativ ist bezüglich des Leiters AL 2, d.h. wenn die Anode 85 des Gefäßes TT3 positiv ist bezüglich der Kathode 87. Das Gefäß TT3 leitet dann, während das Schweißgefäß WT nicht leitend ist.

Der Andrück-Zeitkreis SN umfaßt einen Kondensator 261, zu dem ein veränderlicher Widerstand 263 und feste Widerstände 265 und 267 parallel liegen. Zur Überbrückung des Widerstandes 265 ist ein Schalter vorgesehen für den Fall, daß die Zeitkonstante des Kreises SN niderig sein soll. Der Andrück-Zeitkreis SN liegt zwischen der Steuerelektrode 199 und der Kathode 197 des Schweißgefäßes WT in Reihe mit der Sekundärwicklung 2S5, einem Widerstand 270 und dem Gitterwiderstand 269. Parallel zur Sekundärwicklung 25 und dem Widerstand 270 liegt ein anderer Widerstand 271.

Der Zeitkreis AN7 umfaßt einen Kondensator 221, zu dem ein Widerstand 223 parallel geschaltet ist; er liegt zwischen der Steuerelektrode 201 und der Kathode 197 des Schweißgefäßes WT. Die Zeitkonstante des Kreises AN 7 ist derart bemessen, daß der Kondensator, wenn er geladen ist und seine Entladung zugelassen wird, sich genügend entlädt, um das Gefäß WT zu entsperren während eines Zeitraumes von der Größenordnung einer Grundwelle der Speisespannung AL1-AL2.

Das Haltegefäß HT hat eine Anode 375, eine Kathode 377 und eine Steuerelektrode 379. Die Anode 375 des Gefäßes HT ist über einen strombegrenzenden Widerstand 381 und den Zeitkonstantenkreis AN 7 mit dem Leiter AL2 verbunden. Die Steuerelektrode 379 des Gefäßes HT ist über einen Gitterwiderstand 383, den Zeitkonstantenkreis AN 6 und den Zeitkonstantenkreis WN mit der Kathode 377 verbunden.

Das Abhebegefäß OTH hat eine Anode 385, eine Kathode 387 und eine Steuerelektrode 389. Die Anode ist über einen strombegrenzenden Widerstand 391, einen Leiter 393 und den Abhehe-Zeitkreis ON an den Leiter AL 2 angeschlossen. Die Kathode 387 ist unmittelbar mit dem Leiter ALI verbunden. Die Steuerelektrode 389 ist mit der Kathode 387 über den Gitterwiderstand 391, einen anderen Widerstand 395, die

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Sekundärwicklung 1 .S^-5 und den Halte-ZeitkreisifA'" verbunden. Parallel zur Sekundärwicklung IS5 und dem Widerstand 395 liegt ein anderer Widerstand 397.

Das Gittergefäß ATl hat eine Anode 295, eine Kathode 297 und eine Steuerelektrode 299. Die Anode 295 ist mit dem Leiter AL2 über einen strombegrenzenden Widerstand 301 und den Zeitkreis AN 3 verbunden. Die Kathode 297 ist unmittelbar mit dem Leiter ALI verbunden. Der Zeitkreis AN4 umfaßt einen Kondensator 251, zu dem ein Widerstand 253 parallel liegt. Die Steuerelektrode 299 liegt an der Kathode 297 über einen Gitterwiderstand 303 und den Zeitkreis AX4. Der Zeitkreis AN4 hat eine solche Zeitkonstante, daß der Kondensator 251, wenn er geladen ist und seine Entladung zugelassen wird, sich ausreichend entlädt, um das Gefäß ATl während etwa einer Periode der Speisespannung zu entsperren.

Das Gittergefäß AT2 hat eine Anode 305, eine Kathode 307 und eine Steuerelektrode 309. Die Anode 305 ist mit dem Leiter AL2 über einen strombegrenzenden Widerstand 311 und den Andriick-Zeitkreis ,SW verbunden. Die Kathode 307 ist unmittelbar mit dem Leiter.-iL 1 verbunden. Die Steuerelektrode 309 ist mit der Kathode 307 über einen Gitterwiderstand 321 und den Zeitkreis AX4 verbunden.

Das Gittergefäß AT3 hat eine Anode 235, eine Kathode 237, eine erste Steuerelektrode 239 und eine zweite Steuerelektrode 241. Die Anode 235 ist mit dem Leiter A L1 über einen strombegrenzenden Widerstand 255 und den Zeitkreis „-LV 4 verbunden. DieKathode237 des Gefäßes ATZ ist mit dem Leiter AL2 verbunden.

Die erste Steuerelektrode 239 des Gefäßes AT3 ist mit seiner Kathode 237 verbunden über den Kontakt 281 des Schalters RNR, wenn er in der Wiederhol- :;tellung ist, über den Gitterwiderstand 161 und das Netzwerk, welches die Sekundärwicklung 3 S 5 und den Abhebe-Zeitkreis ON enthält. Die zweite Steuerelektrode 241 ist über einen Gitterwiderstand 285 verbunden mit der Verbindungsstelle der Widerstände 173 und 175 und damit auch mit dem Zeitkonstantenkreis AX3. Diese Verbindungsstelle der Widerstände 173 und 175 ist durch den Druckschalter SP mit dem Leiter 183 verbunden. Wenn der Druckschalter geschlossen und der ZeitkreisAVS aufgeladen ist, ist das negative Potential, welches der Steuerelektrode 141 des Andrückgefäßes ST aufgeprägt wird, höher als bei offenem Schalter.

Das Gittergefäß ATl· hat eine Anode 325, eine Kathode 327 und eine Steuerelektrode 329. Der Zeitkreis AX5 umfaßt einen Kondensator 331, zu dem ein fester Widerstand 333 parallel liegt, und die Sekundärwicklung HS 3 des Transformators HT3, welcher Heizstrom für den Kathodenheizfaden des Gefäßes AT5 liefert. Die Anode 325 ist mit dem Leiter ALI über einen strombegrenzenden Widerstand 335 und den Zeitkreis ANS verbunden._xDie Kathode ist unmittelr bar mit dem Leiter AL2 verbunden. Die Steuerelektrode 329 des Gefäßes ^T4jst mit seiner Kathode 327 über den Gitterwiderstand£69, das Netzwerk, welches die Sekundärwicklung 2und die Widerstände 270 und 271 enthält, und fernerj-den Andrück-Zeitkreis SN verbunden. ^ . '· ' ,-, „

_: Das Gittergefäß AT5 hat eine Anode 345, eine Kathode 347 und eine Steuerelektrode 349. Der Schweißzeitkreis WN umfaßt einen Kondensator 351;: zu.dem g§ ,veränderliche Widerständest und 355 und ein fester Widerstand 357 parallel; Uegeni_{l l}Sofern eine kurze Schweißzeit erwünscht .is_|£,kann der Widerstand 355 durch einen Schalter 359 üb&rbsück't wexde'n, DenZeit? kreis i-iA^r6 umfaßt ei.nen)bKondcusatoJ"36i,. m .dem

ein Teil des Spannungsteilers 363, ein Widerstand 365 und ein anderer Widerstand 367 parallel liegen. Das Gefäß AT5 erhält seine Anodenspannung von der Sekundärwicklung 5" 6. Die Anode 345 des Gefäßes A Tl· ist über einen strombegrenzenden Widerstand 371 mit der einen Klemme der Sekundärwicklung 5*6 verbunden. Die andere Klemme der Sekundärwicklung S 6 ist über den Zeitkreis WN mit der Kathode 347 des Gefäßes ATl· verbunden. Der Zeitkreis AN6 ist in Reihe mit dem verbleibenden Teil des Spannungsteilers 363 an die Klemmen der Sekundärwicklung 6" 6 angeschlossen. Die Steuerelektrode 349 des Gefäßes ATl· ist mit dessen Kathode über einen Gitterwiderstand 373 und über den Zeitkreis AV 5 verbunden.

Das Gittergefäß AT6 hat eine Anode 205, eine Kathode 207 und eine Steuerelektrode 209. Der Zeitkreis HN umfaßt einen Kondensator 211, zu dem ein veränderlicher Widerstand 213 und ein fester Widerstand 215 parallel liegen. Die Anode 205 ist mit dem Leiter AL 1 über einen strombegrenzenden Widerstand 217 und den Zeitkreis AN verbunden. Die Kathode 207 ist mit dem Leiter AL2 verbunden. Die Steuerelektrode 209 ist mit der Kathode 207 über einen Gitterwiderstand 225 und den Zeitkreis AV7 verbunden.

Die Gefäße ST, WT, AT3, ATl· und AT6 erhalten ihre Kathodenheizspannung aus der Sekundärwicklung HS 4 eines Transformators HTl· über einen Widerstand 401. Die Heizfäden der anderen Gefäße ATI, AT2, ATS, HT und OTH werden unmittelbar von zugeordneten Sekundärwicklungen (mit Ausnahme von HS3 nicht dargestellt) von Heiztransformatoren gespeist. Beim Anlegen der Spannung an das Zeitfolge-Steuergerät erreichen aus diesem Grunde die Kathoden der Gefäße ST, WT- AT3, ATl· und AT6 eine Temperatur, bei der die Gefäße leiten können, etwa eine Periode nach den Gefäßen ATI, AT2, AT5, HT und OTH.

Als Bereitschaftszustand des Apparates wird derjenige Zustand bezeichnet, in welchem der Apparat bereit ist, eine Schweißung auszuführen, sich jedoch nicht in tatsächlichem Betrieb befindet. Bei der Betrachtung des Bereitschaftszustandes des Apparates wird angenommen, daß sich der Schalter RNR in der Wiederholstellung befindet mit geschlossenem Kontakt 281 und geöffnetem Kontakt 157, wie es dargestellt ist. Es wird avißerdem angenommen, daß das Steilheits-Steuergerät sich in Betrieb befindet und daß der Schalter SWl, wie dargestellt, geschlossen ist.

Während des Bereitschaftzustaudes. des. Apparates befinden sich die Leiter LI,-L2, ALI, AL2, DLl und DL2 unter Spannung. Wenn die Speiseleiter .4L 1 und AL2 zuerst unter Spannung gesetzt werden, sind die Zeitkonstantenkreise^Vl bis AN. 6 und,die Zeitkreise SCN, SN, WN, ON uxid HN entladen. Es-wird sofort Anodenspannurig..an die GefaBeSI¹ _j WT; AT3, ATl· und. ATß. geliefert,- aber selbst wenn .diese Aaodenspannung zufällig positiv ist,, leiten.diese Gefäße innerhalb einer Zeitspanne von der .Größenordnung einer Periode, der Speisespannung nicht, weil ihre Kathoden während. dieser Zeitspanne nach Anlegen der Spannung keine. Temperatur erreichen, die für die Stroriileitung ausreicht^,Auodenspannung wird außerdem den Gefäßetr.-f/Ί, AT2.AT5, HT und.· OT Π zugeführt. Da odje ,Heizkreise Her Kathoden^dieser Gefäße, keinen^Wldefstand^enthalten,. 'körnen diese Gefäße vor den anderen'.leiten. ..-..\...~ .yii~: ';ν· —

Dementsprechend ieitenl*ili& GeJäße ATfozteAxATQ sobald.ihrbi^noj^rispjtnnung:--pösitiv wird./Die Strawb Ethrung des'£ie&ß.e3i^^ldä^t denidtkrMs3^V3,.atiii abd.-3äfc .Stooerffiböin^xiei: .Gefäßes -idTZlästoträen .AitV

drück-Zeitkreis SN auf. Die Aufladung des Zeitkreises AN 3 erzeugt eine kleine Sperrspannung zwischen der zweiten Steuerelektrode 141 und der Kathode 137 des Gefäßes ST. Letzteres leitet dann nicht, und zwar auch dann nicht, wenn seine Kathode eine ausreichende Temperatur für die Leitung erreicht und wenn seine Anodenspannung positiv wird. Die Aufladung des Zeitkreises ANZ erzeugt ebenfalls eine Sperrspannung zwischen der Steuerelektrode 241 und der Kathode 237 des Gefäßes ATZ, so daß dieses an der Stromführung verhindert wird. Das Potential an der Steuerelektrode 241 ist negativer als das Potential an der Steuerelektrode 141, weil die erstere mit der Verbindungsstelle der Widerstände 173 und 175 und die letztere mit dem Widerstand 175 verbunden ist (wobei Schalter SP offen ist). Weil der AndrückZeitkreis SN aufgeladen ist, liegt eine Sperrspannung zwischen der Steuerelektrode 199 und der Kathode 197 des Schweißgefäßes WT und ebenso zwischen der Steuerelektrode 329 und der Kathode 327 des Gefäßes AT4:. Diese Gefäße werden dann ebenfalls gesperrt gehalten. Der Zeitkreis AN 5 ist dann ungeladen, und das Gefäß AT5 leitet. Der Zeitkreis WN wird dann geladen, und er erzeugt zwischen der Steuerelektrode 379 und der Kathode 377 des Gefäßes HT eine Sperrspannung, die dieses sperrt. Der Zeitkreis AN 7 ist dann ungeladen, und das Gefäß AT6 lädt, sobald es leiten kann, den Zeitkreis HN auf. Da die Steuerelektrode 389 des Gefäßes OTH mit dem Zeitkreis HN verbunden ist, ist dieses Gefäß OTH gesperrt.

Da das Gefäß WT gesperrt ist, ist der Zeitkreis AN 2 ungeladen, und das Gefäß TTZ leitet. Das letztere lädt den Zeitkreis SCN auf, welcher eine Sperrspannung zwischen der Steuerelektrode 89 und der Kathode 87 des Gefäßes TT2 aufprägt. Das letztere ist dann gesperrt, und der Transformator Γ4 befindet sich in Ruhe. Das Gefäß TTl wird dann gesperrt gehalten durch die Vorspannung am Kondensator 91.

Da das Gefäß WT gesperrt ist, ist das Relais RB 2 unerregt, sein Kontakt 77 ist geschlossen, und sein Kontakt 73 ist offen. Das Relais REl wird dann durch die Kontakte 77 und 407 betätigt, und sein Kontakt 71 wird geschlossen, wodurch der Widerstand RU zu einem Stromkreis mit den Eingangswicklungen WI-I und W1-2 der magnetischen Verstärker MA1 und MA2 verbunden wird. Die Impedanz der Ausgangswicklungen WO 1 und WO 2 der magnetischen Verstärker MA1 und MA 2 hängt dann ab von der Größe des Widerstandes RU, und da dieser Widerstand relativ hoch ist, ist die Impedanz ebenfalls relativ hoch. Unter diesen Umständen tritt die Spannung, die von der Sekundärwicklung OS des Transformators OT an die Steuerkreise der Gefäße HCTl und HCT2 -geliefert wird, spät innerhalb der Perioden der Speisespannung auf, und wenn das Gefäß HCTZ leiten könnte, würden die entsprechenden Zündstiftgefäße I-I und 1-2'spät innerhalb der Halbperioden zünden, so daß der niedrige Strom, der dem Beginn der Anstiegskomponenfe des-Schweißimpulses entspricht, geliefert werden'^tirere. " " ' ' ~ .

³ Tatsächlich ist jddoch "das Gefäß HCTZ "nicht leitfähig, weil "es gesperrt* bleibt durch' die Vorspannung' im Steuerkreis. Dieser Vorspannung kann durch eine Spannung am Zeitkreis ^-iVl*entgegengewirkt werden,-aber dieser Zeitkreis ist zu dieser ^vZeit ungeladen, weil das SchweiBgeiaB¹Tfc-T, welches die Ladung liefert, ge-Sperrf^tKtrAuf diese, Weise wirif an;' den ''"Transformator CT² kefiie³ Sp¹ änriung^ "geliefelrf, 'die Sie ^: Zündgefäße FTl' ψιϊΡ'ΨΤ2- ⁱZurMeri'IsQrjiirt^ uriä 'diese Gefäße und Gefäßei-i'-ünd Ϊ-2-sifter"gesperrt.^? '--*"*'-"- ~~5i

Außerdem ist das Relais RES nicht erregt, und sein Kontakt 403 ist offen, so daß die Spule SV nicht erregt und das Ventil V geschlossen ist. Die Elektrode El ist dann von der Elektrode E2 zurückgezogen, und der Schalter SP ist offen.

Zur Einleitung eines Schweiß Vorganges wird das Werkstück Z zwischen die Elektroden E1 und E 2 eingeführt und der Anlaßschalter ^ geschlossen. Durch das Schließen des Anlaß schalters wird die kleine ίο negative Vorspannung, die von dem Zeitkreis ANZ an der Steuerelektrode 141 des Andrückgefäßes ST aufgeprägt wird, kurzgeschlossen, und das Gefäß ST leitet. Die Stromführung dieses Gefäßes betätigt das Relais RES, und der Kontakt 403 wird geschlossen. Die VentilspulevS^lP^r wird dann betätigt; sie öffnet das Ventil V und gibt den Druck frei, so daß die Elektrode E1 zum Kontakt mit dem Werkstück bewegt wird. Die Elektrode wird in dieser Weise bewegt und ein Druck auf das Werkstück ausgeübt. Das Schließen des Anlaßschalters SS verbindet außerdem die Steuerelektrode 241 des Gefäßes ATZ mit der Kathode 237 über den Gitterwiderstand 285 und den Widerstand 175. Anfänglich ist der Rückdruckschalter SP offen, und solange dieser Schalter offen ist, prägt der Widerstand 175, da er Entladestrom aus dem Kondensator 171 führt, eine kleine Sperrspannung zwischen der Steuerelektrode 241 und der Kathode 237 des Gefäßes ATZ auf. Aber wenn die Elektrode E1 das Werkstück Z erfaßt hat und ein ausreichender Druck entstanden ist, wird der Schalter SP geschlossen, so daß die Steuerelektrode 241 über den Gitterwiderstand 285 mit der positiveren Seite des Widerstandes 175 verbunden wird. Das Gefäß ATZ leitet jetzt und verriegelt den Vorgang, so daß er unabhängig von der Stellung des Anlaßschalters SS fortschreitet.

Die Stromführung des Gefäßes ATZ lädt den Zeitkreis AN 4 auf, so daß die Gefäße ATl und AT2 gesperrt werden. Wenn das Gefäß ATl aufhört zu leiten, hört auch die Ladung des Zeitkreises ANZ auf, und dieser entlädt sich unmittelbar, so daß gesichert ist, daß die Gefäße ST und ATZ weiterhin leiten. Wenn das Gefäß AT2 aufhört zu leiten, hört auch die Aufladung des Zeitkreises SN auf, und dieser Zeitkreis klingt zeitlich ab. Am Ende des Andrückintervalls hat sich der Zeitkreis SN genügend entladen, um den Gefäßen WTund AT4: die Leitung freizugeben. Die Stromführung des Gefäßes WT erzeugt einen Schweißimpuls, und diese Phase des Vorgangs wird nun betrachtet werden.

Die Stromführung des Gefäßes WT bewirkt, daß der Zeitkreis AN 1 sich durch, den Gcleichrichter 203 und den Widerstand 57 in einem Solchen Sinne " auflädt, daß der Vorspannung im Steuerkreis des Ge- fäßes HCTZ entgegengewirkt -wird, so'daß dieses Gefäß jetzt leiten kann, s'obäld eines der.Gefäße HC -TX oder HCT2 leitet. Der Winkel,-' -bei dem diese gezündet werden, ist'bestimmt durch die anfängliche Impedanz der Wicklungen-'J^O 1; und- WO 2,^r;-und -diese. Gefäße leiten 'anfänglich spät' innerhalb'" der''linien zugeordneten -Halbperiöden der Speisespannung, wie-es festgelegt ist durch den WidferstMdPMfs der -anfänglich in den Stromkreis_r der Eingangswicklungen WI^-I und' W1-2 ei'rigesenä-ltet--ist. 'Weiin die. Gefäße TfC/Tl und

% MCTZⁱ Spät Iii -den¹ positiven HalbperipSferr def ihner? zdgeführten'-Spaririurigein gezüitdet -we.rden,i-'ist^die durch den T^jBinsfofmatqr CT erzeügtie-Spaiiimng· aus·' retehendi^die ^efaSteFiT "urid ^rPr2 ^:rzvFzünden; •eriF sprechend werjifeh -Iffieli· die^Zündstfftgefaße J¹Ibzw. 1-2

f& g"e^n^t^J.ⁱ⁰Ein "kiömer^S-tfeiÖ^'äfer^d'em^Beginn ^:der

1

Anstiegskomponente des Schweißimpulses entspricht, wird nun an die Primärwicklung P des Schweißtransformators geliefert.

Das Schweißgefäß WT liefert außerdem Strom an die Spule des Relais RE2, so daß dieses betätigt wird. Der Kontakt 77 wird dann geöffnet und der Kontakt 73 geschlossen. Durch die öffnung des Kontaktes 77 fällt das Relais RE1 heraus, wodurch der Kontakt 71 geöffnet wird. Der Stromfluß durch die Wicklungen WI -I und WI-2 wird jetzt bestimmt durch den Widerstand RW, der kleiner ist als der Widerstand RU. In dem Maße, wie der Strom durch die Wicklungen WI -I und WI-2 zunimmt von der Größe, die durch den Widerstand RU bestimmt ist, zu der Größe, die durch den Widerstand RW bestimmt ist, wird Spannung induziert in den Steuerwicklungen WCl und WC2, und der Abfall dieser Spannung ist bestimmt durch den Widerstand RDU in Reihe mit dem Gleichrichter XI. In Abhängigkeit von der Größe dieses Widerstandes kann der Abfall mit niedriger oder hoher Geschwindigkeit stattfinden. Wie groß auch immer die Geschwindigkeit ist, sie bestimmt die Geschwindigkeit, mit der der Stromfluß durch die Wicklungen WI -I und WI-2 wächst von der Größe, die dem Widerstand RU entspricht, zu der Größe, die dem Widerstand RW entspricht.

In dem Maße, wie der Stromfluß durch die Wicklungen WI -I und WI-2 wächst, nimmt die Impedanz der Wicklungenii^rOl und WO 2 ab. Die Phasenverzögerung der zwischen den Anoden und Kathoden der Gefäße HCTl und HCT2 aufgeprägten Spannungen nimmt ab, und die Gefäße HCTl und HCT2 werden früher und früher innerhalb der Halbperioden der Speisespannung gezündet. Die Leistungsgefäße I -I und 1 -2 werden dann ebenfalls allmählich früher in den Halbperioden der Speisespannung gezündet, und der Stromfluß durch die Primärwicklung P des Schweißtransformators W nimmt zu von dem niedrigen Anfangsbetrag zum Schweißbetrag.

Die Stromführung des Gefäßes WT bewirkt außerdem, daß der Kondensator 125 im Steuerkreis des Gefäßes TT3 geladen wird bis zu einer solchen Spannung, daß das Gefäß TT3 gesperrt wird. Die Aufladung des Zeitkreises SCN wird unterbrochen, und dieser Zeitkreis beginnt abzuklingen. Bis auf weiteres tritt in dem oben beschriebenen Vorgang keine Änderung ein. Die Anstiegskomponente und die Schweißkomponente des Schweißimpulses werden während dieser Zeit erzeugt. Am Ende der Zeitspanne, die durch den Zeitkreis SCN bestimmt wird, klingt dieser Zeitkreis ab und gibt dem Gefäß TT2 die Leitung frei. Die Stromführung dieses Gefäßes betätigt jetzt das Relais RE3.

Die Betätigung des Relais RE 3 bewirkt, daß der Kontakt 75 sich schließt und die Kontakte 405 und 407 sich öffnen. Durch den Kontakt 75 wird der Widerstand RD in einen Stromkreis mit den Eingangswicklungen WI -I und WI-2 der magnetischen Verstärker MA1 und MA 2 eingeschaltet. Das Relais RE2 wird durch den Kontakt 403 entregt, so daß es herausfällt und den Kontakt 73 öffnet. Durch den Kontakt 407 wird die Betätigung des Relais RE1 verhindert.

Der Widerstand RD ist von höherem Betrag als der Widerstand RW, und der Stromfluß durch die Wicklungen WI -I und WI-2 hat jetzt das Bestreben, abzunehmen. In dem Maße, wie der Strom abnimmt, wird Spannung in den Wicklungen WC 3 und WC 4 induziert, und ein Strom fließt durch den Widerstand RDD und den Gleichrichter X 2. Dieser Stromfluß be-360

stimmt die Geschwindigkeit, mit der der Stromfluß der Wicklungen WI -I und WI-2 abnimmt von der Größe, die dem Widerstand RW entspricht, zu der Größe, die dem Widerstand RD entspricht. In dem Maße, wie der Fluß durch die Wicklungen WI -I und WI-2 abnimmt mit der durch den Widerstand RDD bestimmten Geschwindigkeit, nimmt die Reaktanz der Wicklungen WO 1 und WO 2 entsprechend ab. Die Phasenverzögerung der von der Sekundärwicklung OS gelieferten Spannung bezüglich der Anodenspannung der Gefäße HCTl und HCT2 wird jetzt entsprechend vergrößert und der Stromfluß durch die Leistungsgefäße I -I und 1 -2 entsprechend vermindert. Dieser Stromfluß nimmt weiter ab, bis er die Größe erreicht, die einem konstanten Stromfluß durch die Wicklungen WI -I und WI-2 entspricht, und an diesem Punkt hat der Stromfluß durch die Primärwicklung P die Größe, bei welcher der Abfallstrom des Schweißimpulses aufhört.

Während der oben beschriebene Teil des Arbeitsganges stattfand, sind die Vorgänge im Zeitfolge-Steuergerät fortgeschritten. Das Gefäß ΛΤΊ, welches gleichzeitig mit dem Gefäß WT entsperrt worden war, hat den Zeitkreis AN5 geladen. Dadurch wurde das Gefäß ATh gesperrt, so daß der Schweiß-Zeitkreis WN abklingen konnte. Der oben beschriebene Arbeitsgang des Steilheits-Steuergeräts und des LeistungsLiefergeräts fand statt, während der Zeitkreis WN abklang.

Am Ende der Schweißzeit ist der Zeitkreis WN ausreichend entladen, um dem Haltegefäß HT die Leitung freizugeben. Die Stromführung des letzteren lädt den Zeitkreis AN7 auf. Der Zeitkreis AN 7 prägt der Steuerelektrode 195 des Gefäßes WT eine Vorspannung auf, so daß dieses Gefäß gesperrt wird. An diesem Punkt müssen das Leistungs-Liefergerät und das Steilheits-Steuergerät erneut betrachtet werden.

Wenn das Gefäß WT gesperrt wird, wird die Aufladung des Zeitkreises AN2 unterbrochen, und er entlädt sich in einer kurzen Zeitspanne von der Größenordnung einer Periode der Speisespannung ausreichend, um die Leitung des Gefäßes TT3 freizugeben. Der Zeitkreis SCN wird dann aufgeladen und sperrt das Gefäß TT2. Die Stromführung des Gefäßes TTl wird dann gesperrt, und das Relais RE3 fällt heraus. Das Relais RE1 wird nun über die Kontakte 77 und 407 erregt. Das Relais RE2 bleibt unerregt, weil das Gefäß WT gesperrt ist. Das Steilheits-Steuergerät ist nunmehr bereit für einen weiteren Arbeitsgang. Außerdem hört, da das Gefäß WT gesperrt ist, die Aufladung des Zeitkreises AN 1 auf, und das Gefäß HCT3 wird gesperrt. DieLieferung von Zündimpulsen durch das Wärmesteuergerät wird unterbrochen, und die Stromlieferung an die Primärwicklung P des Schweißtransformators W hört auf. Da das Andrückgefäß ST noch leitet, bleibt der Kontakt 403 geschlossen und das Ventil V offen, so daß die Elektrode El in Kontakt mit dem Werkstück Z verbleibt.

In dem Zeitfolge-Steuergerät sperrt die Aufladung des Zeitkreises AN 7 das Gefäß AT6, so daß die Aufladung des Zeitkreises HN aufhört. Dieser Zeitkreis klingt nun ab während der Haltezeit, und am Ende der Haltezeit gibt er dem Abhebegefäß OTH die Leitung frei. Das Abhebegefäß OTH lädt nun den Abhebe-Zeitkreis ON auf, und Sperrspannungen werden aufgeprägt an der Steuerelektrode 239 des Gefäßes AT3 und der Steuerelektrode 139 des Gefäßes .ST. Die Gefäße AT3 und ST werden jetzt gesperrt.

Weil das Gefäß ST gesperrt ist, fällt das Relaii RES heraus, so daß der Kontakt 403 geöffnet, das

Claims (1)

Ventil V geschlossen und die Elektrode El vom Werkstück zurückgezogen wird. Die Schweißung ist jetzt beendet, und das Werkstück Z kann für eine weitere Schweißung vorgeschoben werden, oder ein anderer Teil des Werkstücks kann zwischen die Elektroden eingeführt werden. Sobald das Gefäß AT3 gesperrt wird, entlädt sich der Zeitkreis ANi und gibt die Leitung der Gefäße ATl und ATZ frei. Die Zeitkreise AN3 und SN werden jetzt wieder geladen und für einen weiteren Arbeitsgang eingestellt. Durch die Aufladung des Zeitkreises SN wird das Gefäß ATi gesperrt, wodurch die Aufladung des Zeitkreises ANS unterbrochen und das Gefäß AT5 leitend wird. Der Zeitkreis WN wird jetzt geladen und für einen neuen Arbeitsgang eingestellt. Außerdem wird das Gefäß HT gesperrt, wodurch der Zeitkreis AN 7 sich entladen kann, so daß das Gefäß AN 6 wieder leiten kann. Der Zeitkreis HN wird jetzt geladen und für einen weiteren Arbeitsgang eingestellt, und das Gefäß OTH wird gesperrt. Der Zeitkreis ON kann entladen und für einen neuen Arbeitsgang eingestellt werden. Die Entladung des Zeitkreises ON beeinflußt die Wirkungsweise der Gefäße »ST und AT3 nicht, sofern nicht der Schalter SS geschlossen ist. Wenn er das ist, wird der oben beschriebene Arbeitsgang wiederholt mit dem Unterschied, daß dieses Mal die Gefäße ST und AT3 leitend werden durch Potentiale, die an ihren Steuerelektroden 139 bzw. 239 auftreten, statt an den Elektroden 141 bzw. 241. Es mag an diesem Punkte vorteilhaft sein, die Wirkung des Transformators T5 und des Zeitkreises AN5 auf die Arbeitsweise des Apparates zu betrachten. Die Sekundärwicklungen IS5, 2S5 und 35*5 prägen den Steuerkreisen der Gefäße OTH, WT1 ATi, ST und AT3 Welligkeiten auf, welche den entsprechenden Anodenspannungen in der Phase vorauseilen. Die Gefäße OTHr WT, ST, AT3 und ATi werden auf diese Weise zu Beginn der positiven Halbperioden der Speisespannung gezündet, und die Operation kommt in Gang. Der Zeitkreis AN5 enthält die Sekundärwicklung HS3, - welche in dem Steuerkreis des Gefäßes AT5 eine Welligkeit hervorruft, welche der entsprechenden Anodenspannung in der Phase nacheilt. Dadurch wird die Zündung des Gefäßes AT5 ausreichend verzögert, um dem Gefäß ATi zu gestatten, das Gefäß AT5 während der ersten Halbperiode, in der ATi gezündet wird, zu sperreftV'D'ieser-- ' Vorgang erlaubt dem Zeitfolge-Steuergerät, eine Schweißung zu steuern, die die Dauer einer Periode hat. Es ist ersichtlich, daß mit dem oben beschriebenen Apparat ein Schweißimpuls erzeugt wird, der für ein Schweißen hoher Präzision mit einer vorbestimmten Anstiegskomponente, einer vorbestimmten Schweißkomponente und einer vorbestimmten Abfallkompoaente geeignet ist. Dieser Schweißimpuls wird mit einem Apparat erzeugt, der die Kompliziertheit des früher vorgeschlagenen Apparates nicht besitzt. Die Fig. 2, 3 und 4 stellen die wichtigen Einzelheiten von Abwandlungen der Erfindung dar. In jedem Fall umfassen sie nur die magnetischen Verstärker und wenige dazugehörige Teile. Die Abwandlung nach Fig. 2 zeigt einen magnetischen Verstärkerkreis, der magnetische Verstärker MA1 und M'A2 enthält, wie sie auch in dem Ausführungsbeispiel lach Fig. 1 enthalten sind. Aber in diesem Fall sind iie Ausgangswicklungen WO 1 und WO 2 parallel geschaltet, wobei die Parallelschaltung in einem Stromereis mit dem Phasenschieberwiderstand RP und der Sekundärwicklung 6*3 des Transformators Γ3 liegt. Die Impedanz der Wicklungen WO 1 und WO 2 ist in diesem Fall gleich dem Produkt der Impedanzen jeder der Wicklungen, dividiert durch ihre Summe; sie ist wesentlich kleiner als die Impedanz in dem Fall, in welchem die Wicklungen WOl und WO 2 wie in Fig. 1 in Reihe geschaltet sind und sich gegenseitig unterstützen. Die Abwandlung nach Fig. 3 ist der Abwandlung nach Fig. 2 ähnlich, ausgenommen, daß in diesem Fall die Gleichrichter X 3 und Xi zwischen den gemeinsamen Leitern 407 und 409 liegen, welche zu der Sekundarwicklung1S1S und dem Widerstand RP bzw. zu den Ausgangswicklungen WO 1 und WO 2 führen. Die Gleichrichter X 3 und X 4 sind gegensinnig angeschlossen, so daß während der Halbperioden, in denen der Leiter 407 gegenüber dem Leiter 409 positiv ist, der Gleichrichter Xi durch die Wicklung WO 2 leitet und so daß während der anderen Halbperioden der Gleichrichter X 3 durch die Wicklung WO 1 leitet. Die Gleichrichter wirken derart, daß sie einen Selbstsättigungseffekt auf den KernenCl bzw. C 2 erzeugen, so daß auf diese Weise eine scharfe Änderung der Impedanz der Magnetverstärker MA1 und MA2 als Folge einer Änderung im Stromfluß durch die Eingangswicklungen WI-I und WI-2 hervorgerufen wird. Der Apparat nach Fig. 4 enthält magnetische Verstärker IMAl und IM A2, von denen jeder nur drei Wicklungen hat, und zwar eine Ausgangs wicklung 1 WO 1 bzw. 1 WO 2, eine Eingangswicklung 1 WI-I bzw. 1WI-2 und nur eine SteuerwicklunglFFCl bzw. IWC 2. An den Klemmen der S teuer wicklungen sind die Stromkreise zur Steuerung der· Anstiegsgeschwindigkeit und der Abfallgeschwindigkeit des Schweißimpulses angeschlossen. Der erstgenannte Stromkreis umfaßt den veränderlichen Widerstand IRDU und den GleichrichterlXlj und der andere umfaßt den veränderlichen Widerstand 1RDD und den Gleichrichter 1X2. Die GleichrichterlXl und 1X2 sind entgegengesetzt angeschlossen, so daß der erstere den Strom leitet, der in den Steuerwicklungen IWCl und 1WC2 induziert wird, wenn der Stromfluß in den EingangswicklungenlfFZ-IundlPFJ-Z zunimmt, und der letztere den Strom leitet, der in den Wicklungen 1 WC 1 und 1 WC 2 induziert wird, wenn der .Stromr fin den Eingangswicklungen 1 WI-I und 1 WI-2 abnimmt. Die magnetischen Verstärkerkreise nach den Fig. 2, 3 und 4 sind in der gleichen Weise mit dem Zeitfolge-Steuergerät, dem Zeitsteuerkreis, dem Wärmesteuer gerät und dem Leistungs-Liefergerät verbunden wie der magnetische Verstärkerkreis des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1; sie arbeiten auch im wesentlichen in derselben Weise. Die Erfindung ist nicht auf die geschilderten Ausführungsbeispiele beschränkt; es sind vielmehr noch viele weitere Abwandlungen im Rahmen des grundsätzlichen Erfindungsgedankens möglich. PATENTΛN S P R OC IIE:

1. Schaltanordnung für Widerstands-Schweißapparate mit gesteuerten Entladungsgefäßen zur Erzeugung von Schweißstromimpulsen, die aus aufeinanderfolgenden Komponenten mit zeitlich veränderlicher bzw. konstanter Stromstärke zusammengesetzt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündzeitpunkte der Entladungsgefäße durch