Steuergerät für Schweissapparate. Die Erfindung bezieht sieh auf ein. Steuergerät für an ein Wechselstromnetz an an zusehliessende Schweissapparate. Bei solchen Apparaten muss während einer kurzen, vor zugsweise regelbaren Zeitdauer der sieh häu fig auf mehmere Tausend Ampere belaufende Schweissstrom über den zu schweissenden Kontaktpunkt fliessen.
Bei Verwendung von mechanisch wirkenden Schaltern stösst man hierbei auf grosse Schwierigkeiten, so dass allgemein gesteuerte Gas- oder Dampfent ladungsstrecken mit Glühkathode bezw. Quecksilberkathode, sogenannte Relaisröhren, zur Verwendung kommen.
Es sind Schweissapparate mit derartigen mit derartigen Steuergeräten bekannt, bei denen das Er- reichen einer an einer Steuerelektrode der Entladungsstrecke liegenden Sperrspannung durch die Aufladezeit eines über eignen vor zugsweise einstellbaren Widerstand auf geladenen Kondensators bedingt ist. Da es häufig vorkommt, (191. ,
der Kondensator wäh rend der Schweissperiode aufgeladen wird, besteht in diesem Falle dem Nachteil, dass beim Aufhören des Schweissstromes, die . er reichte Sperrung der Entladungsstrecke wie der aufgehoben wird. Dies ist wahrscheinlich darauf zurück zuführen, dass durch das Weg fallen der Belastung die an der Entlastungs strecke liegende Anodenspannung derart er höht wird, dass die an der Steuerelektrode liegende Spannung nicht mehr imstande ist die Entladungsstrecke weiter gesperrt zu halten.
In ,dem. Steuergerät gemäss: ,der Erfindung ist dieser Nachteil,dadurch behoben, dass zum Aufladendes Kondensators ein. zweiter Kon densator derart vorgesehen irrt, dass dieser beim Beginn des Auftretens des Schweiss stromes über einen;
Gleichrichter wurfgeladen wird und beim Sperren ,der Entladungs strecke eine Nachladung des erstgenannten Kondensatoms ermöglicht. Wenn. nunmehr,die oben beschriobene Erhöhung der Anoden-, spannung auftritt, wind durch die Nach- ladung des die - ,Sperrspannung liefexuder Kondensators :erreicht, dass auch die Sperr spannung sofort erhöht wird, und zwar (der art, dass trotz :der höheren Anodenspannung die Entladungsstrecke bis zum Anfang der nächsten .Schweissperiode gesperrt bleibt.
Der Erfindungsgegenstand ist nachstehend an Hand eines :in :der beiliegenden Zeichnung dargestellten Aussführungsbeispiels näher er läutert: Die in oder Zeichnung :dargestellte Anord- nung ist für Punktschweissen geeignet.
Der Schalter 14 befindet sich zunächst nicht in der zum. Schweissen erforderlichen Stellung. Der zu schweissende Gegenstand 1 ist an die Sekundärwicklung des Transformators 2 an- geschlossen. Die Primärwicklung dieses Transformators 2 ist über ,
eine Wicklung des Transformators 4 an ,das Wechselstromnetz '3' angeschlossen. Die andere Wicklung des Transformators 4 ist zwischen die Anode und .die Kathode :einer Röhre 5 geschaltet, so dass die effektive Impedanz der erstgenannten Wicklung ,des Transformators 4-, wenn die Röhre :
5 nichtleitend ist, sehr hoch ist und durch die Primärwicklung des Transforma tors 2 nur ein .ganz geringer :Strom fliessen kann. Wenn :dagegen die Röhre 5 leitend ist, so verschwindet praktisch :die :effektive Im pedanz der genannten Sekundärwicklung und es erhält der Netzstrom und infolgedessen der Schweissstrom einen hohen, Wert.
Die Röhre 5 wird nun auf die im folgenden be schriebene Art und Weise durch das Gerät gemäss der Erfindung ,gesteuert.
Das Steuergerät enthält eine Relaisröhre 6 mit zwei Gittern 7 und 8 und einer Ka thode 1!0, welche direkt oder, wie in der Zeichnung .dargestellt, indirekt geheizt wer den kann. Im Anodenkreis ist eine .Spannung von :
der Netzfrequenz wirksam, welche über den Transformator Il zugeführt wird, dessen Primärwicklung an das Netz angeschlossen ist. In den Anodenkreis ist ferner die Pri märwicklung des: Transformators 15 ge schaltet, dessen :Sekundärwicklung in den Eingangskreis der Röhre 5 aufgenommen ist.
Normal halt das Gitter der Röhre 5 eine solche negative Vorspannung, dass kein Strom fliessen kann. Erst wenn im Anoden kreis der Röhre 6 ein Wechselstrom fliesst, ist eine Wechselspannung am Gitter der Röhre 5 wirksam, so :dass die Röhre leitend wenden kann.
Zwischen dem Gitter 7 und der Kathode l.0 der Röhre 6 ist eine Spannungsquelle 9 wirksam, welche eine Wechselspannung lie fert, deren Frequenz der des Netzes ent spricht und die zweckmässig eine spitze Kur venform hat. In der Ruhelage hat diese Span nung aber keinen Einfluss auf den Anoden strom, da die in Reihe mit dem Widerstand 13 geschaltete Vorspannungsquelle 12 dem Gitter 7 eine solche negative Spannung er teilt, dass die Röhre gesperrt ist.
Wenn man zu schweissen wünscht, wird der Schalter 14 umgelegt. Infolgedessen wird die Gittervorspannung der Röhre 6 derart verringert, dass die Röhre beim Auftreten einer Spannungsspitze leitend wird. Der Zeitpunkt, an dem die Spitze auftritt, wird durch die Phase der zwischen den Klemmen 9 wirksamen Spannung bedingt. Durch Ver änderung dieser Phase kann auch der Zeit punkt von jeder Halbperiode, in welcher der Strom zu fliessen anfängt, geregelt werden. Es entsteht also eine Reihenfolge von Strom impulsen im Anodenkreis der Röhre 6, wo durch in dem Eingangskreis der Röhre 5 eine diese Röhre leitend machende Spannung in duziert wird.
Demzufolge wird ein Schweiss strom fliessen, dessen Intensität, wie aus obigem klar sein dürfte, durch Regelung der Phase der zwischen den Klemmen 9 wirk samen Spannung geregelt werden kann.
Damit dieser Strom nach einer gewissen regelbaren Zeit wieder zu fliessen aufhört, ist auf dem Transformator 15 eine in Reihe mit dem Gleichrichter 17 und einem Kondensator 19 geschaltete Wicklung 16 angeordnet. Be reits beim Anfang der Schweisszeit wird die ser Kondensator unter dem Einfluss des ersten Stromimpulses geladen. Während des weiteren Verlaufes der Schweisszeit wird der zweckmässig veränderliche Kondensator 19 über einen veränderlichen Widerstand 20 derart aufgeladen, dass bei wachsender Kon- densatorspannung das in der Entladungs röhre vorgesehene Sperrgitter 8 negativer wird. Nach Verlauf einer regelbaren Zeit wird der Kondensator 19 eine solche Ladung besitzen, dass die Röhre 6 infolge der negati ven Vorspannung am Gitter 8 gesperrt wird.
Der Schweissstrom kann also nur während einer bestimmten durch den Kondensator 19 und den Widerstand 20 bedingten Zeit fliessen. Der Widerstand 21 dient zur Be schränkung des Gitterstromes.
Die beschriebene Anordnung weist jedoch den Nachteil auf, dass eine zuverlässige Sper rung der Röhre 6 nicht gewährleistet ist. Es hat sich in der Praxis erwiesen, dass die sofort nach dem Sperren der Röhre 6, zufolge des unbelasteten Zustandes, auftretende Span- nungserhöhung an der Sekundärwicklung des Speisetransformators 11, trotz der negativen Sperrspannung an dem Gitter 8, zu einer kur zen Wiederzündung der Röhre 6 Anlass geben kann.
Zur Behebung dieses Übelstandes ist ge mäss der Erfindung ein zweiter Kondensator. 18 vorgesehen, der den Kondensator 19 über den Widerstand 20 auflädt. Es hat sich er geben, dass hierdurch eine Wiederzündung nicht mehr zu befürchten ist, weil der Kon densator 19 sofort nach der Sperrung der Röhre 6 aus der in dem Kondensator 18 aufgespeicherten Energie nachgeladen wird, wodurch seine negative Sperrspannung in ge nügendem Masse erhöht wird.
Wenn der Schalter 14 wieder zu der Ruhelage, d. h. in die gezeichnete Stellung, zurückgeführt wird, so werden die Konden satoren 18 und 19 entladen, was zweckmässig über einen Widerstand erfolgt. Die Röhre 6 bleibt dabei infolge der negativen Vorspan nung am Gitter 7 gesperrt und kann durch Umlegen des Schalters 14 wieder, wie vorher beschrieben, zum Schweissen bereitgestellt. werden.
Control unit for welding machines. The invention relates to a. Control unit for welding equipment to be connected to an alternating current network. In such devices, the welding current, which is often several thousand amperes, must flow over the contact point to be welded for a short, preferably adjustable period of time.
When using mechanically acting switches one encounters great difficulties here, so that generally controlled gas or Dampfent discharge routes with hot cathode respectively. Mercury cathodes, so-called relay tubes, are used.
Welding apparatuses with control devices of this type are known in which the reaching of a reverse voltage applied to a control electrode of the discharge path is conditioned by the charging time of a resistor on a charged capacitor, which is preferably adjustable via its own. Since it often occurs (191.,
the capacitor is charged during the welding period, there is the disadvantage in this case that when the welding current stops, the. he passed blocking of the discharge route as that is canceled. This is probably due to the fact that when the load drops, the anode voltage on the discharge path is increased to such an extent that the voltage on the control electrode is no longer able to keep the discharge path blocked.
By doing. Control device according to:, the invention, this disadvantage is eliminated by the fact that for charging the capacitor a. second Kon capacitor provided erroneously that this at the beginning of the occurrence of the welding current over a;
Rectifier is charged and when locking, the discharge path allows recharging of the first-mentioned condensate. If. Now, the above-described increase in the anode voltage occurs, due to the recharging of the reverse voltage discharge capacitor: achieves that the reverse voltage is also increased immediately, namely (such that despite: the higher anode voltage the discharge path remains blocked until the beginning of the next welding period.
The subject matter of the invention is explained in more detail below on the basis of an exemplary embodiment shown in: the accompanying drawing: The arrangement shown in or drawing: is suitable for spot welding.
The switch 14 is initially not in the for. Welding required position. The object 1 to be welded is connected to the secondary winding of the transformer 2. The primary winding of this transformer 2 is over,
one winding of the transformer 4 connected to the alternating current network '3'. The other winding of the transformer 4 is connected between the anode and the cathode: of a tube 5, so that the effective impedance of the first-mentioned winding, the transformer 4-, if the tube:
5 is non-conductive, is very high and, due to the primary winding of the transformer 2, is only a very small amount: current can flow. If, on the other hand, the tube 5 is conductive, then practically disappears: the: effective impedance of the said secondary winding and the mains current and consequently the welding current receive a high value.
The tube 5 is now controlled in the manner described below by the device according to the invention.
The control unit contains a relay tube 6 with two grids 7 and 8 and a cathode 1! 0, which can be heated directly or, as shown in the drawing, indirectly. In the anode circuit there is a voltage of:
the network frequency effective, which is fed through the transformer II, whose primary winding is connected to the network. In the anode circuit, the primary winding of the transformer 15 is also switched on, whose secondary winding is added to the input circuit of the tube 5.
Normally the grid of the tube 5 holds such a negative bias that no current can flow. Only when an alternating current flows in the anode circuit of the tube 6 is an alternating voltage effective on the grid of the tube 5, so that the tube can turn conductive.
Between the grid 7 and the cathode 1.0 of the tube 6, a voltage source 9 is effective, which supplies an alternating voltage, the frequency of which corresponds to that of the network and which appropriately has a sharp curve. In the rest position, however, this voltage has no influence on the anode current, since the bias voltage source 12 connected in series with the resistor 13 to the grid 7 shares such a negative voltage that the tube is blocked.
If you want to weld, the switch 14 is thrown. As a result, the grid bias of the tube 6 is reduced in such a way that the tube becomes conductive when a voltage spike occurs. The point in time at which the peak occurs is determined by the phase of the voltage acting between the terminals 9. By changing this phase, the time of each half-cycle in which the current begins to flow can also be regulated. A sequence of current pulses thus arises in the anode circuit of the tube 6, where a voltage that makes this tube conductive is induced in the input circuit of the tube 5.
As a result, a welding current will flow, the intensity of which, as should be clear from the above, can be regulated by regulating the phase of the voltage acting between the terminals 9.
So that this current stops flowing again after a certain controllable time, a winding 16 connected in series with the rectifier 17 and a capacitor 19 is arranged on the transformer 15. This capacitor is charged under the influence of the first current pulse at the start of the welding time. During the further course of the welding time, the expediently variable capacitor 19 is charged via a variable resistor 20 in such a way that as the capacitor voltage increases, the barrier grid 8 provided in the discharge tube becomes more negative. After a controllable time has elapsed, the capacitor 19 will have such a charge that the tube 6 is blocked as a result of the negative bias voltage on the grid 8.
The welding current can therefore only flow during a certain time determined by the capacitor 19 and the resistor 20. The resistor 21 is used to limit the grid current.
However, the arrangement described has the disadvantage that a reliable lock tion of the tube 6 is not guaranteed. It has been found in practice that the voltage increase on the secondary winding of the supply transformer 11 that occurs immediately after the tube 6 has been blocked due to the unloaded state, despite the negative reverse voltage on the grid 8, leads to a brief re-ignition of the tube 6 cause.
According to the invention, a second capacitor is used to remedy this drawback. 18 is provided, which charges the capacitor 19 via the resistor 20. It has been shown that reignition is no longer to be feared because the capacitor 19 is recharged immediately after the tube 6 is blocked from the energy stored in the capacitor 18, whereby its negative reverse voltage is increased to a sufficient extent.
When the switch 14 returns to the rest position, i. H. is returned to the position shown, the capacitors 18 and 19 are discharged, which is conveniently done via a resistor. The tube 6 remains blocked due to the negative bias voltage on the grid 7 and can be made ready for welding by flipping the switch 14, as previously described. will.