DE691197C - Vorrichtung zur Zuendung des Lichtbogens bei elektrischen Lichtbogenschweissmaschinen - Google Patents

Description

Beim Schweißen mit elektrischem Lichtbogen springt bekanntlich die Spannung des Schweißgenerators plötzlich von ο auf einen hohen Wert, wenn der dem Lichtbogenziehen vorangehende Elektrodenkurzschluß aufgehoben wird. Diese Spannung muß so groß sein, daß die Zündung des Schweißlichtbogens gewährleistet ist. Wird nun die Stärke des Schweißstroms durch Veränderung des Erregerstromes geregelt, so besteht die Gefahr, daß die beim Aufheben des Elektrodenkurzschlusses entstehende Spannung unterhalb der Zündspannung liegt.

Diese Verhältnisse sind in Fig. 1 der

Zeichnung veranschaulicht, die die Leerlaufcharakteristik der Maschine, d. h. die Abhängigkeit der EMK von dem Erregerstrom veranschaulicht. Es sei E₁ der Wert, auf den die EMK beim Aufheben des Elektrodenkurzschlusses springt, wenn die Erregung I₁ beträgt, und E₂ die Grenzspannung, bei der die Zündung noch eintreten kann und die einer Erregung i_s entspricht. Ist nun die Erregung des Generators unterhalb dieses Wertes eingestellt, so kann der Lichtbogen nicht zünden. Dieser Nachteil könnte dadurch behoben werden, daß bei Kurzschluß des Generators eine Erregung eingestellt wird, die im Generator eine oberhalb der Zündspannung liegende EMK erzeugt. Hierzu könnte eine bekannte Vorrichtung benutzt werden, bei der ein regelbarer Vorschaltwiderstand vorgesehen ist, der mit einem zweiten Regelkontakt ausgerüstet ist, mit dessen Hilfe durch einen am Elektrodenhalter vorgesehenen Schalter ein Teil des Regelwiderstandes kurzgeschlossen werden kann. Dabei muß aber das zweite Regelglied zugleich so verstellt werden, daß auch bei niedrigen Schweißstromstärken die erforderliche Zünd-Spannung erreicht wird. Dieses Mittel ist also von der Geschicklichkeit und Aufmerksamkeit des Schweißers besonders abhängig. Es soll daher durch eine selbsttätige Regelvorrichtung ersetzt werden, die nach der Erfindung darin besteht, daß an die Klemmen des Schweißgenerators ein Spannungsabfallrelais angeschlossen wird, das bei dem infolge der Berührung der Elektrode mit dem Werkstück eintretenden Zusammenbrechen der Generatorspannung selbsttätig eine vorübergehende, zur nachherigen Erzeugung der Zündspannung ausreichende Erhöhung der Erregung des Generators herbeiführt.'

Es sind wohl selbsttätige Vorrichtungen bekannt, die dazu dienen, eine hohe Zündspannung zu sichern, ohne den Schweißer während der Unterbrechung des Schweißvor-

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dipl.-Ing. Gerhard Hagedorn in Berlin-Halensee.

ganges durch eine ebenso hohe Spannung zu gefährden, und die darauf beruhen, daß ein Relais das Übersetzungsverhältnis eines Schweißtransformators selbsttätig ändert. Diese selbsttätige Vorrichtung ist jedoch nur"-_; für Wechselstromschweißmaschinen zu gebrauchen. Ferner werden bei ihr Arbeits-i ströme geschaltet, die stärkere Schalter erfordern, als für das Schalten von den bei der to vorliegenden Erfindung benutzten wesentlich kleineren Erregerströmen notwendig sind. Des weiteren erfordern die bekannten Einrichtungen besondere Hilfswiderstände. Schließlich sind für die Schaltungen bei diesen Einrichtungen nicht nur eine Relaisspule wie bei der vorliegenden Einrichtung, sondern zwei Relaisspulen erforderlich, oder es wird eine besondere Sekundärspule sowie ein "besonderer Druckknopf gebraucht, um die Erregung für das Relais zu beschaffen, wobei diese Ausführungsform nicht selbsttätig arbeitet, sondern die Bedienung und Aufmerksamkeit des Schweißers in Anspruch nimmt. ·

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 2 der Zeichnung veranschaulicht. Diese zeigt einen auf eine Schweißstelle 20 arbeitenden Generator 1 mit dem Läufer 2 und der Erregerwicklung 3. Ferner ist eine Erregermaschine 4 vorhanden, die über einen Regelwiderstand 5 die Erregerwicklung 3 des Generators speist. Nach der Erfindung ist noch ein Schalter 6 vorgesehen, durch den der Erregerwiderstand 5 kurzgeschlossen werden kann. Mit dem Schalter 6 ist ein Spannungsrelais 7 verbunden, dessen Erregerspule an die Klemmen des Schweißgenerators angeschlossen ist. Es ist dabei unbeachtlich, ob zwischen den Anschlußpunkten der Er- +0 regerspule und den Klemmen des Generators noch irgendein spannungsverzehrender Widerstand, z. B. eine Drosselspule, eingeschaltet ist. Der Erregerspule des Relais 7 entgegen wirkt eine Feder 8, die den Schalter 6 schließt, wenn der Erregerstrom des Relais, also die Spannung des Generators, unter einen gewissen Wert sinkt, der so gewählt ist, daß der Schalter 6 bei Kurzschluß an der Schweißstelle auf jeden Fall geschlossen wird.

Der Erregerwiderstand 5 kann nun dem Bedürfnis an Schweißstrom entsprechend eingestellt werden und während des normalen Schweißvorganges in dem gewünschten Sinn wirken. Sowie aber Kurzschluß an der Schweißstelle eintritt und die Generatarspannung zusammenbricht, wird der Schalter 6 durch die Feder 8 selbsttätig geschlossen und damit der Erregerwiderstand 5 überbrückt. Die EMK des Generators steigt auf ihren Höchstwert und damit über die Grenze der Zündspannung. Nach dem Zünden des Lichtbogens stellt sich wieder Spannung am Generator ein, die in der Erregerspüle 7 des :.Spannungsrelais wieder einen Strom erzeugt,

*{f|i"_; den Schalter 6 öffnet, so daß die Regel-

irfichtung wieder für den nächsten Kurz-'^s%-hluß vorbereitet ist.
■ An dem Schalter 6 ist noch eine Dämpfungsvorrichtung 9 vorgesehen, durch die das öffnen des Schalters verzögert wird, um zu verhindern, daß die beim Kurzschluß entstandene hohe Generatorspannung zu schnell unter die Zündspannung sinkt und der Schweißlichtbogen nicht gebildet werden kann.

Anstatt einen besonderen Schalter zum Kurzschließen des Regelwiderstandes zu verwenden, kann auch, wie in Fig. 3 dargestellt, der Regel widerstand selbst in seine Kurzschlußstellung gebracht oder wenigstens so weit verkleinert werden, daß sich der Lichtbogen nach Aufhebung des Kurzschlusses bilden kann. Zu diesem Zweck ist der bewegliche Kontakt 10 des Erregerwiderstandes 5 mit dem Spannungsrelais 7 mechanisch verbunden, dessen Erregerspule an die Klemmen des Generators 1 angeschlossen ist, und mit einer Feder. 8, die der Zugkraft der Spule 7 entgegenwirkt. Zur Einstellung der Erregerstromstärke dient in diesem Fall ein einstellbarer Anschlag 11, der die Hubhöhe des Magnetkerns 12 des Spannungsrelais begrenzt.

Bei Verwendung von Wechselstromschweißmaschinen, die sich selbst regeln, kann die Einstellung der Erregung in Abhängigkeit von dem Elektrodenkurzschluß dadurch erreicht werden, daß die Spannung des den Erregerkreis speisenden Transformators bei Kurzschluß vergrößert wird. Ein Ausführungsbeispiel hierfür ist in Fig. 4 veranschaulicht. Hier wird die Erregerwicklung 3 des Wechselstromgenerators 1 über den Regelwiderstand 5· aus dem Stromtransformator 13 gespeist. Ferner ist ein Schalter »°5 i6 vorgesehen, der den Teil 15 der Sekundärwicklung 14 des Transformators überbrückt, wenn er geschlossen ist. Der Schalter 16 steht ähnlich wie bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel unter dem Ein- no fluß eines Spannungsrelais 7 und einer Rückzugfeder 8; doch sind diese beiden Teile hier so angeordnet, daß der Schalter unter dem überwiegenden Einfluß der Spule 7 geschlossen wird und beim Überwiegen der Federkraft ausgeschaltet wird. Hierdurch wird erreicht, daß im Augenblick des Kurzschlusses des Generators, wenn die Federkraft überwiegt, der Schalter 16 ausgeschaltet wird und der Erregertransformator mit iao voller Spannung auf die Erregerwicklung 3 wirkt und damit die EMK des Generators

und die dieser gleichen Klemmenspannung verstärkt, gleichgültig auf welcher Stellung sich der Regelwiderstand 5, der die Stromstärke des Generators beeinflußt, befindet.
Anstatt des Erregerstromkreises der' Maschine selbst kann auch' der Erregerstromkreis der Erregermaschine durch die angegebenen Mittel beeinflußt werden.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Zündung des Lichtbogens bei elektrischen Lichtbogenschweißmaschinen, durch welche die Erregung des Generators auch bei der niedrigsten durch die betriebsmäßige Einregelung einstellbaren Erregerstromstärke für den Augenblick des Zündens des Lichtbogens so weit erhöhbar ist, daß sie im Generator eine oberhalb der Zündspannung liegende EMK erzeugt, gekennzeichnet durch ein an die Klemmen des Schweißgenerators angeschlossenes Spannungsabfallrelais, das bei dem infolge der Berührung der Elektrode mit dem Werkes stück eintretenden Zusammenbrechen der Generatorspannung selbsttätig eine vorüberlehende, zur nacMierigen Erzeugung der Zündspannung ausreichende Erhöhung der Erregung des Generators 3<> herbeiführt.

2. Zündvorrichtung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch einen vom Spannungsabfallrelais (7) gesteuerten Schaltter (6), der während des .Kurzschlusses der Schweißelektroden den Regelwiderstand (5) des Erregerstromkreises oder eines Hilfserregerstromkreises überbrückt und diese Überbrückung nach Aufheben des Elektrodenkurzschlusses selbsttätig wieder aufhebt.

. 3. Zündvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein mechanisch an dem verstellbaren Kontakte des Regelwiderstandes (5) selbst angreifendes Spaunungsabfallrelais (7), welches während der Dauer des Kurzschlusses der Schweißelektroden die Größe des Regelwiderstandes des Erregerstromkreises selbsttätig auf einen zur nachherigen Erzeugung ■ ' der Zündspannung ausreichenden Wert verkleinert.

4. Zündvorrichtung nach Anspruch i_ für Wechselstromschweißgeneratoren mit Selbsterregung, gekennzeichnet durch einen vom Spannurfgsabfallrelais (7) gesteuerten, betriebsmäßig einen Teil der Sekundärwicklung des Erregertransformators (13) überbrückenden Schalter (16), der während des Kurzschlusses der Schweißelektroden diese Überbrückung selbsttätig aufhebt und dadurch die Spannung des Erregertransformators auf einen zur nachherigen Erzeugung der Zündspannung ausreichenden Wert vergrößert.

5. Zündvorrichtung nach den Ansprüchen 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannungsabfallrelais (7) mit einer Verzögerungseinrichtung (9) ausgerüstet ist, die es erst nach einer für die Zündung ausreichenden Zeit in seine Ausgangsstellung zurückgehen läfir.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen