DE1066299B - Elektroden-Vorschub-Regelanordnung mit zwei Motoren und Differentialgetriebe - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft eine Schaltanordnung zur automatischen Regelung des Elektrodenvorschubes bei Lichtbogen-Schweißautomaten mittels eines von zwei in zueinander entgegengesetzter Drehrichtung umlaufenden Motoren angetriebenen Differentialgetriebes unter vektorieller Addition der Lichtbogenspannung und einer aus der Vergleichsspannung gewonnenen Spannung oder unter vektorieller Addition einer Spannung bzw. eines Stromes, die von der Amplitude und Phase des Lichtbogenstromes abgeleitet werden, und einer Gegenspannung bzw. eines Gegenstromes.

Die beiden Eingangswellen des Differentialgetriebes sind an zwei Elektromotoren angeschlossen, die in einander entgegengesetzter Drehrichtung umlaufen. Indem die Umdrehungsgeschwindigkeit einer der Motorwellen gesteuert wird, läßt sich die Umdrehungszahl der Ausgangswelle des Differentialgetriebes so verändern, daß die Geschwindigkeit der Antriebsrollen für den Elektrodendraht gegenüber dem voreingestellten Wert erhöht oder verringert wird.

Die Spannung am Lichtbogen nimmt mit zunehmender Länge des Lichtbogens zu und wird auf der anderen Seite zu Null, wenn die Elektrode so dicht an das Werkstück kommt, daß ein Kurzschluß entsteht. Erlischt der Lichtbogen infolge zu großen Abstandes der Elektroden vom Werkstück, so steht zwischen Elektrode und Werkstück die volle Leerlaufspannung des Schweißgerätes.

Wenn die Lichtbogenlänge ansteigt, werden die Veränderung in der Phasenlage und die Zunahme in der Lichtbogenspannung oder die Veränderung in der Phasenlage und die Verringerung des Lichtbogenstromes benutzt, um die Umlaufgeschwindigkeit des einen Motors zu erhöhen und gleichzeitig die des anderen zu erniedrigen, so daß die Geschwindigkeit der mit der Abtriebswelle des Differentialgetriebes verbundenen Antriebsrollen erhöht wird. Die erhöhte Zufuhrgeschwindigkeit der Elektrode reduziert die Lichtbogenlänge. Wenn die Lichtbogenlänge unter den gewünschten Wert verringert ist, entsteht die entgegengesetzte Wirkung, so daß dann die Lichtbogenlänge vergrößert wird. Mit Hilfe dieser Kontrolle wird die abschmelzende Elektrode in solch einem Maße zugeführt, daß die Lichtbogenlänge automatisch in der gewünschten Länge während der Schweißarbeit eingehalten wird.

Wenn die Lichtbogenspannung als elektrische Meßmöglichkeit der Lichtbogenlänge benutzt wird, wird diese Spannung vorzugsweise in Serie mit einer Gegenspannung gelegt. Wird eine Spannung oder ein Strom von dem Lichtbogenstrom abgeleitet, ist dieser Spannung oder diesem Strom in ähnlicher Weise eine Gegenspannung oder ein Gegenstrom zugeschaltet.

Elektrodenvorschubregelanordnung
mit zwei Motoren und Differentialgetriebe

Anmelder:
Rockweld Ltd.

und David James Wilson Boag,
Croydon, Surrey (Großbritannien)

Vertreter: Dr. B. Quarder, Patentanwalt,
Stuttgart-O, Richard-Wagner-Str. 16

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 22. August 1957

David James Wilson Boag,

Deepcut, Surrey (Großbritannien),

ist als Erfinder genannt worden

Die an die Eingangswelle des Differentialgetriebes angeschlossenen Elektromotore sind z. B. Gleichstrommotore, die durch Gleichrichter aus dem Wechselspannungsnetz versorgt werden.

Die Erfindung bezweckt, eine besonders vorteilhafte und feinfühlige Regelung zu schaffen, die in ihren Eigenschaften den Forderungen des praktischen Schweißbetriebes in größerem Maße gerecht wird als die bekannten Schaltanordnungen für Regeleinrichtungen.

Die Erfindung besteht darin, daß die beiden Motore an getrennte Transformatorwicklungen angeschlossen sind und daß die Spannungen dieser Transformatorwicklungen in zueinander entgegengesetzter Richtung abhängig von der Änderung der Amplitude und Phase der Lichtbogenspannung oder des Lichtbogenstromes verändert werden.

In der bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Versorgung der beiden Elektromotore von je einer auf jedem der äußeren Schenkel eines Dreischenkeltransformators angeordneten Wicklung. Der der vektoriellen Resultierenden der vom Lichtbogen abgeleiteten Größe und der Gegenspannung entsprechende Fluß wird hierbei in dem mittleren Schenkel des Transformators gebildet, und die resultierende Un-

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gleichheit des Flusses in den anderen Schenkeln erhöht die Spannung einer der Sekundärwicklungen eines äußeren Schenkels und reduziert entsprechend die Spannung über die andere Sekundärwicklung.

in einer elektrisch gleichwertigen Anordnung kann der Dreischenkeltransformator durch zwei getrennte Transformatoren ersetzt werden.

Für die Anordnungen wird vorzugsweise eine Dreiphasenstromversorgung benutzt und so dem Eingang des Schweißtransformators zugeführt, daß die Phase der Lichtbogenspannung und des Lichtbogen-Stromes, die Phase der Eingangsspannung des Drei-Schenkeltransformators und die Phase der Gegenspannung so gewählt werden, daß die Regelung für den Kurzschlußbereich des Schweißlichtbogens besonders empfindlich ist. Eine derartige automatische Zufuhreinrichtung ist zur Benutzung von metallischen Elektroden oder zusammengesetzten Elektroden oder pulverisierte Legierungen enthaltenden Elektroden oder von einer Elektrode, die Flußmittel enthält oder mit Flußmitteln bedeckt ist, geeignet. Sie kann ferner so eingerichtet werden, daß sowohl eine Lichtbogenschweißung mit oder ohne Schutzgasatmosphäre möglieh ist. Als Schutzgas können chemisch inaktive Gase oder Kohlendioxyd verwendet werden.

Weitere Merkmale der erfindungsgemäßen Anordnung sind aus der Beschreibung und Darstellung dreier Beispiele zu entnehmen.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer automatischen Zufuhreinrichtung für eine abschmelzende Elektrode, die durch zwei entgegengesetzt rotierende elektrische Motoren über ein Differentialgetriebe angetrieben wird; ^

Fig. 2 ist ein Stromkreisschaltbild für einen Kontrollkreis der elektrischen Motore des Zufuhrgerätes nach Fig. 1;

Fig. 3 ist ein Spannungsdiagramm zur Erläuterung des Verhaltens des Kreises nach Fig. 2;

Fig. 4 ist ein Stromkreisdiagramm eines Kontrollkreises ähnlich dem von Fig. 2, aber mit verschiedenen Phasenbeziehungen der anliegenden Spannungen;

Fig. 5 ist ein Phasendiagramm, das die Arbeitsweise des Kreises nach Fig. 4 erklärt;

Fig. 6 ist ein Stromdiagramm eines Kontrollkreises, der im großen ähnlich dem der Fig. 2 ist, aber in dem eine Kontrollgröße von dem Lichtbogenstrom abgeleitet ist.

In der Fig. 1 der Zeichnung ist eine abschmelzende Elektrode 1 zwischen den Antriebsrollen 2 und 3 geführt. Die Drehung der Antriebsrollen 2 und 3 in entgegengesetzter Richtung bewegt die Elektrode 1 in Richtung auf das Arbeitsstück 4, um einen Schweißlichtbogen 5 aufrechtzuerhalten. Die Antriebsrollen 2 und 3 werden durch das Getriebe 6 von der Ausgangswelle 7 eines Differentialgetriebes 8 angetrieben, dessen Eingangswellen 9 und 10 mit je einem Elektromotor 11 und 12 verbunden sind. Der Motor 11 treibt das Getriebe 8 in der Weise, daß bei stillstehendem Motor 12 die Antriebsrollen 2 und 3 die Elektrode 1 aufwärts bewegen, d. h. von dem Arbeitsstück 4 entfernen. Der Motor 12 treibt das Getriebe 8 in der entgegengesetzten Richtung, so daß die Elektrode 1 bei festgehaltenem Motor 11 in der Richtung auf das Werkstück zu vorgeschoben wird. Die Ankerklemmen 13 und 14 und die Feldklemmen 13 und 15 gehören zu dem Motor 11 und die Ankerklemmen 16 und 17 und die Feldklemmen 16 und 18 zum Motor 12.

Das Gerät nach Fig. 1 kann mit einem Wagen, der nicht gezeichnet ist, längs des Werkstückes 4 verfahren werden, oder es kann stationär angeordnet sein, und das Werkstück 4 wird entweder seitwärts oder nach unten bewegt.

In Fig. 2 tragen die Teile, die denen der Fig. 1 entsprechen, dieselben Bezugszeichen. Der den Lichtbogen 5 aufrechterhaltende Lichtbogenstrom wird von der Sekundärwicklung 19 eines Niederspannungs-Schweißtransformators 20 geliefert, der mit seiner Primärwicklung 21 zwischen die Phasen B und G einer Dreiphasenstromversorgung 22, 23, 24 geschaltet ist. Das eine Ende der sekundären Wicklung 19 ist direkt an das Arbeitsstück 4 geführt, welches geerdet ist, und das andere Ende der Wicklung ist durch eine veränderliche Drossel 25 an die Schweißelektrode 1 geführt. In diesem Beispiel sind die FeIdwicklungen 26 und 27 des Aufwärtsmotors 11 und des Abwärtsmotors 12 in Serie zwischen den Anschlüssen 13 und 16 angeordnet. Die Anschlüsse 15 und 18 sind zusammengeführt. Der Feldwicklung 27 des Abwärts_ao motors 12 ist ein Widerstand 60 parallel geschaltet, der eine besondere Startcharakteristik der Zufuhreinrichtung erzeugt, die später beschrieben wird. Die Ankerklemmen 14 und 17 sind zu den Enden eines fest eingestellten Potentiometers 28 geführt, dessen Anzapfung zu einer geerdeten Leitung 29 führt, an die auch die beiden Brückengleichrichter 30 und 31 angeschlossen sind. Die Gleichrichter 30 und 31 werden von Wechselstrom gespeist, der von den sekundären Wicklungen 32 und 33, die auf den äußeren Schenkeln 34 und 35 eines Dreischenkeltransformators 36 gewickelt sind, geliefert wird. Die Schenkel 34 _Und 35 des Transformators 36 tragen Primärwicklungen 37 und 38. Diese Wicklungen 37 und 38 sind in Serie verbunden, und ihre äußeren Enden sind zwischen die Phasen R und B des Dreiphasennetzes 22, 23, 24 geschaltet.

Der Mittelschenkel 39 des Transformators 36 besitzt eine Wicklung 40, deren eines Ende mit Erde verbunden ist. Das andere Ende der Wicklung 40 ist mit einem Ende der Wicklung eines veränderlichen Transformators 44 verbunden.

Die Anschlüsse des veränderlichen Transformators 44 werden von der Sekundärwicklung 41 eines Abwärtstransformators 42 gespeist. Der gleitende Kontakt des veränderlichen Transformators 44 ist an die Elektrode 1 angeschlossen.

Die Primärwicklungen 37 und 38 des Transformators 36 bewirken einen Fluß Q_p, der durch die äußeren Schenkel des Transformators fließt, aber der nicht den mittleren Schenkel des Transformators durchsetzt. Dieser Fluß ist durch die gestrichelte Linie 45 in Fig. 2 dargestellt. Die Wicklung 40 auf dem mittleren Schenkel 39 führt einen Strom, der durch die vektorielle Resultierende der Lichtbogenspannung und der Ausgangsspannung des veränderliehen Transformators 44 gebildet wird; diese Spannung ist eine Gegenspannung, die im wesentlichen in der Phase entgegengerichtet zu der Lichtbogenspannung liegt. Der resultierende Stromfluß durch die Wicklung 40 erzeugt einen Fluß Θ_Γ, der durch die gestrichelten Linien 46 dargestellt ist. Es ist daraus zu ersehen, daß eine Ungleichheit des Flusses in dem Transformator durch den Fluß Θ_Γ erzeugt wird, der durch vektorielle Addierung den Fluß in dem einen Außenschenkel vermehrt und in dem anderen Außenschenkel verringert. In Fig. 2 ist der Fluß 46 als den primären Fluß in dem Schenkel 35 zum resultierenden Fluß Q₁ vermehrend gezeigt. Gleichzeitig wird der primäre Fluß 45 im Schenkel 34 auf den Wert eines resultierenden Flusses Θ₂ vermindert.

dargestellt wird. In diesem Falle ist die Phase nahezu entgegengesetzt zu der des Vektors V₁, und die resultierende Spannung ist 8 Volt.

Zur Vereinfachung der Erklärung werden die ohm-5 sehen Spannungsabfälle in Beziehung zu den Spannungsvektoren für den Transformator 36 fortgelassen, die entsprechenden magnetischen Flüsse liegen daher genau 90° nacheilend hinter diesen vereinfachten Spannungsvektoren.

Die Spannung über die Primärwicklungen 37 und 38 des Transformators 36 wird durch den Vektor 53 und der Fluß Q₁, wird durch den Vektor 45 dargestellt. Der Fluß Q_n der als die Resultierende der Lichtbogenspannung und der Gegenspannung, näm-

Die Ausgangsspannung der Sekundärwicklungen 32 und 33 ist proportional dem resultierenden Fluß in dem zugehörigen Transformatorschenkel. Daher sind die Ausgangsspannung der Sekundärwicklung 32 und die Ausgangsspannung des Gleichrichters 30 proportional zu Θ₂. Dementsprechend sind die Ausgangsspannungen der Sekundärwicklung 33 und des Gleichrichters 31 proportional zu Q₁.

Da die von dem veränderlichen Transformator 44
gelieferte Spannung für irgendeine konstante Ein- io
Stellung desselben konstant bleibt, ist der Strom durch
die Wicklung 40 von der Spannung über den Lichtbogen 5 abhängig. Wenn die Länge des Lichtbogens 5
ansteigt, und zwar über die erwünschte Lichtbogenlänge hinaus, steigt die Lichtbogenspannung ebenfalls 15 Hch dem Vektor 52, entsteht, wird durch den Vektor an, so daß die Resultierende der Lichtbogenspannung 46 gezeigt. Für den Schenkel 35 vermehrt dieser und der Gegenspannung, die durch die Wicklung 44 Vektor den Fluß Q₁, durch vektorielle Addition, für geliefert wird, größer wird. Dieses bewirkt einen ver- den Schenkel 34 wird der Fluß θ_ρ durch Addition größerten Strom durch die Wicklung 40 und eine mit dem Vektor 57 ( — 0_r) jedoch verringert. Die größere Differenz zwischen der Resultierenden des 20 Flüsse Q₁ und Θ₂ auf den Schenkeln 35 und 34 des Flusses in den Schenkeln 34 und 35 des Transforma- Transformators 36 werden durch die Vektoren 45 und tors 36. Die Ausgangsspannung der Wicklung 32 und 46 dargestellt. Es sei besonders darauf hingewiesen, des Gleichrichters 30 fällt, wohingegen die Ausgangs- daß der Vektor 55, also der Vektor der größeren Spannung der Wicklung 33 und des Gleichrichters 31 Spannung, mit dem Abwärtsmotor 12 zusammenansteigt. Der Aufwärtsmotor 11 wird dadurch lang- 25 arbeitet.

samer angetrieben als vorher, und der Abwärtsmotor Für eine besonders zufriedenstellende Wirkungs-12 wird schneller angetrieben. Als Folge davon wird weise einer derartigen automatischen Zufuhreinrichdie Ausgangsdrehzahl des Differentialgetriebes 8 er- tung ist es wünschenswert, eine maximale Empfindhöht, die Antriebsrollen 2 und 3 laufen schneller, so lichkeit in der Nähe der Kurzschlußbedingungen zu daß die Elektrode schneller zugeführt und somit die 30 haben. Dies ist sowohl für das Beginnen der Arbeit Lichtbogenlänge verkürzt wird. Diese Kontrollein- und auch während der Arbeit günstig, da es hierbei richtung erhält also die konstante gewünschte Licht- notwendig ist, die Elektrode sehr schnell von dem bogenlänge. Wenn die Lichtbogenlänge wieder kürzer Arbeitsstück zu entfernen, um die gewünschte Lichtwird, so verringert sich auch die Lichtbogenspannung, bogenlänge wiederherzustellen. Unter Kurzschlußso daß die Differenz in den Motorgeschwindigkeiten 35 bedingungen ist die Lichtbogenspannung Null, und schließlich eine Zufuhrgeschwindigkeit der Elek- bei nahezu Kurzschlußbedingungen ist der Phasentrode 1 einstellt, die in Übereinstimmung mit der Ab- winkel durch den Winkel zwischen dem Vektor 48 und Schmelzgeschwindigkeit der Elektrode steht. dem Vektor 50' von dem Ursprungspunkt des Vektors Diese Wirkungsweise ist in der Fig. 3 gezeigt. Das zum Ort 47 dargestellt, wenn der Vektor 50 Null oder eingesetzte Diagramm zeigt die Phasenbeziehung der 40 nahezu Null ist. Bei vollständigem Kurzschluß, d. h. Spannungen zwischen den Phasen R, B und G des wenn die Lichtbogenspannung Null ist, ist der durch Dreiphasenspannungsnetzes 22, 23 24 in einem be- die Wicklung 40 fließende Strom völlig durch die stimmten Zeitpunkt. In dem Hauptdiagramm sind die Ausgangsspannung des veränderlichen Transformators Vektoren F₁ zwischen den Phasen B und G und zwi- 44 gegeben, wie es durch den Vektor 51 in dem sehen den Phasen R und B zum Vergleich dargestellt. 45 Vektorschaubild dargestellt wird. Da der Trans-Die gestrichelte Linie 47 zeigt den Ort der Spannung formator 42 zwischen denselben Phasen verbunden ist des Lichtbogens 5, zuzüglich des in Phase befind- wie die Primärwicklung des Transformators 36, ist liehen Spannungsabfalls zufolge des Widerstandes in der Fluß 46, der durch die Wicklung 40 hervorgerufen dem Lichtbogenkreis, der zwischen dem Kurzschluß- wird, nahezu in Phase mit dem primären Fluß 45, und wert, der gleich 0 Volt Lichtbogenspannung ist, und 50 es ergibt sich nahezu die maximale Differenz zwischen dem Wert der Leerlaufspannung, der durch den Vek- den Flüssen Q₁ und Q₂- Unter diesen Bedingungen tor 48 der Größe F_{0 c} dargestellt ist und in diesem wird die Elektrode sehr schnell von dem Arbeitsstück praktischen Beispiel etwa 60 bis 70 Volt beträgt, ver- abgezogen.

änderlich ist. Die gewünschte Lichtbogenspannung ist Kurz nach der Wiederherstellung des Lichtbogens durch den Vektor 49 dargestellt, der aus zwei Teilen 55 hat die Lichtbogenspannung einen Phasenwinkel besteht, dem Teil 50, der die Lichtbogenspannung zufolge des induktiven Schweißstromkreises und ist repräsentiert, und dem Teil 50', der dem Spannungs- nahezu in Phase mit der Primärspannung des abfall zufolge des Widerstandes der Zuleitung der Transformators 36, dargestellt durch den Vektor 53. Drossel 25 und der Sekundärwicklung 19 des Trans- Als Folge davon ist die Spannung des wieder formators entspricht. In diesem Beispiel kann die 60 gezündeten Lichtbogens nahezu entgegengesetzt in Lichtbogenspannung 50 etwa 31 Volt groß sein. Die Phase zu der Gegenspannung des veränderlichen von dem Ausgang des veränderlichen Transformators Transformators 44, und der Fluß im Transformator 44 gelieferte Gegenspannung wird durch den Vektor 36 ist ebenso nahezu in Phase. Zufolge dieser nahen 51 dargestellt, der im wesentlichen entgegengesetzt in Phasenbeziehungen der Komponenten der Spannung Phase zu dem Vektor F₃ liegt. Für eine Einstellung 65 ist die resultierende Spannung über die Wicklung 40 des veränderlichen Transformators 44 kann die so, daß sie einen Steuerfluß 46 nahezu in Phase oder Gegenspannung 26,5 Volt sein. Dies erzeugt mit den entgegen der Phase mit dem primären Fluß 45 ergegebenen Werten und in der Phasenbeziehung gemäß zeugt, so daß die Geschwindigkeit, mit der die Fig. 3 eine resultierende Spannung über die Wicklung Elektrode von dem Werkstück weggezogen wird, 40, die in Phase und Amplitude durch den Vektor F₂ 70 schnell abnimmt. Daher wird die Geschwindigkeit,

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mit der der Lichtbogen anfangs verlängert wird, sehr Die Abzapfung des veränderlichen Transformators

schnell auf die Verhältnisse bei normaler Kontrolle 44 und die Schalter für diese sogenannte Zündungsreduziert, wobei die Lichtbogenlänge allein durch die kontrolle, die die anfängliche Einschaltung der Geschwindigkeit aufrechterhalten wird, mit der die Zufuhreinrichtung bewirken, sind nicht in den Elektrode in Richtung auf das Werkstück zugeführt 5 Zeichnungen nach Fig. 2, 4 und 6 enthalten, aber die wird. hierfür erforderliche Veränderung der Schaltung ist

Die Empfindlichkeit dieser Vorrichtung kann durch in den vorhergehenden Teilen der Beschreibung für geeignete Phasenbeziehungen der verschiedenen Span- einen Nachbau genügend offenbart worden. Eine nungen eingestellt werden, die die Flüsse in dem andere Möglichkeit besteht in der Benutzung einer Transformator 36 bestimmen. Unter bestimmten Um- io Spannung einer Anzapfung der Sekundärwicklung 41. ständen kann dieses auch zur Kompensierung von Nachdem die Elektrode 1 mit dem Werkstück in

Spannungsschwankungen des Stromnetzes benutzt Kontakt gebracht wurde, wird der Schweißstrom und werden. Die Fig. 4 und das Phasendiagramm der die automatische Zufuhrregelung des Gerätes gleich-Fig. 5 zeigen eine andere Phasenbeziehung der ver- zeitig eingeschaltet. Dies wird durch die Schließung schiedenen Spannungen, die zufolge einer anderen 15 eines Vielfachschalters bewirkt, der über ein Schütz Zusammenschaltung der Transformatoren 42 und 36 den Schweißstrom einschaltet. Kurz darauf wird jeder erhalten wird. Diese Anordnung kann eine etwas der Motore 11 und 12 an Spannung gelegt. Es geringere Kontrollempfindlichkeit haben, dabei aber existiert im ersten Moment die dem Kurzschluß enteine bessere Ausregelung der Spannungsschwankungen sprechende Rückzugsbewegung, so daß die Elektrode des Netzes besitzen. ao schnell von dem Werkstück fortgezogen wird. Im

In Fig. 4 sind die mit den in Fig. 2 überein- Moment des Einschaltens wird diese Anfahrbewegung stimmenden Teile mit gleichen Bezugszeichen ver- durch den parallelen Widerstand 60 unterstützt, der sehen. Die Primärwicklung 21 des Transformators 20 über die Feldwicklung 27 des Abwärtsmotors 12 verist ähnlich zwischen den Phasen B und G eines Drei- bunden ist. Zufolge des parallelen Widerstandes 60 phasenvierleiternetzes 22, 23, 24, 58 gezeigt, bei dem 35 liefert der Aufwärtsmotor 11 das größere Anfahrdie zusätzliche Leitung 58 der Nulleiter N ist. Der drehmoment und erreicht daher als erster Motor der Transformator 42 ist in ähnlicher Weise mit der beiden seine Sollgeschwindigkeit. Dieses unterstützt Primärwicklung 43 zwischen die Phasen R und B die anfängliche Abhebung der Elektrode 1 von dem angeschlossen. Die Primärwicklung des Trans- Werkstück 4, so daß der Bogen 5 gezündet wird, formators 36 ist zwischen Phase B und dem Null- 30 Sofort nach Zündung des Lichtbogens 5 ist die Regelleiter N geschaltet. spannung vorhanden, so daß die automatische Kon-Die verschiedenen Phasenbeziehungen der Span- trolle der Zufuhreinrichtung, wie sie oben erklärt nungen sind in Fig. 5 gezeigt, in denen die wurde, wirksam wird. Es ist zu ersehen, daß der Vektoren V₁, V_% und V_B in gebrochenen Linien dar- parallele Widerstand 60 neben der Herstellung dieser gestellt sind. Es sei darauf hingewiesen, daß die 35 besonderen Starteigenschaften auch die Eigenschaften Primärspannung des Transformators 36 nunmehr in des ständig laufenden Motors beeinflußt, und zwar in Übereinstimmung mit der Spannung V_B ist und daß der Weise, daß der Abwärtsmotor 12 schneller läuft der primäre Fluß Θ_ρ durch die neue Lage des Vektors als der Aufwärtsmotor 11. Dies ist wünschenswert, 45 dargestellt wird. Die Gegenspannung, Vektor 51, da die Aufrechterhaltung einer konstanten Lichtbogen- und die Lichtbogenspannung, Vektor 50, sind im 40 länge eine konstante Abwärtsbewegung der Elekwesentlichen unverändert und ergeben eine resul- trode 1 erfordert. Diese Abwärtsbewegung der tierende Spannung des Vektors 52, die den Fluß Θ_Γ Elektrode 1 muß im Mittel so groß sein wie der erzeugt. Der Fluß Θ_Γ> der zufolge der Wicklung 40 Abbrand der Elektrode. Eine vorherbestimmte Vorfließt und der durch den Vektor 46 und durch den spannung der Zufuhreinrichtung für die Abwärts-Vektor 57 (—@_r) dargestellt wird, liegt ebenso wie 45 bewegungsrichtung wird durch den parallelen Widerin Fig. 3. Die beiden Vektoren 55 und 56 zeigen die stand 60 und durch die Wahl der Anzapfung des Amplitude und die Phase des resultierenden Flusses angezapften Widerstandes 28 bewirkt. Die Gesamtin den Schenkeln 35 und 34 des Transformators 36. empfindlichkeit der automatischen Zufuhreinrichtung Wie in der Anordnung nach Fig. 2 ist der Vektor 55 wird durch die Einstellung des veränderlichen Transgrößer und entspricht dem Abwärtsmotor 12, während 50 formators 44 bestimmt und kann andererseits außerder kleinere Vektor 56 dem Aufwärtsmotor 11 züge- dem durch Anzapfung der Wicklung 40 des Transhört. formators 36 kontrolliert werden, indem man die Die vorhergehende Beschreibung erklärt die Kontrollströme eine größere oder kleinere Zahl von Wirkungsweise der automatischen Zufuhreinrichtung, Wicklungen durchfließen läßt. Die Fig. 6 zeigt eine um eine konstante Lichtbogenlänge während des 55 Anordnung, die im großen ähnlich der in Fig. 2 ist Schweißvorganges einzustellen. und in der die übereinstimmenden Schaltkreisteile mit Nachfolgend wird das Starten der Anlage, insbe- denselben Bezugszeichen versehen sind. In der sondere zum Anfang der Arbeit, erläutert. Anordnung nach Fig. 6 wird jedoch der Lichtbogen-Die Elektrode 1 wird zunächst heruntergefahren, strom benutzt, um die Regelung der Zufuhrbis sie das Arbeitsstück 4 berührt. Zu diesem Zweck 60 einrichtung zu übernehmen und nicht die Lichtbogenwird eine Spannung von einem festen Abgriff des spannung wie in den Anordnungen nach Fig. 2 und veränderlichen Transformators 44 auf die Wicklung Es ist möglich, den Lichtbogenstrom als kon-40 des Transformators 36 geschaltet. Diese Spannung trollierende Größe zu benutzen, indem man den Lichtist von solcher Größe und wird in solcher Polung an bogenstrom durch eine Wicklung 40 z. B. einer eindie Wicklung 40 angelegt, daß die Ausgangsspannung 65 zigen Windung schickt, die auf dem Mittelschenkel des Gleichrichters 31 größer wird als die des Gleich- des Transformators 36 angeordnet ist. Es ist jedoch richters 30, und zwar größer um einen konstanten vorzuziehen, einen Stromwandler 61 zu verwenden. Faktor, so daß der Motor 12 schneller als der Motor Durch den Primärleiter 62 fließt der Lichtbogenstrom, 11 läuft und auf diese Weise eine stete Abwärts- während die Sekundärwicklung 63 mit der Wicklung bewegung der Elektrode 1 bewirkt. 70 40 des Transformators 36 verbunden ist.

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, eine Spannung von der Sekundärwicklung eines Transformators abzuleiten, z. B. von dem Transformator 61 der Fig. 6, und diese in entgegengesetzter Phasenbeziehung mit einer Spannung konstanter Größe und konstanter Phase zusammenzuschalten. Diese Spannung kann von einem veränderlichen Transformator, z. B. dem Transformator 44 der Fig. 2, gewonnen werden. Die resultierende Spannung kann an die Wicklung 40 des Transformators 36 gelegt werden, um dort die Kontrolle des magnetischen Flusses zu bewirken.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Schaltanordnung zur automatischen Regelung des Elektrodenvorschubes bei Lichtbogen-Schweißautomaten mittels eines von zwei in zueinander entgegengesetzter Drehrichtung umlaufenden Motoren angetriebenen Differentialgetriebes unter vektorieller Addition der Lichtbogenspannung und einer aus der Vergleichsspannung gewonnenen Spannung oder unter'vektorieller Addition einer Spannung bzw. eines Stromes, die von der Amplitude und Phase des Lichtbogenstromes abgeleitet werden, und einer Gegenspannung bzw. eines Gegenstromes, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Motore (11, 12) an getrennte Transformatorwicklungen (32, 33) angeschlossen sind und daß die Spannungen dieser Transformatorwicklungen in zueinander entgegengesetzter Richtung ahViängfg von der Änderung der Amplitude und Phase der Licnibogenspannun? oder des Lichtbogenstromes verändert werden.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromversorgung der beiden Motore (11, 12) von auf getrennten Transformatorenschenkeln (34, 35) angeordneten Wicklungen (32, 33) erfolgt und daß beide Schenkel (34, 35) einen magnetischen Fluß führen, der die Rssultierende der Lichtbo^_ensparmuiig bzw. einer aus dem Lichtbogen strom abgeleiteten Spannung und der Vergleichsspannung ist.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromversorgung der beiden Motore (11, 12) durch Sekundärwicklungen (32, 33) gebildet wird, die je auf einem äußeren Schenkel (34,35) eines Dreischenkeltransformators (36) gewickelt sind, und daß die Resultierende aus der Lichtbogenspannung bzw. einer vom Lichtbogenstrom abgeleiteten Spannung und der Vergleichsspannung eine auf dem mittleren Schenkel (39) angeordnete Wicklung (40) durchfließen.

4. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromversorgungen der beiden Motore (11, 12) durch Sekundärwicklungen (32, 33) gebildet werden, die je auf einem der äußeren Schenkel (34, 35) eines Dreischenkeltransformators (36) gewickelt sind, und daß der Mittelschenkel (39) des Transformators von einer Wicklung (40) umgeben ist, die den Schweißstrom oder einen dazu proportionalen und in Phase befindlichen Strom führt.

5. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtbogenspannung, die Vergleichsspannung und die Primärspannung des Transformators (36), der die die Motore speisenden Wicklungen (32, 33) trägt, von mehr als einer Phase einer Dreiphasenspannung in der Art abgeleitet sind, daß die Vorschubregelung unter den Bedingungen des Kurzschlusses oder nahe daran besonders empfindlich ist.

6. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Motore (11, 12) Gleichstrommotore sind, die über getrennte Gleichrichter (30, 31) gespeist werden und deren Feldwicklungen (26, 27) in Reihe liegen und parallel geschaltet sind zu den Ankerwicklungen (11, 12), die in Reihe liegen unter Einschaltung eines Potentiometers (28), mit dessen Wicklungsenden (14, 17) sie verbunden sind und dessen Abgriff an eine gemeinsame Verbindung (29) der Gleichrichter (30, 31) geführt ist.

7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der das Differentialgetriebe im Sinne einer Abwärtsbewegung der Elektrode treibende Motor (12) einen Nebenschlußwiderstand (60) parallel zu seiner Feldwicklung (27) aufweist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 708 611, 668 931,
977.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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