-
Schutzvorrichtung für das Wechselstrom-Lichtbogenschweißen mit Schutzschaltung
Lichtbogenschweißtransformatoren besitzen eine Leerlaufspannung, deren Höhe für
die mit ihnen arbeitenden Personen gefährlich ist. Um dem abzuhelfen, ist es bereits
bekannt, die Lichtbogenschweißtransformatoren mit Schutzschaltungen zu versehen,
welche den Primärstrom in Abhängigkeit von der Leerlaufspannung abschalten. Diese
Schutzschaltungen bestehen gewöhnlich aus einem Schütz, welches den Schweißzuleitungen
parallel geschaltet ist und bei Auftreten der Leerlaufspannung mit einer gewissen
Zeitverzögerung die Zuleitung des Primärstroms unterbricht.
-
Ferner sind Lichtbogenschweißtransformatoren bekannt, deren Sekundärspannung
im Leerlauf aus Sicherheitsgründen automatisch auf einen ungefährlichen niedrigeren
Wert herabgesetzt wird. Eine der hierzu dienenden bekannten Schutzeinrichtungen
weist im Sekundärkreis zwei Drosseln zur Spannungsteilung auf, welche während des
Leerlaufs den Schweißzuleitungen vorgeschaltet werden, wobei die direkte Verbindung
einer Schweißzuleitung mit der Sekundärspule des Schweißtransformators unterbrochen
wird.
-
Da die Schutzschaltungen bzw. -einrichtungen jedoch versagen können,
erscheint es erforderlich, die Lichtbogenschweißtransformatoren noch mit einer zus
'itzlicben Schutzeinrichtung auszurüsten.
-
Zu diesem Zwecke ist es schon bekannt, einen Lichtbog@enschweißtransformator,
welcher eine Schutzeinrichtung zur automatischen Herabsetzung der Leerlaufspannung
aufweist, mit einer Signallampe auszurüsten, welche aufleuchtet, wenn an den Schweißzuleitungen
die unerwünscht hohe Leerlaufspannung liegt. Der Wert der Anordnung einer derartigen
Signallampe ist jedoch begrenzt, da diese das Vorhandensein einer zu hohen Leerlaufspannung
und ein Versaren der Schutzeinrichtung nur anzeigt, nicht aber behebt.
-
In dieser Hinsicht geht ein früherer, nicht vorveröffentlichter Vorschlag
weiter. Dieser Vorschlag bezieht sich auf einen Lichtbogenschweißtransformator mit
einer Schutzeinrichtung der bereits beschriebenen Art, welche im Sekundärkreis Spannungsteilungsdrosseln
aufweist. Gemäß dem Vorschlag ist eine zusätzliche Schutzeinrichtung vorgesehen,
welche im Falle des Versagens der Hauptschutzeinrichtung die Abschaltung des Schweißtransformators
von der Spannungsquelle bewirkt. Die Abschaltung geschieht dabei durch eine in Reihe
mit dem parallel zum Lichtbogen liegenden Drosseln angeordnete Sicherung oder ein
an deren Stelle vorgesehenes stromabhängiges Relais, welche bei Versagen der Hauptschutzeinrichtung
infolge hoher Stromaufnahme ansprechen. Wenn auch der diesem Vorschlag zugrunde
liegende Gedanke richtig ist, so besitzt jedoch die zu seiner Verwirklichung vorgesehene
Einrichtung eine Reihe von Nachteilen, welche sie für die praktische Anwendung wenig
geeignet machen. So arbeitet sie infolge ihrer Stromabhängigkeit vor allem viel
zu träge. Bei Schweißtransformatoren, welche sowohl mit hohen als auch mit geringen
Strömen arbeiten, treten weiterhin Schwierigkeiten wegen der dann erforderlichen
Einstellung der Einrichtung auf. Schließlich besteht auch noch ein wesentlicher
Nachteil darin, daß es bei dieser Einrichtung nicht möglich ist, das Funktionieren
der zusätzlichen Schutzeinrichtung zu überprüfen.
-
Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Vorrichtung zum Wechselstrom-Lichtbogenschweißen
mit automatisch begrenzter Leerlaufspannung, bei der zum Abtrennen des Schweißtransformators
vom Anschlußnetz im Falle des Versagens einer Hauptschutzeinrichtung in der Netzzuleitung
als zusätzliche Schutzeinrichtung ein Schaltschütz vorgesehen ist.
-
Das Neue an der Erfindung besteht darin, daß die Haltespule des Schaltschützes
der zusätzlichen Schutzeinrichtung von einem parallel zu den beiden Schweißkabeln
angeschlossenen Spannungsrelais bei Überschreiten der zugelassenen Leerlaufspannung
nach einer mindest einzuhaltenden Zeitverzögerung spannungslos gemacht wird. Auf
Grund dessen ist die zusätzliche Schutzeinrichtung nicht stromabhängig. Die Abtrennung
des Schweißtransformators von der Netzzuleitung wird daher bei ihr in der erforderlichen
kurzen Zeit bewirkt. Aus dem gleichen Grunde hat die eingestellte Schweißstromstärke
auf sie keinen Einfluß, und sie ist zur Verwendung bei Schweißtransformatoren mit
den verschiedensten Hauptschutzeinrichtungen und nicht nur solchen mit Spannungsteilungsdrosseln
geeignet.
-
Weiterhin sieht die Erfindung in einer vorteilhaften Ausgestaltung
Mittel zur Überprüfung des Funktionierens
der zusätzlichen Schutzeinrichtung
vor, wodurch sich noch eine weitere Sicherung gegen das Auftreten gefährlicher Leerlaufspannungen
ergibt. Erfindungsgemäß wird - diese Überprüfung dadurch bewerkstelligt, daß die
Hauptschutzeinrichtung durch Betätigung eines kleinen Steuerschalters, wie z. B.
eines Druckknopfes, während einer Schweißpause außer Betrieb gesetzt, d. h. unwirksam
gemacht wird. Hierbei steigt die Sekundärspannung des Schweißtransformators auf
ihren vollen Leerlaufwert an, so daß die zusätzliche Schutzeinrichtung in Funktion
zu treten hat. Wird durch diese dann das Schweißgerät automatisch vom Netz abgetrennt
und nach Loslassen des Prüfknopfes wieder ordnungsgemäß eingeschaltet, ohne daß
die Leerlaufspannung den vorgesehenen Wert übersteigt, so sind Hauptschutzeinrichtung
und zusätzliche Schutzeinrichtung in Ordnung.
-
Eine Vorrichtung zum Wechselstrom-Lichtbogenschweißen bzw. ein Lichtbogenschweißtransformator
gemäß der Erfindung ist in dem Schaltbild beispielsweise veranschaulicht und nachstehend
näher beschrieben.
-
Der Lichtbogenschweißtransformator a wird vom Netz b aus über ein
Schaltschütz c betrieben. Die erzeugte Sekundärspannung betrage im Leerlauf bei
nicht wirksamer Hauptschutzeinrichtung 70 Volt. Das Werkstück d und der Schweißdraht
e sind in üblicher Weise über zwei Schweißkabel mit den Klemmen des Schweißtransformators
ä verbunden.
-
Die Hauptschutzeinrichtung besteht in bekannter Weise aus dem Schaltschütz
f, dem Stromwandler und dem aus den beiden beispielsweise gleich großen Drosselspulen
da und i gebildeten Spannungsteiler.
-
Im Leerlauf, d. h. wenn nicht geschweißt wird, ist das Schütz
f offen. Die zwischen dem Schweißdraht e
und dem Werkstück d vorhandene
Spannung entspricht der an der Drosselspule i, liegenden halben Sekundärspannung
von 35 Volt. Zum Zünden des Lichtbogens wird der Schweißdraht e mit dem Werkstück
d in Berührung gebracht. Der hierbei zunächst noch durch die Drosselspule 1a begrenzte
Kurzschlußstrom reicht aus, das Schütz f über den Stromwandler g zum Ansprechen
zu bringen. Nach Schließen des Schützes f fließt der volle Kurzschlußstroin, der
nach dem Ziehen des Lichtbogens in den Schweißstrom übergeht. Das Schütz f bleibt
hierbei so lange in seiner Einschaltstellung, bis der Schweißstrom mit dem Abreißen
des Lichtbogens wieder auf Null zurückgeht -und der Stromwandler g stromlos wird.
-
Die zusätzliche Schutzeinrichtung besteht aus dein Relais k und dem
Schütz c. Bleibt aus irgendeinem Grunde das Schütz f während des Leerlaufs hängen,
so daß sich die Leerlaufspannung nicht von 70 auf 35 Volt herabsetzen kann, so spricht
das auf beispielsweise 60 Volt eingestellte Relais k an, öffnet den Steuerkreis
des Schützes c und bringt dieses zum Abfallen, womit der Schweißtransformator a
vom Netz getrennt und stromlos wird. Das Relais k ist mit einer Verzögerungseinrichtung
t versehen, welche z. B. eine Verzögerung von 1/4 bis 1/2 Sekunde bewirkt, damit
es nicht beim jedesmaligen Abreißen des Lichtbogens, wobei die Leerlaufspannung
für die Zeit einiger Halbwellen bei 70 Volt liegt, zum Ansprechen kommt. Um nach
erfolgter Abschaltung durch die zusätzliche Schutzeinrichtung ein Wiedereinschalten
des Schützes c und damit des Schweißtransformators sowie das anschließende Wiederabschalten
usf. (Pendelungen) zu vermeiden, sind an den Schützen f und c die beiden Hilfskontakte
o und p vorgesehen, welche im Steuerkreis der zusätzlichen Schutzeinrichtung liegen.
-
Die Überprüfung der Haupt- und der zusätzlichen Schutzeinrichtung
geschieht mittels des Druckknopfes m und der Glimmlampe 1. Das Schütz
f ist hierzu mit einer besonderen Steuerspulen versehen. Wird der Knopf m
zur Prüfung eingedrückt, so wird das Schütz f durch die Steuerspule ra eingeschaltet.
Die Leerlaufspannung steigt damit auf 70 Volt an' was durch das Aufleuchten der
Glimmlampe l kenntlich gemacht wird. Gleichzeitig kommt das Relais k nach Ablauf
der Verzögerungszeit zum Anziehen, und sein Kontakt wird geöffnet. Hierdurch fällt
das Schütz e ab, und der Schweißtransformator wird stromlos. Mittels der Glimmlampe
1, die nach dein Abtrennen des Transformators vom Netz wieder erlöscht,; kann der
Ablauf der Prüfung kontrolliert werden. Die Zeit vom Eindrücken des Prüfknopfes
bis zum Erlöschen der Lampe stellt die Verzögerungszeit dar, welche die zusätzliche
Schutzeinrichtung im Notfalle benötigt.