<Desc/Clms Page number 1>
EMI1.1
EMI1.2
<Desc/Clms Page number 2>
EMI2.1
in der Fig. 4 ein Schaubild mit Kennlinien dargestellt.
An dem Joch c einer Schmeissdynamo sind die Pole der Maschine in bekannter Weise befestigt.
Sie bestehen aus dem Polsehuh a und dem Schenkel b, dessen Breite mit f bezeichnet ist. Durch die Linie u-u ist der mittlere Kraftlinienweg durch das Eisen des Polschenkels b angedeutet. Bei einer bestimmten Stromstärke ist das Eisen gesättigt. Eine Erhöhung der Stromstärke hat keine Vermehrung der Nutzkraftlinien, wohl aber ein Anwachsen des vom Anker herkommenden Gegenfeldes zur Folge. Um den Nutzkraftfluss bei grösseren Stromstärken zu vergrössern, sind erfindungsgemäss für ihn Nebenwege vorgesehen, in die Luftspalten il eingeschaltet sind. Den Verlauf der Kraftlinien im Nebenweg zeigt der Linienzug r-v. Um den Polschenkel ist die mit dem Anker in Reihe geschaltete Erregerwicklung e gelegt.
Um die für die Schweisszwecke günstige Kennlinie 1 in der Fig. 1 zu erhalten, müsste man ohne Anwendung des Erfindungsgedankens der Erregerwicklung und dem Regulierapparat praktisch unmögliche Abmessungen geben. Falls man anderseits die Dynamo ohne Anwendung des Erfindunggedankens für grössere Schweissströme auslegt, würde man bei kleineren Strömen einen für das Schweissen ungünstigen Verlauf der Kurve in Abhängigkeit vom Strom erhalten, wie er ungefähr durch die Kurve III in der Fig. 1 angegeben ist.
Bei der zu lösenden Aufgabe kommt es nämlich darauf an, dass die l\1agnetisierungscharakterisitik vom Leerlauf an möglichst steil ansteigt. Diese Forderung erfüllt man bekanntlich durch Verwendung
EMI2.2
wert der Spannung zu spät, d. h. bei zu hohem Schweissstrom, eintritt, was damit gleichbedeutend ist, dass die Sättigung im Polschenkel zu spät, nämlich erst bei zu hohem Arbeitsstrom, vorhanden ist, muss der Querschnitt des Hauptschenkels b des Pols knapp bemessen werden. Würde man den Querschnitt grösser machen, so könnte der gleiche Kurzschlussstrom schon mit einer kleineren Feldamperewindungszahl erreicht werden, jedoch hätte dann die Charakteristik vom Leerlaufspunkt aus einen flacheren Anstieg.
Da in diesem Bereich aber der magnetische Widerstand des Polsehenkels im Vergleich zum Gesamt- widerstand des magnetischen Kreises kaum ins Gewicht fällt, so ist bis zum Eintritt der Sättigung im
Querschnitt des Polhauptsehenkels b der Anstieg der Charakteristik um so steiler, je höher die Erreger- amperewindungszahl ist.
Die Wirkungsweise der Erfindung lässt sich am besten an Hand der Kurzschlusseharakteristik erläutern. Der Kurzschlussstrom ist bekanntlich nahezu dem Schweissstrom gleich, da bei dem Sehweiss- vorgang mit einer verhältnismässig zur Grössenordnung der Stromstärke kleinen Spannung gearbeitet wird. In der Fig. 4 sind drei solcher Kennlinien in einem Schaubilde dargestellt, aus deren Verlauf die Abhängigkeit des Maschinenstromes II, bei kurzgeschlossenen Klemmen von den Feldampere- windungen AW zu entnehmen ist.
Die Kurve IV lässt den Verlauf von 1,. bei Bemessung des Polschenkels für kleinere Feldstärken, d. h. für kleinere Kurzschlussströme, für die die Breite f des Polschenkels aus- reicht, erkennen. Die Schweissstromstärke kann von einer bestimmten kleinen Grösse ab durch Hinzuschalten von weiteren Amperewindungen praktisch nicht mehr gesteigert werden.
Die Kennlinie V erhält man, wenn der Polschenkel für grössere Kraftflüsse bemessen wird und beispielsweise die Breite w (Fig. 3) erhält. Aus dem Verlauf der Kurve V ist zu entnehmen, dass der Regulierbereich nur für grosse Stromstärken möglich und der Bereich für den unstabilen Betrieb sehr ausgedehnt ist. Die Kurzschlussstromeinstellung ist daher bei einem Motor mit der Kennlinie 17 unsicher.
Der Kurzsehlussstrom schwankt in weiten Grenzen, so dass die Zündung und Schweissung unmöglich, zum mindesten jedoch sehr stark beeinträchtigt ist, denn eine Regulierung durch Änderung der Feldamperewindungen ist nur soweit möglich, als sich Schnittpunkt der Kennlinien mit den Nullpunkt- strahlen ergeben.
Um die angeführten Mängel zu beheben, muss die Kennlinie nach der mit FI bezeichneten Kurve verlaufen. Daselbst ist der Bereich, innerhalb dem die Stromstärke geändert werden kann und der durch die Schnittpunkt der Nullpunktstrahlen mit der Kurve begrenzt wird, ausserordentlich gross, so dass sowohl kleine als auch grosse Stromstärken eingestellt werden können. Eine Kennlinie mit dem Verlauf der Kurve VI der Fig. 4 bzw. Kurve II der Fig. 1 erhält man, wenn man den Polsehenkel, der für kleine Stromstärken bemessen ist, mit Nebenwegen für den Kraftlinienfluss ausrüstet und mit dem Luftspalt cl versieht. Bis zum Beginn der Sättigung im Polschaft mit der Breite f verlaufen die Kurven IT und FI gleichsinnig.
Dann, nach Eintritt der Sättigung, steigt die Kennlinie 117 nur noch sehr wenig an, während VI dank der vorhandenen Neben-bzw. Luftwege für die Kraftlinien einen für den Schweissbetrieb günstigen Anstieg nimmt.
Zur Erleichterung der Einstellung der Pole und der Anbringung von Abstützungen zu diesem Zweck ist es vorteilhaft, den Polschenkel b gemäss Fig. 2 auszubilden. Daselbst ist das den Nebenweg bildende Eisen örtlich vom Polsehenkel durch Schlitze t getrennt angebracht.
Mit Hilfe der neuen Ausbildung und Bemessung der Pole ist eine einfache Regulierung insofern möglich, als die Spannung bei den kleinsten in der Schweisspraxis geforderten Strömen, etwa 50 Amp., sowie auch bei den grössten Strömen, für welche die Maschine gebaut ist, noch für den Betrieb ausreicht.
<Desc/Clms Page number 3>
Für normale Lichtbogenschweissungen sind ungefähr 20 Regulierstufen erforderlich. Die Feld- spulen müssen natürlich dann mit einer gleich grossen Anzahl Anzapfungen versehen werden. Eine solche
Einrichtung erfordert jedoch einen vielfach zu grossen Raum und ist mechanisch unbequem. Um diesen
Nachteil zu beheben, gibt man zweckmässig beiden Polen der Maschine nicht die gleiche Windungszahl und sieht neben einer feinstufigen Einstellung noch eine Grobschaltung vor.
Die Fig. 5 lässt ein Schema einer solchen Schaltung erkennen. Zu dem Anker l'der Maschine gehören die Spulen g und m der Pole, deren Wicklungen in Reihe mit der Schweissstelle s liegen. Die Spule g besitzt fünf Anzapfungen ausser ihrer Zu-und Ableitung. Mittels eines Schalters h ist die Windungszahl um 5 x 1 = 5 Windungen veränderlich. Um den Regulierbereich noch mehr zu erweitern, beispielsweise die Windungszahl zu verringern, dreht man den Schalter h im Sinne des Pfeiles p zurück und legt die
Grobschalterlasche i auf den mittleren Kontakt der drei Anzapfungen der Wicklung m, wodurch sechs
Windungen abgeschaltet werden. Durch die Bewegung des Schalters i auf den obersten Kontakt ist es möglich, die Windungszahl um nochmals sechs Windungen zu verringern.
Durch diese Regulierung ergeben sich 3 X 6 = 18 Stufen. Vorteilhaft ist es, wenn man die mittlere Grobstufe so ausführt, dass ihre sechs Stufen für die gebräuchlichsten mittleren Stromstärken ausreichen, so dass nur dann ein Um- stellen der Grobschalterlasche erforderlich wird, wenn die selteneren grösseren oder geringeren Strom- stärken angefordert werden.
Natürlich kann auch bei der neuen Anordnung das bereits bekannte Verfahren der Gegenschaltung
EMI3.1