DE969718C

DE969718C - Stromanstiegs- und -abfallsteuerung fuer Widerstandsschweissmaschinen

Info

Publication number: DE969718C
Application number: DEL21320A
Authority: DE
Inventors: Albert Gericke
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1955-03-05
Filing date: 1955-03-05
Publication date: 1958-07-10

Description

Stromanstiegs- und -abfallsteuerung für Widerstandsschweißmaschinen Zum Schalten der Primärströme von Widerstandsschweißmaschinen sind Steuerungen mit zündstiftgesteuerten Gasentladungsröhren (im folgenden »Ignitron« genannt) bekannt, mit denen durch Wahl des Zündzeitpunktes in jeder Halbwelle der Phasenanschnitt und. damit derim Mittel durch die Schweißmaschine fließende Strom beliebig eingestellt werden kann.
Diese Steuerung arbeitet in der Regel mit Hilfe von gittergesteuerten Zündröhren (im folgenden »Thyratron« genannt), die den Zündstrom im vorgewählten Augenblick freigeben. Im allgemeinen arbeiten diese Schaltungen mit der sogenannten Anodenzündschaltung, d. h. die Zündenergie wird unmittelbar dem Schweißnetz 'von der Anodenseite des zu zündenden Igni.trons her entnommen.
Aus schweißtechnischen Gründen ist es nun häufig erwünscht und auch bekannt, den Schweißstrom nicht sofort in seiner vollen Stärke einzuschalten. Der Strom soll durch einen gleitenden Phasenanschnitt erst nach einer einstellbaren Zeit seinen vollen Wert erreichen. In anderen Fällen wird verlangt und ist auch bekannt, daß der Strom auch nicht sofort von seinem vollen Wert abgeschaltet wird, sondern ebenfalls während einer einstellbaren Zeit mit einem gleitenden Phasenanschnitt bis auf den Wert Null absinkt.
Es sind auch Anordnungen zur Steuerung von Widerstandsschweißmaschinen bekanntgeworden, bei welchen mit einer gleitenden Gleichspannung im Gitterkreis der Röhren gearbeitet wird. Diese Gleichspannungen wirken jedoch zum Teil nicht unmittelbar auf die' Gitter- der Zündthyratrons. Außerdem sind diese Schaltungen sehr kompliziert und daher nur schlecht für den nachträglichen Einbau in vorhandene- Schweißsteuerungen geeignet, wenn diese noch mit Stromanstieg und/oder Stromabfall beaufschlagt werden sollen. In diesen Fällen wären weitere zusätzliche und umfangreiche Baugruppen erforderlich.
Um diese Nachteile zu umgehen, wird in der vorliegenden Erfindung die zur Sperrung der Zündthyratrons ohnehin notwendige Gittervorspannung verwendet, wobei der zusätzliche Effekt der Stromanstiegs- bzw. Stromabfallsteuerung dadurch herbeigeführt wird, daß man die negative Gittervorspannung mit einer einstellbaren Zeitkonstante abklingen bzw. ansteigen läßt. Hierdurch ergibt sich der neue überraschende Effekt, daß die für empfindliche Schweißaufgaben wünschenswerte Stromanstiegssteuerung ohne wesentliche zusätzliche Schaltungsmittel mit dem normalen Steuerungsaufwand im Gitterkreis der Zündthyratrons erreicht wird. Es muß lediglich der sonst notwendige Festwiderstand, an dem die negative Gittervorspannung für die Thyratrons abgegriffen wird, durch einen einstellbaren Widerstand ersetzt und dieser im gewünschten Augenblick ein- oder ausgeschaltet werden.
Die Erfindung betrifft somit eine Steueranordnung für über zündstiftgesteuerte Gasentladungsröhren gespeiste Widerstands-Schweißmaschinen mit Zeitkreissteuerungen für die Röhrensteuerung zur Erzielung eines Stromanstieges zu Beginn und/oder eines Stromabfalles am Ende der Schweißung, bei der die in die Zündleitung geschalteten gittergesteuerten Zündröhren mit einer Gitterspannung gesteuert werden, welche zusammengesetzt ist aus einer Wechselspannung und einer Gleichspannung, die nach Betätigung 'der Zeitgebersteuerung der Auf- oder Entladung der Kapazität in RC-Kreisen gleitend folgt, und die Erfindung besteht darin, daß zur Umstellung vorhandener Steueranordnungen auf die Stromanstiegs-Steuerung der Festwiderstand, an dem die negative Gittervorspannung für die Zündröhren abgegriffen wird, durch einen einstellbaren Widerstand ersetzt und dieser im gewünschten Augenblick ein- oder ausgeschaltet wird.
Die Wirkungsweise sei an Hand der in der Zeichnung dargestellten Schaltung (Fig. i) sowie Kurvenverläufe (F.ig. 2) erläutert.
Das Schweißnetz i habe die Spannung aca, die sowohl als Anodenspannung für die Ignitrons 2, 3 als auch als Auodenspannung für die Zündthyratrons q., 5 wirkt. Aus einer Phasenbrücke 6 wird den Zündthyratrons dauernd eine Wechselspannung up an die Gitter gelegt, welche die Endphasenlage des Schweißstromes festlegt. Die Phasenlage dieser Wechselspannung kann mit Hilfe des Phasenschiebewiderstandes 7 beliebig eingestellt werden. Solange nicht geschweißt werden sohl, wird aus einer Zeitsteuerung dauernd eine Wechselspannung ust geliefert. Mit Hilfe dieser Wechselspannung wird an beiden Zündthyratrons eine Gittervorspannung uG erzeugt, die so groß ist, daß die mit ihr in Reihe liegende Wechselspannung up nicht zur Zündung der Thyratrons ausreicht. Sobald der Schweißstrom beginnen soll, wird die aus der nicht gezeichneten Zeitprogrammsteuerung gelieferte Spannung ust abgeschaltet. Nunmehr verschwindet die Gittervorspannung ue, nach einer e=Funktion, deren Zeitkonstante von der Wahl des Kondensators 8 bzw. 9 und des Widerstandes io bzw. i i abhängt. Je größer io bzw. i i eingestellt werden. desto langsamer klingt die Gittervorspannung ab. Mit abklingender GittervorspannunguG wird jedoch Sie ihr überlagerte Gitterwechselspannung up mehr und mehr an die Zündkennlinie der Thyratrons berangefübrt.
Aus den Kurvenbildern ist zu entnehmen, wie die Zündung der Thyratrons und damit die Zündung der Ignitrons mixt abfallender Spannung uG mehr und mehr nach vorn verlegt wird, so daß der Schweißstrom von Halbwelle zu Halbwelle ansteigt, bis er seinen vollen Wert, der durch die Phasenlage der Spannung up bestimmt ist, erreicht hat.
Wird zur Beendigung der Schweißu.ng die Steuerspannung ust wieder eingeschaltet, so baut sich die Gittervorspannung uc, entsprechend der Zeitkonstante von 8 bzw. 9 und dem Ladewiderstand 12 bzw. 13 wieder auf. Durch Wahl der Widerstände 12 und 13 kann nunmehr die Aufladezeit in den gewünschten Grenzen eingestellt werden. Damit die Aufladezeit nicht von der Wahl der Entladezeit mit den Widerstärden io und i i abhängt, können mit mechanischen oder elektronischen Relais während des Aufladevorganges die variablen Parallelwiderstände zu io und i i abgeschaltet werden und dafür ein eindeutig definierter Parallelwiderstand 14 bzw, 15 eingeschaltet werden. Däfür dient das Relais 16 mit seinen Kontakten 17, 18.
Mit wiederkehrender Gittßrvorspannung wird die ihr überlagerte Gitterwechselspannung up mehr und mehr in das negative Gebiet verschoben. Damit rückt der Zündzeitpunkt von Halbwelle zu Halbwelle mehr und mehr nach hinten, und es ergibt sich ein stetiger Abfall des Stromes von seinem vollen Wert bis auf Null.
In Fig.2 sind die durch das eine Ignitron fließenden Halbwellen des Schweißstromes is angegeben.
Es ist für die Funktion dieser Steuerung gleichgültig, ob die Zündthyratrons in der Schaltleitung einer normalen Ignitronschützschaltung liegen oder ob die Zündkreise der beiden Ignitrons getrennt voneinander angeordnet werden. Für den letzten Fall ist in Fi.g. 3 die Anordnung des Zündthyratrons andeutungsweise ebenfalls dargestellt.
Die Anordnung wird normalerweise so gewählt werden, daß, wie oben beschrieben, sowohl ein Stromanstieg als auch ein Stromabfall einstellbar ist. Es kann aber auch. eine der beiden Widerstandsgruppen 1o, .z2 oder 1z, 13 fest ausgebildet werden, so daß nur die Stromanstiegszeit oder die -abfallzeit zeitlich, einstellbar gesteuert wird. Jeweils ist dann z4 oder 15 überflüssig.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: z. Steueranordnung für über zündstiftgesteuerte Gasentladungsröhren gespeiste Widerstands-Schweißmaschinen mit Zeitkreissteuerungen für die Röhrensteuerung zur Erzielung eines Stromanstieges zu Beginn und/oder eines Stromabfalles am Ende der Schweißung, bei der die in die Zündleitung geschalteten gittergesteuerten Zündröhren mit einer Gitterspannung gesteuert werden, welche zusammengesetzt ist aus einer Wechselspannung und einer Gleichspannung, die nach Betätigung der Zeitgebersteuerung der Auf- oder Entladung der Kapazität in RC-Kreisen gleitend folgt, dadurch gekennzeichnet, daß zur Umstellung vorhandener Steueranordnungen auf die Stromanstiegs-Steuerung der Festwiderstand, an dem die negative Gittervorspannung für die Zündröhren (4 und5) abgegriffen wird, durch einen einstellbaren Widerstand (io, z z für Stromanstieg; 12, 13 für Stromabfall) ersetzt. und dieser im gewünschten Augenblick ein- oder ausgeschaltet wird.
2. Anordnung nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß die Gittervorspannung aus einer Wechselspannungsquelle gespeist wird, die während der Schweißzeit abgeschaltet wird.
3. Anordnung nach Anspruch z und 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe mechanischer oder elektronischer Relais die Ladezeitkonstante des Gittervorspannungskondensators unabhängig von der Entladezeitkonstante gemacht wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 661 342; Bücher von Chute »Electronic Control«, r943. S. 77, 78; »Electronic Motor and Welder Con:rolsz, 195z, S. 104, 105; Zeitschrift »Welding Engineering«, März 1953, S.62.