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WilliWinzig

E-Mail

21.10.2008,
18:33
 

Freibrennschaltung (Schaltungstechnik)

Hallo!

Ich bin neu hier und habe diese Seite über eine gezielte Suche bei google gefunden, in der Hoffnung Ihr könnt mir irgendwie helfen.

Mein Problem oder besser mein Ziel ist es, ein schon etwas älteres Schutzgasschweißgerät mit einer Freibrennschaltung auszustatten. Da ich bereits einiges (Monoflop, NE555, etc.) über die Suche gefunden habe und mir dies auf den ersten Blick zu Umfangreich erscheint, muß ich jetzt erst einmal Nachfragen ob es nicht auch einfacher geht.

Doch vorab etwas zum Zweck dieser Schaltung (da ich bei meiner Recherche mitbekommen habe, daß die Frage "wozu braucht man sowas" häufig als erstes gestellt wird).
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Eine Freibrennschaltung ist vom Prinzip her eine Ab- oder Aussschaltverzögerung. Sie wird bei Schutzgasschweißgeräten verwendet um zu verhindern, daß am Ende des Schweißvorgangs der Schweißdraht in der erstarrenden Schmelze festklebt.

Geräte, die nicht damit ausgerüstet sind haben nämlich genau diesen Nachteil, wenn man z.B. bei höheren Amperezahlen schweißt und demzufolge die Drahtfördergeschwindigkeit relativ hoch eingestellt wird. Läßt man jetzt den Taster am Brenner los, schalten ein Relais (steuert wiederum ein Schütz an) den 230/400 V Trafo und die Steuerplatine gleichzeitig den 24 V Vorschubmotor ab. Dieser läuft aber über die Massenträgheit immer noch einen kurzen Moment nach, so daß sich der dann bereits stromlose Schweißdraht in die Schmelze schiebt und dort festbackt.

Moderne Geräte steuern das Ganze deshalb über eine zeitversetze Abschaltung von Vorschubmotor und Trafo.

Zuerst schaltet der Motor ab und dann einen kurzen Moment später der Trafo. Damit erreicht man, daß der Lichtbogen -trotz Abschaltung des Motors- noch diesen kurzen Moment länger brennt und so der nachschiebende Schweißdraht sauber und kontrolliert abbrennt. Ein Festbacken wird dadurch verhindert.

Ein Nachteil dieser Funktion ist der, daß dieser Vorgang primär von der Vorschubgeschwindigkeit abhängig ist. Ergo muß der Zeitversatz in engen Grenzen regelbar sein weil es sonst passieren kann, daß der Schweißdraht bei zu geringem Vorschub bis in die Stromdüse des Brenners zurückbrennt und dort festbackt.

Soviel zur Anwendung, ich denke das war ausführlich genug.
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Meine Idee ist nun folgende:

Da auf der Platine bereits das Relais vorhanden ist, brauche ich doch eigentlich nur noch einen Kondensator (63V/XµF)parallel auf die Primarseite des Relais zu schalten und diesen über einen regelbaren Widerstand (Poti) kurzzuschließen, um den Entladevorgang des Elkos und damit die Zeit zu beeinflussen.

Am in Frage kommenden Relais liegen primär 24V an und die üblicherweise verwendeten Zeiten liegen so bei ca. 0,05 bis 1 Sekunde., vielleicht maximal 1,5 Sekunden. Es kann also nicht schaden, wenn die Schaltung bis 2 Sekunden verzögern kann, wobei ich das ja mit einem kleineren Elko oder einem geringeren Widerstandsbereich des Potis in Richtung auf maximal 1 Sekunde -schrittweise- beeinflussen kann.

Bin ich da gedanklich auf dem richtigen Weg oder ist selbiger dann doch zu einfach gedacht?
Welche Kapazität sollte so ein Elko haben und von welchem Widerstandswert muß ich bei dem Poti ausgehen?
Habt Ihr alternative Vorschläge, die ich gefahrlos in eine bestehende Steuerung integrieren bzw. hinten anhängen kann?

Für Eure Antworten vorab schon einmal vielen Dank!

Gruß
Willi

gast

21.10.2008,
18:45

@ WilliWinzig

Freibrennschaltung

handeslübliches Zeitrelais verwenden und von einer Elektrofachkraft deiner Wahl integrieren lassen.

Harald Wilhelms(R)

E-Mail

21.10.2008,
19:16

@ WilliWinzig

Freibrennschaltung

» Meine Idee ist nun folgende:
»
» Da auf der Platine bereits das Relais vorhanden ist, brauche ich doch
» eigentlich nur noch einen Kondensator (63V/XµF)parallel auf die
» Primarseite des Relais zu schalten und diesen über einen regelbaren
» Widerstand (Poti) kurzzuschließen, um den Entladevorgang des Elkos und
» damit die Zeit zu beeinflussen.
»
» Am in Frage kommenden Relais liegen primär 24V an und die üblicherweise
» verwendeten Zeiten liegen so bei ca. 0,05 bis 1 Sekunde., vielleicht
» maximal 1,5 Sekunden. Es kann also nicht schaden, wenn die Schaltung bis 2
» Sekunden verzögern kann, wobei ich das ja mit einem kleineren Elko oder
» einem geringeren Widerstandsbereich des Potis in Richtung auf maximal 1
» Sekunde -schrittweise- beeinflussen kann.
»
» Bin ich da gedanklich auf dem richtigen Weg oder ist selbiger dann doch zu
» einfach gedacht?
» Welche Kapazität sollte so ein Elko haben und von welchem Widerstandswert
» muß ich bei dem Poti ausgehen?

Da ein solches Relais recht niederohmig ist müsste
der Parallelkondensator sehr gross werden. Deshalb
solltest Du besser eine Zeitgeberschaltung mit dem
555 aufbauen. Näheres dazu findest Du hier im ElKo.
Gruss
Harald

WilliWinzig

E-Mail

21.10.2008,
19:28

@ Harald Wilhelms

Freibrennschaltung

» Da ein solches Relais recht niederohmig ist müsste
» der Parallelkondensator sehr gross werden. Deshalb
» solltest Du besser eine Zeitgeberschaltung mit dem
» 555 aufbauen. Näheres dazu findest Du hier im ElKo.
» Gruss
» Harald


...aber der NE555 liegt doch nur im Spannungsbereich von 4,5V bis 16V? Bei mir stehen aber 24V zur Verfügung.

x y

21.10.2008,
19:33

@ WilliWinzig

Freibrennschaltung

» ...aber der NE555 liegt doch nur im Spannungsbereich von 4,5V bis 16V? Bei
» mir stehen aber 24V zur Verfügung.

Dann hängt man halt einen 7812 davor. Gibts denn von deinem Schweißgerät einen Schaltplan, oder wenigstens eine genaue Bezeichnung?

WilliWinzig

E-Mail

21.10.2008,
19:36

@ x y

Freibrennschaltung

» » ...aber der NE555 liegt doch nur im Spannungsbereich von 4,5V bis 16V?
» Bei
» » mir stehen aber 24V zur Verfügung.
»
» Dann hängt man halt einen 7812 davor. Gibts denn von deinem Schweißgerät
» einen Schaltplan, oder wenigstens eine genaue Bezeichnung?

-Schaltplan der Steuerplatine: leider nein
-Gerätebezeichnung: Elektra Beckum MIG/MAG 170/30 TL Combi

WilliWinzig

E-Mail

21.10.2008,
19:46

@ Harald Wilhelms

Freibrennschaltung

» Da ein solches Relais recht niederohmig ist müsste
» der Parallelkondensator sehr gross werden. Deshalb
» solltest Du besser eine Zeitgeberschaltung mit dem
» 555 aufbauen. Näheres dazu findest Du hier im ElKo.
» Gruss
» Harald

hast Du mal `ne "Hausnummer", wie groß in etwa?

x y

21.10.2008,
20:03

@ WilliWinzig

Freibrennschaltung

» hast Du mal `ne "Hausnummer", wie groß in etwa?

So groß, dass er dir im Einschaltmoment den Relaistreiber ruiniert. Diese Idee kannst du also eh begraben.

Aber da das Gerät ja aus dem Hause EB/Metabo stammt, frag doch dort mal nett nach dem Schaltplan. Ich hab mit Metabo eigentlich immer gute Erfahrungen gemacht, was den Service betrifft.

Thomas Z

21.10.2008,
20:21

@ WilliWinzig

Freibrennschaltung

Wie schom erwähnt nur mit Kondensatoren und Widerstand klappt das überhaupt nicht. Kein definierter Schaltpunkt, unklar auf welchen Wert die Kondesnatoren geladen waren/werden
absolut zu vergessen die Lösung

Zeitrelais selber bauen mit 555 ist für einen Anfänger nun mhh na ja ....
Das Hauptproblem sehe ich aber im Einbauort. Dort sind doch sehr viele Störungen zu erwarten und die richtige Schutzbeschaltung für den 555 wird genauso aufwendig wie die Zeitschaltung.

Wenn es dir ca. 40 Euro wert ist kaufe ein fertiges Zeitrelais und baue das ein. Das Ding soll auch stabil funktionieren

WilliWinzig

E-Mail

21.10.2008,
20:32

@ x y

Freibrennschaltung

» » hast Du mal `ne "Hausnummer", wie groß in etwa?
»
» So groß, dass er dir im Einschaltmoment den Relaistreiber ruiniert. Diese
» Idee kannst du also eh begraben.
»
» Aber da das Gerät ja aus dem Hause EB/Metabo stammt, frag doch dort mal
» nett nach dem Schaltplan. Ich hab mit Metabo eigentlich immer gute
» Erfahrungen gemacht, was den Service betrifft.

Habe ich längst getan, da ich neben der Freibrennschaltung vor kurzem eine Softstartschaltung nachgerüßtet habe. Diese beiden Funktionen sind mir wichtig. Softstart ist erfolgreich umgesetzt, Freibrenneinrichtung fehlt mir noch.

Leider gibt es nur einen Verdrahtungsplan vom gesamten Gerät und keinen von der Steuerplatine. Die Auskunft war: "Wir kaufen die Platinen auch nur extern an und haben keinerlei Unterlagen davon."

Ich habe sie hier vor mir liegen und könnte theoretisch einen Schaltplan anfertigen. Auf der Platine befindet sich übrigens schon ein NE555P Baustein (siehe Bilder). Dessen Funktion im Gesamten ist mir allerdings im Moment noch nicht geläufig.





Gruß
Willi

x y

22.10.2008,
13:57

@ WilliWinzig

Freibrennschaltung

» Leider gibt es nur einen Verdrahtungsplan

Poste den doch auch noch, und am besten auch die bisher vorgenommenen Änderungen.

elektrönchen

22.10.2008,
21:10

@ WilliWinzig

Freibrennschaltung

Hallo,

also erstmal sollte der Zeitgeber möglichst auf digitaler Basis realisiert werden.
Eine weitere Frage wäre, wie das Siganl für die Soll- oder Ist- Drahtfördergeschwindigkeit aussieht, das willst du ja wohl in den Zeitgeber integrieren.


Gruß elektrönchen

Willi Winzig

23.10.2008,
09:54

@ x y

Freibrennschaltung

» » Leider gibt es nur einen Verdrahtungsplan
»
» Poste den doch auch noch, und am besten auch die bisher vorgenommenen
» Änderungen.


... so, hier mal der Verdrahtungsplan vom Gerät und von der von mir verbauten Softstartschaltung, die direkt zwischen Steuerplatine und Drahtvorschubmotor gesetzt wurde.





Bessere Daten habe ich leider nicht.

Gruß
Willi

x y

23.10.2008,
10:17

@ Willi Winzig

Freibrennschaltung

» Bessere Daten habe ich leider nicht.

Das dürfte vollkommen ausreichen, ich schaus mir im Laufe des Tages genauer an.

x y

23.10.2008,
11:49

@ x y

Freibrennschaltung

» Das dürfte vollkommen ausreichen, ich schaus mir im Laufe des Tages
» genauer an.

<Done>

Aber die Nenndaten des kleinen Trafos auf der Leiterplatte wären noch nötig, Grundidee ist aber schonmal da.

WilliWinzig

E-Mail

23.10.2008,
19:32

@ x y

Freibrennschaltung

» » Das dürfte vollkommen ausreichen, ich schaus mir im Laufe des Tages
» » genauer an.
»
» <Done>
»
» Aber die Nenndaten des kleinen Trafos auf der Leiterplatte wären noch
» nötig, Grundidee ist aber schonmal da.

Maile ich Dir morgen sofort, da ich die Platine eh noch einmal ausbauen muß. Durch das "Gezuppel" mit dem neuen Spannzangenknopf hat sich gestern das Poti verabschiedet. Der Schleifer hat nun zuviel Spiel und es hat einen Wackelkontakt. Mal schauen ob ich das öffnen und den Schleifer etwas nachbiegen kann, oder ob ich ein Neues einlöten muß. Bei meinem mobilen Gerät konnte ich es öffnen und nachbiegen, wobei das extern montiert war. Dieses hier ist ja via Printmontage auf der Platine verbaut.

Heute komme ich leider nicht mehr dazu, aber morgen werde ich die Platine noch einmal ausbauen und das Poti auslöten. Muß ich ja eh machen unm zu sehen ob es ein lineares oder logarithmische Poti ist und ium den Widerstandsbereich zu messen. Wie so häufig steht da nämlich nichts drauf. Dann schaue ich beim Trafo nach, wobei ich meine 24V und 1,6 Watt bzw. 1,6 VA gelesen zu haben, aber genau weiß ich das nicht mehr. 24 V stimmen auf jeden Fall!

Also schon einmal vielen Dank für Deine Unterstützung und wie bereits erwähnt, die Lötarbeit ist nicht das Problem für mich. Einzig die Berechnung und Dimensionierung der Bauteile ist insofern Neuland, als daß es nicht Teil meines Maschinenbaustudiums war. Die Grundlagen sind mir geläufig, der Rest ist oft "trial and error". E-Technik für Maschbauer deckt eben doch nicht alles ab...;-(

Ich habe die Softstartgeschichte auch auf einer Linienrasterplatine umgesetzt, in dem ich die Leiterbahnen unter dem IC einfach mit dem Dremel durchtrennt habe. Die Querverdrahtung (in 90° zu den vorgegeben Linien-Leiterbahnen) habe ich mit 0,8mm Kupferlackdraht aufgebaut. Danach habe ich die Platine mit Platinenlack besprüht, so das da nichts korrodieren kann. Funktioniert perfekt und war allemal günstiger, als wenn ich den Conrad Leiterplatinenservice in Anspruch genommen hätte.

Bis morgen also,

Gruß
Willi