Vorrichtung zum Überwachen bzw. Steuern des Schweissvorganges beim elektrischen Schweissen Beim elektrischen Widerstandsschweissen wird die Schweisszeit im allgemeinen durch Versuche ermittelt. Bei zu kurzen Schweiss zeiten wird die Schweissstelle ungenügend er wärmt und dass Material kommt kaum zum Fliessen. Bei zu langen Schweisszeiten ver brennt, die Schweissstelle, so dass unter Um ständen das Werkstück Schaden nimmt.
Die zulässige Toleranz für die Schweiss leistung ist bei den verschiedenen zu ver schweissenden Werkstoffen verschieden, was eine weitere Schwierigkeit, beim Einstellen des Schweissgerätes bedeutet. Man ist bisher in der Weise vorgegangen, dass man auf Grund von Erfahrungswerten die Schweissdauer und Schweissstromstärke von Fall zu Fall ent sprechend wählte.
Dabei war man naturge mäss von der Erfahrung der Bedienungsper son weitgehend abhängig, und auch die grösste Erfahrung konnte in den Fällen nicht helfen, wo Unregelmässigkeiten im Werkstoff vor lagen, sei es, dass Walzrisse, Lunker oder dergleichen im Innern des Werkstückes vor lranden waren, sei es, dass die chemische Zu sammensetzung zu verschweissender Legie rungen etwa auf Grund von Unregelmässig keiten in der Fabrikation von den Sollwerten abwich. Die Vorrichtung gemäss der Erfin dung soll diese Schwierigkeiten vermeiden.
Man gellt dabei von der Überlegung aus, dass während des Schweissvorganges physikalische Gefügeänderungen in der Schweissstelle auf- treten, die zur Steuerung des Schweissvorgan ges ausgenutzt werden. Sollen z. B. zwei Bleche miteinander verschweisst werden, so befindet sich anfangs zwischen den beiden Blechen eine Trennfuge, die in dem Augen blick verschwindet, wo der Schweissstrom den Werkstoff des Bleches lokal zum Fliessen bringt. Kann man für das Verschwinden dieser Trennfuge eine Anzeige erhalten, so stellt diese ein Signal dafür dar, dass nun mehr der Schweissstrom abgeschaltet werden kann. Eine solche Anzeige ist z. B. mit Hilfe von Ultraschall möglich, mit dem man das Werkstück durchstrahlt..
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Überwachen bzw. Steuern des Schweiss vorganges beim elektrischen Schweissen, ins besondere Widerstandsschweissen, die dadurch gekennzeichnet ist, dass ein Schall- oder Ultraschallgeber und -empfänger derart an der Schweissstelle angebracht sind, dass diese mit der Schallenergie durchstrahlt wird, und dass am Empfängerausgang Mittel vorgesehen sind, die auf eine Schallwiderstandsänderung ansprechen und die Steuerung des Schweiss vorganges, durch Ein- und Ausschaltung des Schweissstromes, ermöglichen.
Metalle sind be kanntlich verhältnismässig gute Leiter für Schallschwingungen, und es ist ebenfalls be kannt, dass quer zum Schallstrahl verlaufende Unterbrechungen des Gefüges eine erhebliche Heraufsetzung des Schallwiderstandes zur Folge haben. Diese Tatsache wird z. B. dazu ausgenutzt, um eine Anzeige zu erhalten, so bald die Trennfuge zwischen den zu verbin denden Werkstückteilen beim Schweissvor gang verschwindet, so dass der Schweissstrom daraufhin von Hand oder selbsttätig ausge schaltet werden kann.
Grundsätzlich kann der Schall mit Hilfe eines magnetostriktiven oder elektrostriktiven Schwingers unmittelbar neben der Schweiss elektrode derart in die Werkstücke einge führt bzw. aus ihnen abgeführt werden, dass der Schall im Werkstück die Bahn des Schweissstromes kreuzt. Vorteilhaft aber er folgt die Schalleinstrahlung bzw. -abnahme über die Schweisselektroden oder eine von ihnen. Dies ist ohne weiteres möglich, und es ist dabei die Gewähr gegeben, dass die Schweissstelle exakt von den Schallstrahlen er fasst wird. Ausserdem werden hierbei Schwie rigkeiten vermieden, die durch die Wärme- entwicklung des Schweissvorganges in den un mittelbar neben den Schweisselektroden auf gesetzten Schwingern entstehen könnten.
Um hierbei möglichst grosse Schallwiderstands änderungen zu erzielen und die Anzeige bzw. die Steuerung möglichst sicher zu gestalten, kann man die verwendete Schweisselektrode derart formen, dass Schallreflexionen in ihrem Innern weitgehend vermieden sind, sie also insbesondere bei reichlichem Querschnitt keine ins Gewicht fallenden plötzlichen Quer schnittsänderungen, bezogen auf die Schall fortpflanzungsrichtung, aufweist.
Eine Vorrichtung nach der Erfindung kann ausserdem gleichzeitig dazu dienen, dass beim Andrücken der Schweisselektroden an das Werkstück das Einschalten des Schweiss stromes erst dann erfolgt, wenn der Druck eine genügende Höhe erreicht hat., Es liegt auf der Hand, dass sich ungleichmässige Schweissstellen, insbesondere beim Punkt schweissen, ergeben, müssen, wenn diesem Gesichtspunkt nicht die nötige Aufmerksam keit geschenkt. wird. Bei beispielsweise zu kleinem Schweissdreck wird sich anfangs die Erhitzung durch den Schweissstrom auf die äussere Oberfläche der Werkstücke konzen- trieren, so dass dort unter Umständen Ver brennungen auftreten können, ehe der eigent liche Schweissvorgang beginnt..
Es ist daher von Vorteil, wenn man die Vorrichtung nach der Erfindung derart ausbildet, dass die am Empfängerausgang vorgesehenen Mittel beim Andrücken der Schweisselektrode an das Werkzstück die Einschaltung des Schweiss stromes dann auslösen, wenn ein für den Schweissstrom ausreichender, mit einer Schall widerstandsänderung verbundener Kontakt zwischen Werkstück und Elektrode bzw. Elek troden erzielt ist.
Die Vorrichtung nach der Erfindung kann zweckmässig derart. ausgebildet sein, dass die Durchstrahlung des Werkstückes mit ge gebenenfalls sinusförmig moduliertem Ultra schall erfolgt und die empfangsseitig aufge nommenen Schwingungen nach angemesse ner Verstärkung demoduliert und -einer Sehweh- und Begrenzervorrichtung zugeführt werden, deren Ausgangsspannungen beim Überschreiten des Schwellwertes die Einschal tung des Schweissstromes, beim Erreichen des Grenzwertes jedoch dessen Ausschaltung be wirken. Dabei kann eine Signaleinrichtung z. B. eine aus Signallämpchen bestehende Vor richtung vorgesehen sein, die von den Aus gangsspannungen der Schwell- und Begren zervorrichtung gesteuert wird und. nach deren Anzeige eine Bedienungsperson das Schweiss gerät ein- bzw. ausschaltet.
Zweckmässig aber wird man eine Schweissstromsteuerung ver wenden, bei der z. B. mit Hilfe gittergesteuer ter Gasentladungsröhren der Schweissstrom unmittelbar ein- bzw. ausgeschaltet. wird, da hierbei die Ausgangsspannungen der Sehwell- iand Begrenzervorrichtung eine selbsttätige Steuerung des Schweissstromes ermöglichen.
Grundsätzlich kann die Durchstrahlung des Werkstückes auch mit. Ultrasehallimpirlsen nach dem Rüekstrahlverfahren geschehen. Hierbei braucht. nur auf die eine Schweiss elektrode ein Schwingquarz oder dergleichen aufgesetzt zu werden, der sowohl zum Senden als auch zum Empfangen der Ultraschall impulse dient..
Der ausgestrahlte Ultraschall impuls wird dann an der ersten Trennfuge ?wischen der Schweisselektrode und dem B'ech, ferner auch an der Trennfuge zwischen den beiden aufeinanderliegenden Blechen, wo sich der Schweissvorgang abspielt, und schliess lieb noch an der Trennfuge zwischen dem zweiten Blech und der Unterlage bzw. der zweiten Schweisselektrode reflektiert. Die ein zelnen reflektierten Spannungen erreichen in folge ihrer verschiedenen Laufzeiten den Empfänger nacheinander und werden dort zur Steuerung des Schweissvorganges weiter verarbeitet. Ihre Unterscheidung ist also bei spielsweise auf Grund der verschiedenen Kaufzeiten der reflektierten Impulse möglich.
Zweckmässig werden hierbei die reflektier ten Impulse empfangsseitig einer Steuerein richtung zugeführt, die beim Auftreten eines Rückstrahlungsimpulses an der Schweissstelle ein Signal für die Einschaltung und beim Verschwinden dieses Schweissstellenimpulses ein Signal für die Abschaltung des Schweiss stromes liefert.
Dabei kann als Steuereinrichtung eine Zählschaltung für die während einem Impuls folgezyklus auftretenden reflektierten Impulse dienen, die die erforderlichen Schweissstrom schaltsignale abgibt, wenn ausser dem Werk stückvorderflächen- und gegebenenfalls dem Werkstückrückwandimpuls ein Schweissstellen iinpuls auftritt. bzw. verschwindet. Als Zähl schaltung kann ein Treppenspannungsgenera tor dienen, dessen Ausgangsspannung von jedem je Impulszyklus empfangenen Reflex impuls unabhängig von dessen Amplitude um eine Stufe abgehoben und nach Ablauf eines Impulsfolgezyklus auf den Wert Null ge steuert wird.
Dabei wird von der Tatsache Gebrauch gemacht, dass bei der üblichen Werkstückeinspannung zwischen den Schweiss elektroden praktisch nur drei Trennfugen vorhanden sind, so dass sich bei genügendem Anpressdruck der Elektroden drei ausgeprägte Refleximpulse ausbilden, von denen der eine verschwindet, wenn beim Durchführen der Schweissung die mittlere Trennfuge infolge des Zusammenfliessens der Metalle verschwin det.
Hierbei ist es vorteilhaft, die reflektierten Impulse dem Treppenspannungsgenerator über einen Amplitudenbegrenzer, insbeson- s dere eine übersteuerte Verstärkerstufe, zuzu führen.
Die Ausgangsspannung des Treppenspan- nungsgenerators liegt zweckmässig an einer Potentialschwelle, die erst nach Erreichen des Treppenspannungswertes, der sich beim Auf treten des Schweissstellenimpulses ergibt, eine die Schweissstromsteuerung auslösende Span nung liefert.
Schliesslich kann es von Vorteil sein, die c Anordnung nach der Erfindung derart auszu bilden, dass die Ausgangsspannung der Poten tialschwelle am Steuerorgan eines monostabi len Multivibrators liegt, dem ein Ausgangs impuls negative Polarität entnommen und an c die Steuerelektrode eines Gas- oder Dampf entladungsrohres angelegt wird, das an der nicht vorgespannten Steuerelektrode mit einer Speichervorrichtung, zweckmässig einem RC- Glied. ausgerüstet ist und den Schweissstrom #, bei gezündeter Entladung unterbricht, bei er loseliener Entladung hingegen freigibt.
In der beiliegenden Zeichnung sind einige beispielsweise Ausführungsformen der Erfin dung schematisch dargestellt, und zwar zeigt: Fig. 1 das Schaltschema eines Sehweiss autom.ates, bei dem dass Werkstück mit kon stanter Ultraschallamplitude durchstrahlt wird, Fig. 2 einen Schweissautomaten, bei dem i das Werkstück mit einer sinusförmig modu lierten Ultraschallschwingung durchstrahlt wird, Fig. 3 das Blockschema eines Schweissauto- inaten mit Impuls-Rückstrahldurchschallung des Werkstückes.
Fig. 4 das genauer dargestellte Schaltbild eines Teils der Einrichtung nach Fig. 3, und r, #g. 5 das Diagramm einiger Spannungen in der Vorrichtung gemäss Fig. 3 bzw. 4.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Schweiss automaten ist ein mit der Röhre 1 bestückter Hochfrequenzgenerator vorgesehen, der seine Ausgangsspannung an einen Quarzschwinger \? liefert. Dle erzeugten Ultraschallschwingun- gen werden durch die Schweisselektrode 3 dem Werkstück 4 zugeleitet und gelangen über die zweite Schweisselektrode 5 in einen zweiten Quarzschwinger 6, wo sie wieder in elektrische Schwingungen zurückverwandelt werden.
Hierbei handelt es sich um Ultraschallschwin gungen von konstanter Amplitude, da eine Modulation der im Generator 1 erzeugten hochfrequenten Schwingungen nicht stattfin det. Die Amplitude der vom Quarzschwinger 6 abgegebenen Spannung hängt dabei vom Ultraschallwiderstand der Schweissanordnung, und damit in hohem Masse von den im Schall wellenweg vorhandenen Trennfugen ab.
Drückt man die Schweisselektroden all mählich zusammen, so wird demnach der Ul traschallwiderstand des Werkstückes kleiner. Proportional dazu wächst die Ultraschallam plitude am Quarzschwinger 6 und die von diesem an den Empfänger abgegebene HF- Spannung. Die letztere wird in der Röhre 7 verstärkt und mit Hilfe der Diode 8 gleich gerichtet. Die letztere besitzt eine einstellbare Vorspannung, die am Potentiometer 9 abge griffen werden kann. Dabei wird dieses Po tentiometer so eingestellt, dass die Diode 8 erst dann eine Richtspannung zu liefern im stande ist, wenn der Anpressdruck der Schweisselektroden 3,5 den für eine saubere Schweissung erforderlichen Wert erreicht hat.
Ist letzteres der Fall, dann wird von der Diode 8 über den Koppelkondensator 10 ein Signal an die aus den Röhren 11, 12 bestehende monostabile Kippschaltung gegeben.
Während des Schweissvorganges sinkt der Schallwellenwiderstand im Werkstück und erreicht beim Zusammenfliessen des Materials in der Schweissstelle seinen kleinsten Wert. Damit ergibt sich eine grössere Amplitude am Gitter der Röhre und auch eine grössere Richt- spannung, die an der Diode 13 wirksam ist. Diese zweite Diode ist mit Hilfe des Potentio meters 1.1 noch höher vorgespannt als die Diode B. Es bedarf also einer höheren Richt- spannung, um einen Strom durch die Diode 1 3 zu treiben.
Erreicht der Schallwellenwider stand der Schweissstelle seinen kleinsten Wert, so fliesst ein Strom durch die Diode 13, und es gelangt ein Steuerimpuls an die zweite, aus den Röhren 15 und 16 bestehende unselb ständige Kippschaltung, so dass letztere um kippt.
Die beiden unselbständig kippenden Röh renschaltungen mit den Röhren 11, 12 und 15, 16 liefern bei ihrem Umkippen einen Spannungsimpuls an eine dritte unselbständig kippende Schaltung mit den Röhren 17, 18. Die Anode der Röhre 18 ist dabei über die Leitung 19 mit einem Elektronenschalter 20 verbunden, der dazu dient, den Schweisstrans formator 21 ein- bzw. auszuschalten.
Gelangt in der bereits beschriebenen Weise die Modulationsspannung von der Diode 8 auf die Kippschaltung 11, 12, so liefert die Röhre 1.2 einen Impuls an das Gitter der Röhre 18, und die Kippschaltung 17, 18 kippt in jene Lage, bei der ein Startimpuls über die Leitung 7.9 an den Elektronenschalter 20 gelangt. Bei Erreichen genügenden Kontakt druckes wird demnach auf die beschriebene Weise der Schweissstrom eingeschaltet.
Wird sodann unter der Einwirkung des Schweiss stromes das Metall an der Schweissstelle flüs sig, so kippt unter der Einwirkung des von der Diode 13 gelieferten und über die Kipp- schaltung 15, 16 weitergegebenen Impulses die Kippschaltung 17, 18 wieder in ihren ur sprünglichen Zustand zurück. Damit gelangt dann gleichzeitig ein weiterer Steuerimpuls über die Leitung 19 an den Elektronenschal ter 20, auf Grund dessen der Schweissstrom abgeschaltet wird.
Eine wichtige Rolle spielt bei dieser An ordnung die jeweils eingestellte Vorspannung der Diode 8 bzw. 13, da die eine Vorspan nung massgeblich ist für den Elektroden anpressdruck, bei dem der Schweissstrom ein geschaltet wird, und die andere Vorspannung so oewähl.t sein muss, dass die Abschaltung erst bei ausreichender Erwärmung des Werk stückes erfolgt. Die Einstellung der beiden Potentiometer 9 und 11 ist in erster Linie von der Stärke des Werkstückes abhängig, Lind die Potentiometer können daher mit einer Einstellskala versehen werden. die eine Ein stellung unmittelbar auf die Abmessungen der zu v ersehweissenden Teile erlaubt.
Eine andere Ausführungsform der Erfin dung ist. in Fig. \3 dargestellt. Der HF-Gene- rator l ist; in diesem Falle mit. einer 50-Hz- Sinus-Spannung dadurch moduliert, dass seine Anodenspannung ständig zwischen Null. und ihrem Maximalwert sinusförmig schwankt. Die Anordnung der Quarzschwinger 2 und 6, der Schweisselektroden 3 und 5, des Werkstückes 4 und des Schweisstransformators 21 ist die gleiche wie im Falle der Fig. 1.
Nach. entspre chender Verstärkung in der Röhre 7 wird die vom Empfangsquarz 6 abgegebene Spannung der Diode 8 zugeführt, die wie bei Fig. 1 eine Vorspannung aus dem Potentiometer 9 er- hiiIt. Bei ausreichendem Anpressdruck liefert. die Diode 8 ein etwa sinusförmiges Signal über die Leitung 23 in das Steuergerät 22 für den Schweisstransformator, das auf nicht näher dargestellte Weise die Anschaltung des chweisstransformators 21 an das Wechsel stromnetz bewirkt. Beispielsweise kann hier für eine bis in das Sättigungsgebiet ge steuerte Drossel dienen, die die 50-Hz-Schwin- gungen in Steuerimpulse für einen Elektro nenschalter umformt.
Überschreitet die von der Diode 8 gelie ferte Wechselspannung einen bestimmten Wert, so wird auch die Diode 13 leitend. Dabei ist der Ansprechpunkt dieser Diode wie im Falle der Fig. 1 mit Hilfe des Poten tiometers 74 einstellbar. Von der Diode 13 gelangt dann eine Steuerspannung auf das Steuerorgan einer aus den Röhren 15 und 16 bestehenden monostabilen Kippschaltung, die ihrerseits einen Sperrimpuls über die an der Anode des Rohres 7.6 liegende Leitung 2.1 zum Steuergerät 22 sendet. Dort wirkt er sieh in der Weise aus, dass die von der Diode 8 ge lieferten Zündimpulse unterdrückt werden, der Schweisstransformator 2l. also vom Netz abgeschaltet wird.
Ein von Ultraschallrückstrahlimpulsen ge steuerter Schweissautomat ist in Fig. 3 im Blockschema dargestellt. In dieser Figur haben die Schweisselektroden, das Werkstück und der Schweisstransformator die gleichen Bezugszeichen wie bisher erhalten.. Für die Sehallein- bzw. -auskopplung ist jedoch nur ein einziger Quarzschwinger 25 vorgesehen, der in Simultanschaltung mit der Steuerein richtung verbunden ist.
Ein als Taktgeber dienender Wechsel stromgenerator 26, dessen Frequenz einige 1000 Hz betragen kann, speist ein Verzer rungsglied 2.7, das in an sich bekannter Weise aus der etwa sinusförmigen Spannung des Generators 26 positive Spannungsimpulse er zeugt. Diese modulieren einen Hochfrequenz generator 28, und die von letzterem erzeugten Hochfrequenzimpulse gelangen über eine Weiche 29 an den Quarzschwinger 25. Über die Schweisselektrode 3 werden also hochfre- quente Schallimpulse in das Werkstück 4 hin eingeleitet, und die an den hier bestehenden Trennfugen entstehenden Rückstrahlimpulse gelangen über den Quarzschwinger 25 und die Weiche 29 in einen Empfänger 30, wo sie verstärkt und demoduliert werden.
Die Ausgangsspannungen des Empfängers wer den einem Treppenspannungsgenerator 31 zu geführt, der beim Eintreffen eines jeden re flektierten Impulses seine Ausgangsspannung um einen bestimmten konstanten Betrag er höht, bis nach Ablauf einer Taktgeberperiode die Treppenspannung wieder auf den Wert Null zurückgeführt, wird. An den Ausgang des Treppenspannungsgenerators ist eine monostabile Kippschaltung 32 angeschlossen, die über eine mit einer gittergesteuerten Gas entladungsröhre bestückte Schaltstufe 33 die Ein- bzw. Ausschaltung des Schweisstrans formators vornimmt.
Hierfür ist in Fig. 3 schematisch ein Relais 34 vorgesehen, das in der Praxis im allgemeinen die Form eines elektronischen Schalters erhält, das heisst die Form zweier antiparallel geschalteter steuer barer Gas- oder Dampfentladungsstrecken.
Beim Betrieb dieser Vorrichtung wird demnach ständig durch den impulsgetasteten Ultraschallsender dem Empfänger ein Impuls- gemi8ch zugeführt, das aus verschiedenen re flektierten Impulsen besteht, die man nach ihrer Laufzeit eindeutig den verschiedenen Trennfugen zwischen den Schweisselektroden und den miteinander zu verschweissenden Werkstüekteilen zuordnen, kann. Beim Ein- schalten des Schweissstromes erhitzt sich die Schweissstelle bis zum Zusammenfliessen der mittleren Trennfuge. In diesem Augenblick verändert sich das Reflexionsbild, indem der dieser Trennfuge zugehörige Refleximpuls verschwindet.
Das Verschwinden dieses Im pulses wird in das Abschaltsignal für den Schweissstrom umgewandelt. Ausserdem wird hierbei das Einschalten des Schweissstromes erst bewirkt, wenn der Anpressdruck der Schweisselektroden einen genügend hohen Wert erreicht hat. Erst wenn dies der Fall ist, kann sich nämlich der Rückstrahlimpuls richtig ausbilden, der der Trennfuge zwischen den zu verbindenden Werkstückteilen ent spricht. Das Auftreten dieses Impulses ist also ein Kriterium dafür, dass nunmehr der Schweissstrom eingeschaltet werden kann.
Als Impulsfolgerfrequenz, das heisst als Frequenz des Generators 26, kann. beispiels weise eine solche von 5000 Hz verwendet werden. Die Arbeitsfrequenz des Ultraschall senders liegt z. B. um 5 MHz. Bei der kon struktiven Ausführung der Befestigung des Quarzschwingers 25 an der Schweisselektrode 3 sollen die üblichen ultraschalltechnischen Vorkehrungen getroffen werden, die Refle xionsfreiheit und einen guten Wirkungsgrad der Anordnung ermöglichen. Die Form der Schweisselektrode 3 ist zweckmässig so zu wählen, dass neben guten schweisstechnischen Eigenschaften möglichst wenig störende Ul traschallnebenreflexe an bzw. in der Elek trode selbst entstehen können.
Die Schaltung des Treppenspannungsgene- rators 31 und der nachgeschalteten Stufen 32 und 33 ist in Fig. 4 in einer beispiel haften Ausführungsform näher dargestellt. Die Schaltung ist so gewählt, dass beim Ver schwinden bzw. erheblichen Verkleinern des der Wirkstücktrennfuge entsprechenden Rückstrahlimpulses ein Steuervorgang ent steht, der das Unterbrechen des Schweissstro mes bewirkt. Das ist der Fall, wenn die bei den Metalle in der Schweissstelle beim Schweissprozess zusammengeflossen sind.
In Fig. 5a und 4b sind Spannungsdia gramme dargestellt., die die während einer Impulsfolgeperiode auftretenden Ultraschall impulse eine Abhängigkeit von der Zeit zeigen, und zwar stellt Fig. 5a, den Fall dar, dass nach dem. Ausstrahlen des Senderimpulses A drei Rückstrahlimpulse B, C und D vorhan den sind. Dabei entspricht B der Trennfuge zwischen der Elektrode 3 und dem obern Teil des Werkstückes 4, C der Trennfuge zwischen den beiden Werkstückteilen und D der Trenn fuge zwischen dem untern Werkstückteil und der Schweisselektrode 5.
Im allgemeinen wird zeitlich nach dem Rückstrahlimpuls D noch ein weiterer Rückstrahlimpuls auftreten, der dem untern Ende der Schweisselektrode 5 entspricht, doch liegt dieser in verhältnis mässig grossem Abstand von B und ist nicht dargestellt, da er für die Arbeitsweise der Schaltung keine Bedeutung besitzt. Hat der Schweissstrom das Zusammenfliessen des Werkstückmetalles bewirkt, so verschwindet damit nahezu oder völlig der Rückstrahlim puls C, und es ergibt, sieh ein Spannungsdia grammgemäss Fig. 5b.
Die Ausgangsspannung des Empfängers 30 wird der Schaltung nach Fig. 4 über die Klemme 35 zugeführt und in der Diode 36 gleichgerichtet.@ In der Verstärkerröhre 37 werden die gleichgerichteten Impulse durch Übersteuerung der Röhre derart verformt, dass je ein schmaler Rechteckimpuls von konstan ter Amplitude entsteht, wie dies in Fig. 5c dargestellt ist. Von diesen Rechteckimpulsen wird ein Treppenspannungsgenerator ange stossen, der aus den Dioden 38, 39 und dem Kondensator 40 besteht. Sind gemäss Fig. 5a drei Rückstrahlimpulse vorhanden, also auch drei Rechteckimpulse gemäss Fig. 5e, so wird eine Treppenspannung mit drei Stufen gemäss Fig. 5d erzeugt. Am.
Ende einer jeden Mess- periode wird die dann erreichte Treppenspan nung mit Hilfe eines Taktgeberimpulses auf den Wert Null zurückgeführt; dieser Takt geberimpuls eilt dem Senderimpuls zeitlich etwas vor und wird der Klemme 41 zugeführt. Er gelangt an das Gitter einer Triode 42, die mittels des Potentiometers 52 so vorge spannt ist, da.ss die mit ihrer Kathode ver bundene Diode 43 nichtleitend ist, solange die Treppenspannung nicht mehr als zwei Stu fen aufweist.
Wird jedoch am Ende der Mess- periode dem Gitter der Triode 42 vom Takt geber her über die Klemme 41 ein negativer Sperrimpuls genügender Breite zugeführt, wie er in Fig. 5g dargestellt ist, so verschwindet der Spannungsabfall am Kathodenwiderstand. der Röhre 42 und damit auch die Vorspan nung der Diode 43. Dann entlädt sich der Treppenspannungskondensator 40 über dem Kathodenwiderstand der Röhre 42.
Der Kondensator 40 ist ferner über eine weitere vorgespannte Diode 44 mit, einer monostabilen Kippschaltung verbunden, die aus den Röhren 45 und 46 besteht. Weist die Treppenspannung drei Stufen auf (Fig. 5(,1), so gelangt bei richtiger Einsstellung der Vor spannung der Diode 44 mittels des Potentio meter 47 ein Signal an die Kippschaltung. Dabei ist das Potentiometer 47 so einzustellen, dass dies erst bei Vorhandensein der dritten Stufe der Treppenspannung geschieht. Das dann an das Steuergitter der Röhre 45 gelan gende Signal bringt den monostabilen Multi vibrator zum Umkippen. An der Anode der Röhre 45 tritt hierbei ein negativer Impuls auf, der über eine Diode 48 an das Gitter des steuerbaren Gasentladungsgefässes 49 gelangt.
Dabei ist im Gitterkreis dieser Röhre eine Widerstands-Kondensatorkombination vorge sehen, deren Zeitkonstante so gewählt ist, dass das Rohr 49 bei kontinuierlichem Erscheinen des negativen Impulses nicht zündet. Fällt jedoch der Impuls C. fort, so entstehen am Kondensator 40 nur zwei Treppenstufen, wie dies in Fig. 5e angedeutet ist. Der Multi vibrator 45, 46 wird nicht angestossen, weil bei nur zwei Treppenstufen die Spannung am Kondensator 40 nicht hoch genug wird, um die Diode 44 leitend zu machen. Damit wird sodann die negative Ladung am Gitter des Rohres 49 nicht mehr erneuert, so dass dieses Rohr zündet, sobald der in seinem Gitterkreis liegende Kondensator. genügend weit entladen ist.
Das Zünden des Rohres 49 erzeugt an seiner Anode einen Steuerimpuls (Fig. 5f), der über die Klemme 50 an die Schaltvorrich tung 34 des Schweisstransformators gegeben wird und diesen dazu veranlasst, den Schweiss strom abzuschalten. Ist der Anpassungsdruck der Schweisselektrode nicht hoch genug, so kann kein Schweissstrom fliessen, da das Gas entladungsrohr 49 so eingestellt ist, dass es laufend, z. B. im 50-Hz-Takt, Sperrimpulse a gibt. Dies ist so lange der Fall, wie nur zwei oder weniger reflektierte Impulse vorhanden sind. Erst in dem Augenblick, wo der Elek trodendruck hoch genug ist, um ein gutes Ein dringen des Ultraschalles in das Werkstück zu ermöglichen, bildet sich ein deutlicher drit ter Refleximpuls C aus.
Dann sind also drei Impulse zum Steuern des Treppengenerators vorhanden, es werden negative Impulse an das Gitter des Rohres 49 gegeben, die den Kondensator des Gitter-Zeitkonstantengliedes aufladen und nach erfolgter Aufladung be wirken, dass das Rohr 49 keine Sperrimpulse über die Klemme 50 an das Schaltgerät 34 abgeben kann. Damit wird also der Schweiss transformator 21. eingeschaltet und der Schweissvorgang kann beginnen.