DE947725C

DE947725C - Device for controlling electric arcs

Info

Publication number: DE947725C
Application number: DEA1067D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Horst Von Conrady
Original assignee: Ambi Budd Presswerk GmbH
Current assignee: Ambi Budd Presswerk GmbH
Priority date: 1943-10-22
Filing date: 1943-10-22
Publication date: 1956-08-23
Also published as: DE954090C

Description

Einrichtung zum Steuern von elektrischen Lichtbögen Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Steuern von mit Gleich- oder Wechselstrom betriebenen Lichtbögen, insbesondere für Lichtbogenschweißautomaten, bei der die Elektrode oder Elektroden durch einen gegebenenfalls fremderregten Vorschubmotor bewegt wird bzw. werden.Device for controlling electric arcs The invention relates to a device for controlling direct or alternating current Arcs, especially for automatic arc welding machines, in which the electrode or Electrodes is moved by a possibly separately excited feed motor or will.

Die bisher bekannten Einrichtungen zum Steuern eines Lirihtbogens durch einen Vorschubmotor sind sehr umständlich, denn sie arbeiten . alle mit gesonderten Hilfsspannungsquellen, Leonard-Steuerungen, Differentialgetrieben oder sogar zwei Motoren für Vor- und Rückwärtslauf. Auch sind Relaissteuerungen mit einer großen Anzahl von Relais mit vielen Kontakten für den vorliegenden Zweck nicht mehr neu.The previously known devices for controlling a Lirihtbogens using a feed motor are very cumbersome because they work. all with separate Auxiliary voltage sources, Leonard controls, differential gears, or even two Motors for forward and reverse rotation. Relay controls are also available with a large Number of relays with many contacts no longer new for the present purpose.

Demgegenüber ist das Charakteristikum der Erfindung, daß die gesamte Steuerung ohne Zuhilfenahme von Fremdspannungen ausführbar ist und daß sich der Lichtbogenstromkreis alle notwendigen Steuerungsspannungen selbst erzeugt.In contrast, the characteristic of the invention is that the entire Control can be carried out without the aid of external voltages and that the Arc circuit generates all necessary control voltages itself.

Nach der Erfindung wird eine wesentliche VereinfacJhung gegenüber dem Stand der Technik dadurch erzielt, daB der eine Pol des Vorschubmo-tors zwischen den Lichtbogen und einen Widerstand gelegt wird, während der andere Pol mit dem Abgriff eines Spannungsteilers verbunden wird, dessen Enden an der gesamten Betriebsspannung liegen, so daB der Spannungsabfall im Widerstand in Verbindung mit der Lichtbogenspannung den Vor- oder Rückwärtslauf bzw. Stillstand des Motors bewirkt.According to the invention, there is an essential simplification the prior art achieved in that one pole of the feed motor between the arc and a resistor is placed, while the other pole is connected to the Tap of a voltage divider is connected, the ends of which are connected to the entire operating voltage so that the voltage drop in the resistor is related to the arc voltage causes the motor to run forwards or backwards or to stand still.

Es ist zwar bereits bekannt, im LiGhtbogenkreis einen Widerstand anzuordnen, jedoch wird hier der Vorschubmotor nur mittelbar durch ein Relais mit Hilfswicklung und eine weitere Einrichtung umgesteuert, während nach der vorliegenden Erfindung, die Umsteuerung unmittelbar erfolgt. Da das bei der bekannten Einrichtung verwendete Relais nur »ein«- und »aus«sohaltet, muß dabei durch die Hilfswicklung auf Umwegen erreicht werden, was mit der Einrichtung nach der vorliegenden Erfindung auf direktem Wege bewirkt wird.It is already known to arrange a resistor in the light arc circle, however, here the feed motor is only indirectly via a relay Auxiliary winding and another device reversed, while according to the present invention, the change of direction takes place immediately. Since that used in the known device Relay only hold "on" and "off", has to go through the auxiliary winding in a roundabout way be achieved what with the device according to the present invention on direct Ways is effected.

In dem Widerstand bei der Einrichtung nach der Erfindung tritt zwar ein gewisser Wärmeverlust auf, der jedoch gegenüber der Ersparnis - besonderer Stromquellen für Steuerspannungen leicht in Kauf genommen werden kann; außerdem wird der Wirkungsgrad mit steigender Stromstärke günstiger, denn das Verhältnis des Wärmeverlustes am Widerstand zur Lichtbogenwärme wird dabei zunehmend kleiner.In the resistance in the device according to the invention occurs a certain loss of heat, but this compared to the savings - special power sources can easily be accepted for control voltages; also the efficiency cheaper with increasing amperage, because the ratio of heat loss on the The resistance to the heat of the arc becomes increasingly smaller.

Ein weiterer Vorteil des Gegenstandes der Erfindung liegt :darin, däß diese Einrichtung bei entsprechender Wahl des Vorschubmotors sowohl für Gleich- als auch für Wechselstrom verwendet werden kann.Another advantage of the subject matter of the invention is: that if the feed motor is selected accordingly, this device can be used for both as well as for alternating current.

Vorteilhaft liegt an der reinen Liohtbogenspannung die Spule eines Schützes mit Ruhekontakt, der den den Rückwärtslauf des Motors regelnden Teil des Spannungsteilers kurzschließt.The coil of a coil is advantageously due to the pure arc voltage Contactor with normally closed contact, which controls the reverse rotation of the motor of the Voltage divider short-circuits.

Vorzugsweise kann noch in an sich bekannter Weise ein vom Hauptstrom betätigtes Schütz-vorgesehen sein, das die Leerlaufspannung der Stromquelle der Betriebsspannung des Lichtbogens durch Beeinflussung der Erregung der Stromquelle angleicht.Preferably, in a manner known per se, one can also be drawn from the main stream operated contactor-be provided that the open circuit voltage of the power source of the Operating voltage of the arc by influencing the excitation of the power source aligns.

In der Zeichnung ist die Schaltung der Einrichtung beispielsweise für einen Liohtbogensehweißautomatendargestellt. Von einer Stromquelle i fließt der Strom in der einen Richtung über die Leitung 2 zur Elektrode 3 und in der anderen Richtung über die Leitung q: und einen Widerstand 5 z. B. zu einer Werkstückaufnahme 6 für die beiden zu verschweißenden Werkstücke 7 und. B. Die Elektrodz 3 wird durch den Vorschubmotor 9 in an sich.bekannter Weise auf und ab bewegt, so daß .der Lichtbogen zunächst zündet, dann die Elektrode zurückgezogen und dem Abbrande entsprechend in einer Entfernung vom Werkstück gehalten bzw. vorgeschoben wird, die der gewünschten Länge des Lichtbogens gleich ist. Die eine Klemme des Motors 9 liegt über die Leitung 1o zwischen Lichtbogen und Widerstand 5 und die andere ist über die Leitung 1 i mit dem Abgriff 12 eines Spannungsteilers 13 verbunden, dessen Enden an die Leitungen 2 und g. der Betriebsspannung angeschlossen sind.In the drawing, the circuit of the device is for example for a Liohtbogensehweißautomat shown. From a current source i flows the current in one direction via line 2 to electrode 3 and in the other Direction via line q: and a resistor 5 z. B. to a workpiece holder 6 for the two workpieces to be welded 7 and. B. The Elektrodz 3 is through the feed motor 9 moves up and down in a manner known per se, so that .the arc first ignites, then the electrode is withdrawn and according to the burn is held or advanced at a distance from the workpiece that is the desired Length of the arc is the same. One terminal of the motor 9 is on the line 1o between arc and resistor 5 and the other is via line 1 i connected to the tap 12 of a voltage divider 13, the ends of which to the lines 2 and g. connected to the operating voltage.

Bei Leerlauf, d. h. bevor der Lichtbogen gezündet ist, läuft der S_ trom zunächst von der Stromquelle i über die Leitung 2, den Teil a des Spannungsteilers 13 und dann zum Teil über die Leitung i i, den Motor 9, die Leitung 1o und den Widerstand 5 und zum Teil über den Teil b des Spannungsteilers zur Leitung 4: und zur Stromquelle zurück. Der Motor 9 senkt jetzt die Elektrode 3 auf das Werkstück. Sobald die Elektrode das Werkstück berührt, wird der Teil a des Spannungsteilers kurzgeschlossen. Da jetzt der Kurzschlußstrom über den Widerstand 5 fließt, entsteht an diesem ein Spannungsabfall, von dem aus der Strom: über die Leitung io, den Motor 9, die Leitung i i und den Teil b des Spannungsteilers zur Leitung q., d. h. in umgekehrter Richtung, durch den Motor 9 fließt. Dieser zieht die Elektrode jetzt also zurück. Dadurch entsteht der Lichtbogen und an diesem eine Spannung, die allmählich so groß wird, daß auch von ihr aus wieder ein Strom in der vorher bei Leerlauf beschriebenen Weise von der Leitung 2 über den Teil a .des Spannungsteilers, .die Leitung i i, den Motor 9 und die Leitung io fließt. Es liegen also an dem Motor jetzt zwei entgegengesetzte Spannungen, die bei Gleichheit den Motor stillsetzen. Erhöht sich die Lichtbogenspannung durch Verlängerung des Lichtbogens infolge Abbrandes, so überwiegt im Motorstromkreis der von der Lichtbogenspannung ausgehende Stromanteil, und der Motor läuft durch die an seinen Klemmen entstehende- Differenzspannung vorwärts. Wird der Lichtbogen z. B. durch eine Unebenheit des Werkstückes zu kurz, so überwiegt die an dem Widerstand 5 vorhandene Spannung, und der Motor läuft rückwärts, 'hebt also die Elektrode vom Werkstück ab. Durch Einstellen des Abgriffes 12 am Spannungsteiler 13 läßt sich die Länge des Lichtbogens in einfachster Weise festlegen, so daß der Motor praktisch entsprechend ,dem Abbrande der Elektrode gleichmäßig vorwärts läuft. Dabei wird in der eben beschriebenen Weise jede Änderung der Lichtbogenlänge selbsttätig fortlaufend ausgeglichen.When idling, i. H. before the arc is ignited, the S_ runs current first from the current source i via line 2, part a of the voltage divider 13 and then partly via the line i i, the motor 9, the line 1o and the resistor 5 and partly via part b of the voltage divider to line 4: and to the power source return. The motor 9 now lowers the electrode 3 onto the workpiece. Once the electrode touches the workpiece, part a of the voltage divider is short-circuited. There now the short-circuit current flows through resistor 5, there is a voltage drop across it, from which the current: via the line io, the motor 9, the line i i and the Part b of the voltage divider to line q., D. H. in the opposite direction, through the motor 9 flows. This now pulls the electrode back. This creates the arc and a tension on it, which gradually becomes so great that also from it again a current in the manner previously described for idling the line 2 via part a. of the voltage divider,. the line i i, the motor 9 and the line io flows. So there are now two opposing forces on the engine Voltages which, if they are equal, bring the motor to a standstill. The arc voltage increases by lengthening the arc as a result of burn-up, prevails in the motor circuit the current component from the arc voltage, and the motor runs forward differential voltage at its terminals. Will the arc z. B. too short due to an unevenness of the workpiece, the predominance of the resistance 5 existing voltage, and the motor runs backwards, so lifts the electrode off Workpiece. By adjusting the tap 12 on the voltage divider 13 can Set the length of the arc in the simplest possible way, so that the motor is practical according to the consumption of the electrode moves forward evenly. It will in the manner just described, every change in the arc length is automatically continuous balanced.

Sobald die Elektrode das Werkstück berührt hat, ist es zweckmäßig, sie so schnell wie möglich zurückzuziehen, damit sie nicht festbrennt. Zu diesem Zweck wird erfindungsgemäß der Teil b des Spannungsteilers bei Rüekwärtslauf kurzgeschlossen. Hierzu dient @ ein Schütz, dessen Spule 14 an der reinen Liohtbogenspannung, d. h. zwischen den Leitungen 2 und io angeordnet ist und einen Ruhekontakt 15 betätigt. Solange die Elektrode 3 das Werkstück noch nicht berührt, fließt durch die Spule 14 infolge der Leerlaufspannung Strom übel die Leitungen 2 und 1o. Sobald die Elektrode mit dem Werkstück in Berührung kommt, wird die Spule 14 kurzgeschlossen, das Schütz fällt ab, und der Kontakt 15 wird geschlossen, so daß der Strom für den Motor 9 jetzt statt durch den Teil b des Spannungsteilers durch .die Leitung 16 unmittelbar fließt. Der Motor- zieht die Elektrode daher beschleunigt zurück, bis sich der Lichtbogen entwickelt hat und damit seine Spannung so groß wird, daß die Spule 14 den Kontakt 15 wieder öffnet.As soon as the electrode has touched the workpiece, it is advisable to pull it back asap so it doesn't stick. To this According to the invention, part b of the voltage divider is short-circuited when running backwards. A contactor is used for this purpose, the coil 14 of which is connected to the pure arc voltage, i.e. H. is arranged between the lines 2 and io and a normally closed contact 15 is actuated. As long as the electrode 3 does not touch the workpiece, it flows through the coil 14 due to the open circuit voltage current bad the lines 2 and 1o. Once the electrode comes into contact with the workpiece, the coil 14 is short-circuited, the contactor drops out, and the contact 15 is closed, so that the current for the motor 9 now instead of through part b of the voltage divider through .the line 16 directly flows. The motor therefore pulls the electrode back more quickly until the arc breaks has developed and thus its voltage is so great that the coil 14 makes contact 15 opens again.

Es kann ferner noch in- bekannter Weise zwischen dem Widerstand 5 und der Leitung q. eine Spüle 17 eines Schützes mit Arbeitskontakt 18 vorgesehen sein. Dieser Kontakt i8 liegt zwischen zwei Leitungen 19, 2o, die mit dem Regelwiderstand 21 für die Erregerspannung des Feldes 22 der Stromquelle verbunden sind. Da die Leerlaufspannung in .den meisten Fällen erheblich größer ist als die Lichtbogenspannung, würde der Vorschubmotor überlastet werden und auch zu schnell laufen. Daher ist der Erregerwiderstand 21 bei Leerlauf vollständig eingeschaltet, die erzeugte Leerlaufspannung also gering. Erst wenn die Elektrode 3 das Werkstück berührt, wird der Kontakt i8 geschlossen, der nun erst den Abgriff des Widerstandes 2i zur Wirkung bringt, so daß erst jetzt die zum Betriebe des Lichtbogens notwendige Energie zur Verfügung steht.It can also be used in a known manner between the resistor 5 and the line q. a sink 17 of a contactor with normally open contact 18 is provided be. This contact i8 lies between two lines 19, 2o that connect to the rheostat 21 for the excitation voltage of the field 22 of the power source are connected. Since the Open circuit voltage is in most cases considerably larger than the arc voltage, the feed motor would be overloaded and too fast to run. Therefore, the excitation resistor 21 is fully switched on when idling, the generated open circuit voltage is therefore low. Only when the electrode 3 hits the workpiece touched, the contact i8 is closed, which is only now the tap of the resistor 2i brings into effect, so that only now the necessary for operating the arc Energy is available.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Device for controlling with direct or alternating current operated electric arcs, especially for automatic arc welding machines, in which the electrode or electrodes are driven by a possibly separately excited feed motor is or are moved and in which a resistor is arranged in the arc circuit is, characterized in that one pole of the feed motor (y). between Arc and resistance (5) lies, while the other pole with the tap (i2) a voltage divider (13) is connected, the ends of which are connected to the entire operating voltage so that the voltage drop in the resistor is related to the arc voltage causes the motor to run forwards or backwards or to stand still.

2. Establishment according to claim i, characterized in that on the pure arc voltage the Coil (14) of a contactor with normally closed contact (15), which allows the reverse of the motor regulating part (b) of the voltage divider (13) short-circuits.

3. Establishment according to claim i or 2, characterized by a contactor actuated by the main current (17, 18), which is the open circuit voltage of the power source (i) the operating voltage of the Adjusts the arc by influencing the excitation (22) of the power source.