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Punktschweisszange mit angebautem Mantel-Transformator
Von tragbaren Punktschweisszangen wird verlangt, dass das Gewicht einen bestimmten Maximalwert nicht überschreitet und dass Bleche bis zu 2 mm Stärke miteinander verschweisst werden können. Hiezu ist eine bestimmte Leistung erforderlich. Um den entsprechenden Schweissstrom zu erhalten, muss ein magnetischer Fluss erregt werden, der wiederum eine bestimmte Spannung pro Windung bedingt.
Die Schweissspannung ist so niedrig, dass in der Praxis nur Punktschweisszangen mit angebautem
Transformator, deren Sekundärwicklungen eine oder zwei Windungen haben, bekannt sind.
Die Erfindung geht davon aus, dass weder mit einer noch mit zwei Sekundärwindungen, sondern mit einer dazwischenliegenden Windungszahl. z. B. 1, 5, das geringste Leistungsgewicht erzielt werden kann.
Bei den bisher bekannten Transformatoren für Handpunktschweisszangen, wie sie in denFig. l und 2 der
Zeichnungen dargestellt sind, sind die Transformatorbleche in Richtung der Elektrodenarme geschichtet, die lochachsen stehen somit normal zu den Elektroden armen . Alle Sekundärwindungen sind bei dieser Anordnung voll mit dem Fluss des Mittelschenkels verkettet. Beide Enden der Sekundarwicklung sind nach der gleichen Seite des Transformators zu den Elektrodenarmen herausgeführt. Der Abstand der Elektrodenarme ist konstruktiv durch die Masse der zur Verwendung kommenden kleinen Mantelkerne bedingt. Eine grö- ssere Öffnung der Elektrodenarme kann nur durch Verwendung gekröpfter Arme erreicht werden, die jedoch den sekundären Strompfad verlängern und Leistungsverluste verursachen.
Die Nachteile der bekannten Konstruktion werden gemäss der Erfindung dadurch vermieden, dass eine Sekundärwindung den Mittelschenkelfluss des Mantel-Transformators umfasst, und eine zweite Sekundärwindung, die durch einen Teil der Wicklung und die Elektrodenarme gebildet ist, den Fluss eines Aussenschenkels oder aber den Fluss des Mittelschenkels und den Fluss eines Aussenschenkels umfasst.
Führt man die zweite Windung in dem dem Wicklungssinn der ersten Windung entgegengesetzten Sinn um den Aussenschenkel, so addieren sich, da der Aussenschenkelfluss dem Mittelschenkelfluss entgegengesetzt gerichtet ist, die induzierten Spannungen zu einem Wert, der zwischen der aus einer Windung und der aus zwei mit dem Mittelschenkelfluss verketteten Windungen induzierten Spannung liegt. Ist z. B. der Aussenschenkelfluss gleich der Hälfte des Mittelschenkelflusses, so entsteht eine Spannung, wie sie von 1 1/2 Windungen um den Mittelschenkel induziert werden würde.
Durch entsprechende Gestaltung der Kernbleche, d. h. durch entsprechende Wahl der Querschnitte der einzelnen Schenkel, hat man es in der Hand, dem Aussenschenkelfluss, der mit der zweiten Windung verkettet ist, jeden beliebigen Wert zu geben, der kleiner als der Mittelschenkelfluss ist. Damit eröffnet die Erfindung die Möglichkeit, Transformatoren mit Kennlinien zu bauen, die unter den für Punktschweisszangen gegebenen Bedingungen bisher nicht erreicht werden konnten.
Durch die deutsche Patentschrift Nr. 734239 (Oerlikon) sind Transformatoren für Lichtbogenschwei- ssung, bei denen die Sekundärwicklung einen Streupfad mitumfasst, bekannt geworden. Nach diesem Vorschlag umfasst jede einzelne Sekundärwindung den mittleren, die Primärwicklung tragenden Hauptschenkel und den Streupfad mit den Streustegen.
Im Gegensatz zur erfindungsgemässen Punktschweisszange sind keine einzelnen Sekundärwindungen, die nur den mittleren Hauptschenkel umfassen, vorgesehen, da dieselben nur den weiten Regelbereich einengen würden, der jedoch zu erreichen beabsichtigt ist.
Ferner ist ein Streutransformator für Lichtbogenschweissung bekannt geworden, bei dem ein eine Sekundärwicklung tragender Schenkel durch einen variablen magnetischen Nebenschluss umgangen wird.
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Hiebei ist die Windungsspannung des nur die Sekundärwicklung tragenden Schenkels gleich der des Haupt- schenkels mit der Primär- und einen Teil der Sekundärwicklung, weil die Eisenquerschnitte beider
Schenkel gleich gross sind und die induzierte Windungsspannung nicht im Leerlauf (wegen der Zündfähig- keit), sondern durch den Luftspalt im magnetischen Nebenschluss mit der Belastung reziprok proportional geändert wird.
Die Erfindung ermöglicht einen grösseren Abstand der Elektrodenarme, da die Wicklungsenden der
Sekundärwicklung nach zwei verschiedenen Seiten des Transformators herausgeführt werden. Der Abstand ist nicht mehr durch die Masse der Mantelkernbleche, sondern durch die Höhe des geschichteten Kerns bedingt. Gekröpfte Elektrodenarme sind nicht mehr erforderlich, um eine grössere Öffnung des Zangen- maules zu erreichen. Die Verwendung eines Transformators nach der Erfindung ermöglicht es, die Halter für die Elektrodenarme gegeneinander zu versetzen. Durch Einsetzen des unteren Elektrodenarmes in die obere Klammer und durch Einsetzen eines entsprechend längeren Elektrodenarmes in die untere Klammer kann eine weitere Elektrodenausladung erreicht werden.
Es ist hiezu-also nur ein weiterer Arm erforder- lich, wogegen bei den bisher bekannten Handpunktschweisszangen zwei Elektrodenarme erforderlich waren.
Vorzugsweise verlaufen die Elektrodenarme im wesentlichen parallel zu den Achsen der Transforma- torjoche ; bei aus Blechen geschichteten Kernen sind die einzelnen Elektrodenarme somit parallel zu der
Schichtebene, bei aus Eisenband gewickelten Kernen senkrecht zu der Kernwickel-Achse gerichtet.
Durch diese Anordnung wird es ermöglicht, die Wicklung zur Gänze innerhalb der Aussenschenkel anzuordnen, so dass ein den Transformator umgebendes Gehäuse entfallen kann.
Die Erfindung soll nun an Hand der Zeichnungen näher erläutert werden : Fig. 1 zeigt eine bekannte Punktschweisszange, teilweise im Schnitt, Fig. 2 ist eine schematische Darstellung dieser bekannten Anordnung. Fig. 3 zeigt die erfindungsgemässe Punktschweisszange teilweise im Schnitt. Fig. 4 ist eine schematische Darstellung dieser Zange analog zu Fig. 2.
In Fig. 1 ist mit l der Mittelschenkel des Transformators bezeichnet, der die Primärwicklung 2 und die Sekundärwicklung 3 trägt. Der magnetische Rückfluss wird durch die Aussenschenkel 4 und 5 hergestellt. Die Elektrodenarme 6, 7 sind in der Verlängerung des Transformators angebracht. Der Arm 6 ist am Gehäuse fest angeordnet, wogegen der Arm 7 durch den Hebel 8 an das Werkstück angepresst werden kann. In Fig. 2 ist der Transformator schaubildlich und im Schema dargestellt, wobei gleiche Bezugszeichen verwendet sind. In dieser Figur sind alle zum Verständnis nicht erforderlichen Teile, wie z. B. der Betätigungshebel, die Primärwicklung usw., nicht dargestellt. Aus der Fig. 2 ist deutlich zu erkennen, dass die Sekundärwicklung mit einer ganzzahligen Windungszahl ausgeführt ist und nur mit dem Mittelschenkel 1 verkettet ist.
Die Transformatorenbleche sind in Richtung der Elektrodenarme geschichtet, wobei die Achse 9 der Transformatorjoche 10 normal zu den Elektrodenarmen 6,7 verläuft.
In den Fig. 3 und 4 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht, wobei für die entsprechenden Teile die gleichen Bezugszeichen wie in den Fig. 1 und 2 verwendet sind. Gemäss Fig. 3 endet die Sekundärwicklung an zwei einander gegenüberliegenden Transformatorseiten. Der untere Elektrodenarm 6 ist im Gehäuse befestigt, der obere als Zwinge ausgebildete Arm 7'kann durch den Hebel 8 gegen das Werkstück gepresst werden. Die Zwinge 7'weist eine Bohrung 11 zur Aufnahme eines längeren Elektrodenarmes auf. Wie aus der Zeichnung hervorgeht, umschliesst eine Windung der Sekundärwicklung den Aussenschenkel 4.
In Fig. 4 sind zwei mögliche Anordnungen der Sekundärwicklung angedeutet. Bei der mit 3a bezeichneten Wicklung ist eine Windung mit dem Fluss im Mittelschenkel l und eine zweite gegensinnig geführte Windung mit dem Fluss im Aussenschenkel 4 verkettet. Bei der Wicklung 3b ist eine Windung gleichfalls mit dem magnetischen Fluss im Mittelschenkel l, eine zweite mit dem Fluss im Mittelschenkel und mit dem entgegengerichteten Fluss im Aussenschenkel 5 verkettet.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Beispiele beschränkt. Es sind vielmehr im Rahmen der Erfindung zahlreiche Variationen möglich.
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