AT403260B - Übertrager, insbesondere für eine schweissvorrichtung - Google Patents

Description

AT 403 260 B

Die Erfindung betrifft einen Übertrager, insbesondere für eine Schweißvorrichtung, mit einer Primärspule und einer Sekundärspule, die jeweils in einander benachbarten Bereichen eines Eisenkerns angeordnet sind und unterschiedliche Windungszahlen aufweisen, und die Primärspule an eine Energiequelle und ein Verbraucher an die Sekundärspule angeschlossen ist und jeder weitere Eisenkern in einem von der Sekundärspule distanzierten Bereich eine von der Energiequelle versorgte Spule durchsetzt sowie ein Verfahren zum Übertragen einer Spannung von einer Primärspule auf eine Sekundärspule mit unterschiedlichen Spannungswerten, bei dem eine Spannung an die Primärspule angelegt und dadurch in Abhängigkeit von der unterschiedlichen Windungszahl der Primärspule zur Sekundärspule eine unterschiedliche Spannung in die Sekundärspule induziert wird, wie im Oberbegriff des Patentanspruches 1 und des Patentanspruches 11 beschrieben.

Aus der CH-A5-668 499 ist ein Übertrager bekannt, bei dem jeweils Teilspulen von Primär-, Sekundär-und Steuerspulen auf verschiedenen Kernabschnitten verteilt angeordnet sind. Die Wickelachse der Sekundär- und der Steuerspule sind annähernd parallel. Die einzelnen Teilspulen der Primärspule werden jeweils parallel zur Wickelachse am Kernabschnitt angeordnet, wobei zwischen den einzelnen parallel zueinander angeordneten Spulen jeweils ein Kernstück des Eisenkerns angeordnet und sind, wie der CH-A5-668 499 Seite 7, linke Spalte, Zeile 47 bis 51 entnehmbar, in Serie geschaltet.

Wird an die Primärspule eine Wechselspannung angelegt, so baut sich ein magnetischer Fluß um die Primärteilspulen auf, wobei jedoch die Sekundärspule bzw. die Steuerspule nicht vom magnetischen Fluß durchflossen wird, da um die Primärspule ein Kern angeordnet ist und somit der magnetische Fluß im Kern um die Primärspule fließt. Legt man jedoch an die Steuerspule einen Gleichstrom an, so werden Teilbereiche des Kerns rund um die Steuerspule in die Sättigung getrieben, sodaß der magnetische Fluß, der von der Primärspule aufgebaut wird, nunmehr nicht durch den gesättigten Bereich des Kerns fließt, sondern so abgelenkt wird, daß er durch die Teilspulen der Sekundärspule fließt. Durch die Höhe der Gleichspannung kann der Sättigungswert der Kernbereiche variabel verändert werden, sodaß die Ausgangsspannung entsprechend der Höhe der angelegten Gleichspannung an der Zusatzspule geregelt werden kann. Nachteilig ist hierbei, daß zur Regelung der Ausgangsspannung eine zusätzliche Energiequelle benötigt wird.

Es sind bereits verschiedene Übertrager zum Übertragen einer Spannung von einer Primärspule auf die Sekundärspule bekannt. Bei diesen Übertragern wird dabei um einen Schenkel eines Eisenkerns die Primärspule und um einen weiteren Schenkel des Eisenkerns die Sekundärspule herumgewickelt. Durch Anlegen einer Spannung an die Primärspule wird ein Fluß im Eisenkern hervorgerufen, der anschließend die Sekundärspule im Inneren des Eisenkerns durchströmt. Durch das Durchströmen der Sekundärspule wird in der Sekundärspule eine Spannung induziert. Um ein bestimmtes Spannungsverhältnis zwischen der an der Primärspule angelegten Spannung und der Ausgangsspannung an der Sekundärspule zu erreichen, muß das Windungsverhältnis zwischen der Primärspule und der Sekundärspule auf das gewünschte Spannungsverhältnis angepaßt werden. Nachteilig ist hierbei, daß bei einem hohen Spannungsverhältnis der angelegten Spannung an die Primärspule zur Spannung an die Sekundärspule z.B. von 1.000 V auf 16.000V das Windungsverhältnis ebenfalls 1 : 16 sein muß, d.h., daß die Primärspule zumindest eine Wicklung und die Sekundärspule zumindest 16 Wicklungen aufweisen muß. Durch dieses Windungsverhältnis von 1:16 wird der Übertrager durch dessen Bauhöhe und durch entsprechende Dimensionierung der Wicklung für die Sekundärspule sehr teuer.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Übertrager sowie ein Verfahren zum Übertragen einer Spannung der obgenannten Art zu schaffen, bei dem bei Beibehaltung der Versorgungsspannung der Energiequelle und der Ausgangsspannung von der Sekundärspule die Windungsanzahl der Sekundärspule reduziert werden kann.

Diese Erfindung wird dadurch gelöst, daß die Sekundärspule von mehreren Eisenkernen und/oder - wie ansich bekannt - einem gemeinsamen Eisenkernschenkel mehrerer Eisenkerne durchsetzt ist und daß zumindest eine von den weiteren Eisenkernen durchsetzte zusätzliche Spule als an der Energiequelle parallel angeschlossene Primärspule bzw. Primärwicklung ausgebildet ist und/oder daß zumindest eine von einem der weiteren Eisenkerne durchsetzte Spule durch eine als Sekundärwicklung wirkende Zusatzspule gebildet ist, die mit einer als Primärwicklung wirkenden Zusatzspule, die auf einem anderen der Eisenkerne angeordnet ist, verbunden ist. Vorteilhaft ist bei dieser Lösung, daß durch Anordnung eines weiteren Eisenkerns und/oder eines gemeinamen Eisenkernschenkels der magnetische Fluß durch Übertragung von Zusatzspulen und/oder einer weiteren Primärspule zumindest verdoppelt wird, sodaß das Windungsverhält-nis von z.B. 1 : 16 auf 1 : 8 reduziert wird und somit die Kosten für die aufwendige Sekundärspule halbiert wird. Ein weiterer nicht vorhersehbarer Vorteil liegt darin, daß die Baugröße des Übertragers und somit sein Gewicht reduziert wird und somit kleinere Geräte, in denen der Übertrager eingebaut wird, hergestellt werden können. 2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

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Es ist aber auch eine Ausbildung nach Patentanspruch 2 möglich, da dadurch ohne hohen Kostenaufwand eine Übertragung des magnetischen Flusses auf einen weiteren Eisenkern ermöglicht wird. Von Vorteil ist aber auch eine Ausbildung nach Patentanspruch 3, da dadurch durch Anpassen des Windungsverhältnisses der zusätzlich angeordneten Primärwicklungen und/oder Zusatzspulen die entstehenden Verluste kompensiert werden können. Eine vorteilhafte Weiterbildung beschreibt Patentanspruch 4, da dadurch ohne hohen Aufwand der magnetische Fluß von einem Eisenkern auf einen anderen Eisenkern übertragen werden kann. Vorteilhaft ist auch die Ausbildung nach den Patentansprüchen 5 und 6, da dadurch bei einer Anordnung von mehreren Eisenkernen eine geringe Baugröße erreicht wird. Von Vorteil ist aber auch eine Ausbildung nach Patentanspruch 7, da dadurch eine kompaktere Herstellung des Übertragers ermöglicht wird. Es ist aber auch eine Ausbildung nach Patentanspruch 8 von Vorteil, da durch die Verdoppelung des magnetischen Flusses die Windungszahl der Sekundärspule zumindest halbiert werden kann. Die Erfindung umfaßt weiters auch ein Verfahren zum Übertragen einer Spannung von einer Primärspule auf eine Sekundärspuie, wie es im Oberbegriff des Patentanspruches 9 beschrieben ist. Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß ein magnetischer Fluß in mehreren parallel zueinander angeordneten Eisenkernen und/oder Eisenkernschenkel aufgebaut wird und der magnetische Fluß jedes Eisenkerns und/oder Eisenkernschenkels durch den von der Sekundärspule umhüllten Querschnittsbereich des Eisenkerns und/oder Eisenkernschenkels hindurchgeführt wird. Vorteilhaft ist bei dieser Lösung, daß aufgrund der Verdoppelung des magnetischen Flusses die Windungszahl der Sekundärspule reduziert werden kann. Es ist aber auch ein Vorgehen nach Patentanspruch 10 möglich, da durch einfaches Parallelschalten der urspründlichen Primärspule durch eine weitere Primärspule der zusätzliche magnetische Fluß in einem weiteren Eisenkern hervorgerufen wird. Schließlich sind auch die Maßnahmen nach den Patenansprüchen 11 bis 13 möglich, da dadurch der magnetische Fluß auf einen weiteren Eisenkern übertragen wird. Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese im nachfolgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben: Es zeigen: Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Schweißgerätes mit dem erfindungsgemäßen Übertrager in vereinfachter, schematischer Darstellung; Fig. 2 ein Schaubild eines aus dem Stand der Technik bekannten Übertrages in vereinfachter Darstellung; Fig. 3 ein Schaubild des erfindungsgemäßen Übertragers in vereinfachter Darstellung; Fig. 4 ein Schaubild einer anderen Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Übertragers in vereinfachter Darstellung; Fig. 5 ein Schaubild eines weiteren Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Übertragers in vereinfachter Darstellung; Fig. 6 ein Schaubild einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Übertragers mit einem einteiligen Eisenkern in vereinfachter Darstellung. In Fig. 1 ist ein Spannungsversorgungsnetz 1 gezeigt, das aus einem Phasenleiter 2 und einem Nulleiter 3 z.B. des Netzes eines Elektroversorgungsunternehmens oder eines mobilen Stromgenerators besteht. Am Spannungsversorgungsnetz 1 ist eine Inverterstromquelle 4 über Zuleitungen 5, 6 angeschlossen. Ein Eingang 7 eines Übertragers 8 ist über eine Leitung 9 mit der Inverterstromquelle 4 verbunden. Ein Ausgang 10 des Übertragers 8 ist über eine Leitung 11 mit einem Schweißgerät 12, das durch einen Schweißbrenner 13 gebildet ist, verbunden. Weiters ist die Inverterstromquelle 4 über eine Leitung 14 mit einem Werkstück 15 verbunden. Das Schweißgerät 12 wird dabei über die Leitung 9, den Übertrager 8 und die Leitung 11 am positiven Potential und das Werkstück 15 über die Leitung 14 von der Inverterstromquelle 4 am negativen Potential angeschlossen. Der Übertrager 8 ist aus einer Primärspuie 16 und einer Sekundärspule 17 gebildet, wobei die Sekundärspule 17 mit dem Eingang 7 und dem Ausgang 10 verbunden ist. Die Primärspule 16 ist mit dem Eingang 18 und einem Ausgang 19 verbunden. An den Eingang 18 und dem Ausgang 19 wird ein HF-Qenerator 20 angeschlossen. Weiters ist der HF-Generator 20 und die Inverterstromquelle 4 über Leitungen 21, 22 mit einer Steuervorrichtung 23 verbunden. In der Steuervorrichtung 23 können verschiedene Parameter, wie beispielsweise Stromstärke, Amplitudenhöhe, Frequenz für einen Schweißprozeß eingestellt werden. Weiters ist die Steuervorrichtung 23 über eine Leitung 24 mit einem Taster 25 an den Schweißbrenner 13 angeschlossen. 3 55 ΑΤ 403 260 Β

Soll ein Schweißprozeß durchgeführt werden, so muß der Bediener des Schweißbrenners 13 den Taster 25 betätigen, wodurch die Steuervorrichtung 23 über die Leitung 24 mitgeteilt bekommt, daß der Bediener einen Schweißvorgang durchführen möchte. Die Steuervorrichtung 23 steuert dabei die Inverterstromquelle 4 über die Leitung 22 so an, daß der in der Steuervorrichtung 23 eingestellte Strom bzw. die Amplitudenhöhe von der Inverterstromquelle 4 über die Leitungen 9 und 14 dem Schweißgerät 12 2ur Verfügung gestellt wird.

Gleichzeitig steuert die Steuervorrichtung 23 den HF-Generator 20 an. Der HF-Generator 20 legt an die Primärspule 16 einen Hochfrequenzimpuls an. Der Hochfrequenzimpuls wird dann von der Primärspule 16 auf die Sekundärspule 17 transformiert, wobei sich durch ein unterschiedliches Windungsverhältnis die Amplitude des Hochfrequenzimpulses beim Übertragen von der Primärspule 16 auf die Sekundärspule 17 um eine Vielfaches erhöht. Von der Sekundärspule 17 wird der Hochfrequenzimpuls über die Leitung 11 an eine Elektrode 26 in den Schweißbrenner 13 weitergeleitet, wodurch ein Lichtbogen 27 zwischen der Elektrode 26 und dem Werkstück 15 gezündet wird. Durch das Zünden des Lichtbogens 27 entsteht ein Stromkreis von der Inverterstromquelle 4 über die Leitung 9, die Sekundärspule 17, die Leitung 11, die Elektrode 26, das Werkstück 15 und zurück über die Leitung 14 an die Inverterstromquelle 4, wodurch die Inverterstromquelle 4 den Schweißbrenner 13 mit einem entsprechenden Strom versorgen kann und somit der Lichtbogen 27 aufrecht erhalten wird.

Aufgrund des Stromflusses durch die Sekundärspule 17 bei einem Schweißvorgang ist es notwendig, daß die Windungsstärke der Windungen in der Sekundärspule 17 auf den maximalen Schweißstrom abgestimmt werden muß, d.h. daß bei einem Schweißvorgang mit einem Schweißstrom von beispielsweise 100 A bis 400 A die Windungen auf diese Stromstärke dimensioniert werden muß. Würde der Schweißstrom nicht durch die Sekundärspule 17 fließen, so könnte trotz der hohen Spannung die Windungsstärke verringert werden, da für die kurzzeitige Impulsübertragung für das Zünden des Lichtbogens 27 zwar eine hohe Spannung benötigt wird, jedoch die benötigte Leistung gering ist.

In Fig. 2 ist ein zum Stand der Technik zählender Übertrager 8, wie er in Fig. 1 beschrieben wurde, dargestellt. Bei diesem aus dem Stand der Technik stammenden Übertrager 8 wird die grundsätzliche Funktion des Übertragers 8 beschrieben.

Wie in Fig. 1 beschrieben, weist der Übertrager 8 die Primärspule 16 und die Sekundärspule 17 auf, wobei die Primärspule 16 mit dem Eingang 18 und dem Ausgang 19 und die Sekundärspule 17 mit dem Eingang 7 und dem Ausgang 10 verbunden ist. Die Primärspule 16 und die Sekundärspule 17 sind dabei getrennt über einen geschlossenen Eisenkern 28 gewickelt.

Um eine geringe Bauhöhe des Übertragers 8 zu erreichen, wird die Primärspule 16 durch nur eine Windung um den Eisenkern 28 gebildet, wobei die Sekundärspule 17 an das entsprechende Übersetzungsverhältnis angepaßt wird, d.h. daß bei einer 16-fachen Vergrößerung der Primärspannung auf die Sekundärspannung die Sekundärspule 17 mit 16 Wicklungen um den Eisenkern 28 gewickelt wird. Legt man nun am Eingang 18 und am Ausgang 19 der Primärspule 16 eine Spannung mit beispielsweise 1.000 Volt, so erhält man aufgrund eines magnetischen Flusses 29, der in strichlierten Linien dargestellt ist und im Eisenkern 28 entsteht, eine Spannung von 16.000 Volt, d.h. daß grundsätzlich gesagt werden kann, daß das Verhältnis der Primärspule 16 zur Sekundärspule 17 dem Verhältnis der Spannung an der Primärspule 16 zu der Spannung an der Sekundärspule 17 entspricht.

Grundsätzlich sei erwähnt, daß der Spannungsimpuls zum Zünden des Lichtbogens 27 eine Höhe von bevorzugt 16.000 Volt beträgt, wodurch sich das Windungsverhältnis von 1:16 in der Primärspule 16 und der Sekundärspule 17 ergibt.

Das Induzieren der Spannung von der Primärspule 16 in die Sekundärspule 17 erfolgt derart, daß durch Anlegen einer Spannung an die Primärspule 16 der magnetische Fluß 29 im Eisenkern 28 hervorgerufen wird, der den gesamten von den Windungen der Sekundärspule 17 umgrenzten Bereich durchfließt und dabei in die Windungen der Sekundärspule 17 eine Spannung induziert. Durch das Windungsverhältnis von 1:16 wird nun die 16-fache Spannung am Ausgang der Sekundärspule 17 erreicht.

In Fig. 3 ist der erfindungsgemäße Übertrager 8 gezeigt, wobei für die gleichen Teile die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 und 2 verwendet werden.

Der erfindungsgemäße Übertrager 8 wird dabei aus dem Eisenkern 28 und einem weiteren Eisenkern 30 gebildet. Die Eisenkerne 28, 30 können dabei aus verschiedenen Materialien bestehen, wie beispielsweise Eisen, Ferrit usw. Die beiden Eisenkerne 16 und 30 werden einander unmittelbar benachbart angeordnet, sodaß jeweils ein Schenkel 31, 32 bzw. ein Bereich der Eisenkerne 28 und 30 einander tangierend oder parallel zueinander verlaufend angeordnet sind. D.h., daß beispielsweise die Eisenkerne 28 und 30 im Bereich der Stirnflächen der Schenkel 31, 32 einander benachbart angeordnet werden oder daß die Eisenkerne 28 und 30 nebeneinander angeordnet werden, wobei sich die Schenkel 31 und 32 berühren. 4 ΑΤ 403 260 Β

Die Primärspule 16 wird dabei über einen Schenkel 33 des Eisenkerns 28, der dem Schenkel 31 des Eisenkerns 28 gegenüberliegt, aufgewickelt, wobei wiederum die Primärspule 16 aus nur einer Windung gebildet wird. Die Sekundärspule 17 wird anschließend um die beiden Schenkel 31, 32 der Eisenkerne 28 und 30 herumgewickelt und umhüllt derart gleichzeitig die benachbarten Bereiche der Eisenkerne 28 und 30. Die Sekundärwicklung 17 umfaßt nur acht Windungen.

Weiters wird eine zusätzliche Zusatzspule 34, 35 an jedem Eisenkern 28, 30 angeordnet, die über Verbindungsleitungen 36 miteinander verbunden werden, wobei dadurch die Zusatzspule 34 eine Primärwicklung und die Zusatzspule 35 eine Sekundärwicklung bilden. Die Zusatzspulen 34, 35 werden dabei über einen freien Schenkel 37, 38 oder Bereiche des Eisenkerns 28, bevorzugt den Schenkel 37, und einem der drei freien Schenkeln 39 bis 41 oder Bereiche des Eisenkerns 30, bevorzugt den Schenkel 39, umwickelt. Die Zusatzspule 34, 35 besteht dabei zumindest aus einer Windung, bevorzugt jedoch zwei Windungen.

Beim Anlegen einer Spannung an den Eingang 18 und den Ausgang 19 der Primärspule 16 wird im Eisenkern 28 der magnetische Fluß 29 hervorgerufen, der durch die Zusatzspule 34 fließt. Durch das Durchströmen der Zusatzspule 34 wird ein Strom in diese induziert, die anschließend über die Verbindungsleitungen 36 an die Zusatzspule 35 angelegt wird, wodurch wiederum ein magnetischer Fluß 42 im Eisenkern 30 entsteht. Bei richtiger Wicklungsrichtung der Zusatzspule 34, 35 werden die magnetischen Flüsse 29 und 42 in die Eisenkerne 28 und 30 durch die Sekundärspule 17 in gleicher Richtung strömen, sodaß die induzierte Spannung in der Sekundärspule 17 verdoppelt wird, d.h., daß an der Sekundärspule 17 bei nur halber Windungszahl gegenüber der im Fig. 2 beschriebenen Windungszahl jedoch dieselbe Ausgangsspannung am Eingang 7 und Ausgang 10 der Sekundärspule 17 erreicht wird. Durch diese Anordnung der Eisenkerne 28 und 30 ist es möglich, mit nur acht Windungen für die Sekundärspule 17 auszukommen. Vorteilhaft ist bei dieser Lösung, daß dabei die Baugröße des Übertragers 8 und somit das Gewicht des Übertragers 8 verringert wird.

In Fig. 4 ist eine andere Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Übertragers 8, wie er in Fig. 3 beschrieben ist, dargestellt, wobei für die gleichen Teile die gleichen Bezugszeichen verwendet werden.

Der Unterschied zu dem in Fig. 3 gezeigten erfindungsgemäßen Übertrager 8 liegt darin, daß anstelle der zusätzlichen Zusatzspule 35 am Eisenkern 30 eine weitere Primärwicklung 43, die mit dem Eingang 44 und dem Ausgang 45 verbunden ist, beispielsweise um den Schenkel 40 des Eisenkerns 41 herumgewik-kelt ist.

Die Primärwicklung 43 wird dabei parallel zu der Primärspule 16 geschaltet, d.h. daß der Eingang 44 mit dem Eingang 18 und der Ausgang 45 mit dem Ausgang 19 der Primärspule 16 verbunden wird. Durch das Parallelschalten der Primärspule 16 und der Primärwicklung 43 wird erreicht, daß beim Anlegen einer Spannung, wie es in Fig. 3 beschrieben ist, an die Primärspule 16 die Spannung auch an die Primärwicklung 43 angelegt wird. Durch das Anlegen der Spannung an die Primärspule 16 und die Primärwicklung 43 entstehen in den Eisenkernen 28 und 30 die magnetischen Flüsse 29 und 42, die wiederum bei gleichen Windungsbedingungen bzw. gleichen Windungsrichtungen in gleicher Richtung durch die Sekundärspule 17 strömen.

Wie bereits in Fig. 3 beschrieben ist, kann die Windungszahl der Sekundärspule 17 aufgrund der magnetischen Flüsse 29 und 42 in den Eisenkernen 28 und 30 auf die Hälfte reduziert werden.

Selbstverständlich ist es möglich, daß bei dem erfindungsgemäßen Übertrager 8, wie er in Fig. 3 und 4 dargestellt ist, die Übertragung des magnetischen Flusses 29 vom Eisenkern 28 auf den Eisenkern 30 bzw. durch Aufwickeln einer zusätzlichen Primärwicklung 43 mit unterschiedlichen Windungsverhältnissen der zusätzlich aufgebrachten Zusatzspule 34, 35 bzw. der Primärwicklung 43 eine Leistungsanpassung an verschiedene Zustände durch Erhöhung des magnetischen Flusses 42 durchgeführt werden kann.

In Fig. 5 ist eine andere Ausführungsvariante des in Fig. 3 und 4 dargestellten Übertragers 8 gezeigt, wobei für die selben Teile die selben Bezugszeichen verwendet werden.

Der Unterschied zu der in Fig. 3 und 4 dargestellten Ausführungsvarianten des Übertragers 8 liegt darin, daß zusätzlich zu den zwei Eisenkernen 28, 30 noch zwei weitere Eisenkerne 46, 47 angeordnet sind. Die Darstellung des Übertragers 8 erfolgt dabei in Draufsicht, wodurch zu erkennen ist, daß die Schenkel 31, 32 der Eisenkerne 28 und 30 mit ihren Stirnflächen zueinander angeordnet sind. Die weiteren Eisenkerne 46, 47 werden über die Stirnseite ihrer Schenkel 48, 49 an die Schenkel 31, 32 der Eisenkerne 28, 30 angeordnet, wodurch sich ein sternförmiger Aufbau des Übertragers 8 ergibt.

Die Primärspule 16 wird anschließend über den Schenkel 33 des Eisenkernes 28 gewickelt. Die Primärspule 16 weist wiederum nur eine Windung auf. Die Sekundärspule 17 wird über die vier Schenkeln 31,32, 48 und 49 der Eisenkerne 28, 30, 46 und 47 gewickelt.

Die Zusatzspulen 34, 35 werden dabei auf dem Eisenkern 28 und dem Eisenkern 46 aufgewickelt, wobei die Zusatzspulen 34, 35 über die Verbindungsleitungen 36 miteinander verbunden werden. Zusätzlich 5

AT 403 260 B zu den Zusatzspulen 34, 35 werden an den Eisenkernen 46 und 30 jeweils eine weitere Zusatzspule 50, 51, die den Zusatzspulen 34 und 35 entspricht und wiederum über Verbindungsleitungen 52 miteinander verbunden sind, angeordnet. Weiters wird an den Eisenkernen 30, 47 wiederum jeweils eine Zusatzspule 53, 54 angeordnet, die über Verbindungsleitungen 55 miteinander verbunden werden.

Durch Anlegen einer Primärspannung an die Primärspule 16 wird nunmehr der magnetische Fluß 29 im Eisenkern 28 hervorgerufen. Durch den magnetischen Fluß 29 im Eisenkern 28 wird eine Spannung in die Zusatzspule 34 induziert, die über die Verbindungsleitung 36 an die Zusatzspule 35 weitergeleitet wird und somit am Eisenkern 46 angelegt wird, wodurch im Eisenkern 46 ein neuerlicher magnetischer Fluß 56 hervorgerufen wird. Dieser magnetische Fluß 56 durchströmt dabei die Zusatzspule 50 und induziert in die Zusatzspule 50 eine Spannung, die wiederum an den Eisenkern 30 durch die Zusatzspule 51 angelegt wird und somit der magnetische Fluß 42 im Eisenkern 30 hervorgerufen wird. Dadurch wird im Eisenkern 30 eine Spannung in die Zusatzspule 53 induziert, die an den Eisenkern 47 weitergegeben wird und anschließend einen neuerlichen magnetischen Fluß 57 im Eisenkern 47 verursacht.

Bei richtigem Wicklungssinn strömen die magnetischen Flüsse 29, 42, 56, und 57 in Richtung der Mitte des sternförmig angeordneten Übertragers 8 und durchströmen dadurch die Sekundärspule 17. Durch das vierfache Durchströmen der Sekundärspule 17 kann nun die Windungszahl der Sekundärspule 17 auf ein Viertel verringert werden, wobei dieselbe Ausgangsspannung wie in den zuvor beschriebenen Figuren erreicht wird, d.h., daß die Sekundärspule 17 mit nur vier Windungen das Auslangen finden kann, um bei einer Eingangsspannung von z.B. 1.000 Volt die Ausgangsspannung an der Sekundärspule 17 auf 16.000 Volt zu erhöhen.

Selbstverständlich ist es auch hier möglich, daß durch verschiedene Windungszahlen der Zusatzspulen 34, 35, 50, 51, 53, 54 verschiedene magnetische Flüsse 28, 42, 56 und 57 hervorgerufen werden, wodurch durch die Summe der magnetischen Flüsse 28, 42, 56 und 57 eine entsprechende Ausgangsspannung an der Sekundärspule 17 erreicht wird.

Es ist auch hier möglich, wie in Fig. 4 gezeigt, mehrere Primärspulen 16 bzw. Primärwicklungen 58, 59 und 60, wie strichliert dargestellt, an die Eisenkerne 28, 30, 46 und 47 anzuordnen und diese parallel zueinander zu schalten, d. h. daß alle zusätzlichen Primärwicklungen 58, 59 und 60 parallel an die Primärspule 16 geschalten werden und somit beim Anlegen einer Spannung an die Primärspule 16 die Spannung gleichzeitig an den Primärwicklungen 58, 59 und 60 angelegt werden und damit die magnetischen Flüsse 28, 42, 56 und 57 hervorgerufen werden.

Weiters ist es auch möglich, daß die Zusatzspulen 35 und 53 über die Verbindungsleitungen 52, wie strichliert dargestellt, miteinander verbunden werden, wodurch damit die Zusatzspulen 50, 51 entfallen können. Durch diese Serienschaltung der einzelnen Zusatzspulen 34, 35, 53, 54 wird wiederum erreicht, daß bei Anlegen einer Spannung an die Primärspule 16 eine Spannung in die Zusatzspule 34 induziert wird, die durch die Serienschaltung der Zusatzspulen 34, 35, 53, 54 an jeden Eisenkern 46, 30, 47 angelegt wird.

In Fig. 6 ist eine andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Übertragers 8 gezeigt. Bei dieser Ausführungsform wird der Übertrager 8 aus einem einzigen Eisenkern 61, der dabei aus einem E-förmigen Eisenkern 61 gebildet wird, dargestellt.

Der Eisenkern 61 weist dabei drei parallel angeordnete Eisenkemschenkel 62 bis 64 auf, die über einen Gesamtschenkel 65 miteinander verbunden sind. Um den Eisenkern 61 vollständig zu schließen, wird an der gegenüberliegenden Seite des Gesamtschenkels 65 ein über die drei Eisenkernschenkel 62 bis 64 ragender Abschlußschenkel 66 angeordnet. Dieser Abschlußschenkel 66 kann jedoch auch aus zwei Einzelteilen bestehen, die jedoch die Gesamtlänge des Abschlußschenkels 66 aufweisen müssen.

Die Primärspule 16 wird dabei auf den Eisenkernschenkel 62 aufgewickelt und anschließend mit dem Eingang 18 und dem Ausgang 19 verbunden. Die Sekundärspule 17 hingegen wird über den Eisenkernschenkel 63, der sich in der Mitte der Eisenkernschenkeln 62 und 64 befindet, aufgewickelt, wodurch beim Betrachten der Fig. 6 ein ähnlicher Aufbau des Übertragers 8, wie er in Fig. 3 und 4 beschrieben wurde, dargestellt wird. Die Sekundärspule 17 wird wiederum mit dem Eingang 7 und dem Ausgang 10 verbunden.

Weiters wird über den zusätzlichen Abschlußschenkel 66, der sich über die drei Eisenkernschenkel 62 bis 64 erstreckt, die Zusatzspule 34 im Bereich zwischen dem Eisenkemschenkel 62 und dem Eisenkernschenkel 63 aufgewickelt und die weitere Zusatzspule 35 im Bereich zwischen den. Eisenkernschenkeln 63 und den Eisenkernschenkeln 64 auf dem Eisenkern 61 aufgewickelt. Die beiden Zusatzspulen 34, 35 werden dabei wiederum über die Verbindungsleitung 36 miteinander verbunden.

Selbstverständlich ist es auch möglich, daß die Zusatzspulen 34, 35 nicht auf den zusätzlich angeordneten Abschlußschenkel 66 aufgewickelt werden, sondern an der gegenüberliegenden Seite des Abschlußschenkels 66 auf den Gesamtschenkel 65 angeordnet sein können, bzw. daß die Zusatzspule 35 gegebenenfalls auch auf den Eisenkernschenkel 64 aufgewickelt werden kann. • 6

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Wird nun eine Spannung an den Eingang 18 und den Ausgang 19 der Primärspule 16 angelegt, so wird wie in den zuvor beschriebenen Figuren der magnetische Fluß 29 im E-förmigen Eisenkern 61 hervorgerufen. Durch das Hervorrufen des magnetischen Flusses 29 wird eine Spannung in die Zusatzspule 34 induziert, die anschließend an die Zusatzspule 35 weitergeleitet wird. Durch das Anlegen einer Spannung an die Zusatzspule 35 wird wiederum der magnetische Fluß 42 hervorgerufen, wodurch nun zwei magnetische Flüsse 29 und 42 im E-förmigen Eisenkern 61 bestehen. Diese magnetischen Flüsse 29 und 42 fließen dabei im Inneren des Eisenkerns 61 und zwar vom Eisenkernschenkel 62 über den Abschlußschenkel 66, den Eisenkernschenkel 63, den Gesamtschenkel 65 an den Eisenkernschenkel 62 zurück und der magnetische Fluß 42 über den Abschlußschenkel 66, den Eisenkernschenkel 63, den Gesamtschenkel 65, den Eisenkernschenkel 64 an den Abschlußschenkel 66 zurück. Durch diese Ausbildung der Flußrichtung der magnetischen Flüsse 29 und 42 wird nun erreicht, daß durch den Eisenkernschenkel 63 die magnetischen Flüsse 29 und 42 hindurchströmen und somit der doppelte Fluß durch die Sekundärspule 17 durchströmt, wodurch wiederum die Windungszahl auf die Hälfte des in Fig. 2 beschriebenen Übertrages 8 verringert werden kann.

Es ist selbstverständlich auch möglich, daß anstelle der Zusatzspulen 34, 35 eine weitere Primärwicklung, wie in den zuvor beschriebenen Fig. 3 bis 5 beschrieben ist, auch im E-förmigen Eisenkern 61 anzuordnen und somit den magnetischen Fluß 42 hervorzurufen.

Grundsätzlich sei erwähnt, daß bei dem erfindungsgemäßen Übertrager 8 der in den Fig. 3 bis 6 beschrieben ist, vom Idealzustand, also ohne Verlustleistungen und ohne Streuinduktivitäten, ausgegangen worden ist. Es ist selbstverständlich möglich, bei Berücksichtigung der Verlustleistungen bzw. der Streuinduktivität, die durch die Eisenkerne 28, 30, 46, 47 hervorgerufen werden, zusätzliche Windungen an der Sekundärspule 17 anzuordnen, um die gleiche Ausgangsspannung wie bei einem herkömmlichen Übertrager 8, wie er in Fig 2 beschrieben ist, erreichen zu können. Vorteilhaft ist dabei immer noch, daß durch Anordnung von zusätzlichen Windungen an der Sekundärspule 17 trotzdem das Windungsverhältnis, die Windungszahl der Sekundärspule 17 verringert werden kann und somit Kosten eingespart werden.

Weiters ist es auch möglich, durch Anordnungen noch weiterer Eisenkerne eine Verringerung der Windungszahl der Sekundärspule 17 zu erzielen. Es ist auch möglich, daß jede beliebige Form, beispielsweise ringförmig oder U-förmig usw., für die Eisenkerne 28, 30, 46, 47 verwendet werden kann.

Selbstverständlich ist es möglich, daß die einzelnen Eisenkerne 28, 30, 46, 47 untereinander isoliert werden.

Im Namen der Erfindung ist es selbstverständlich möglich Schaltungsdetails bzw. die dargestellten Einzelschaltungsteile im Rahmen des fachmännischen Könnens durch andere aus dem Stand der Technik bekannte Schaltungsteile zu ersetzen und es können auch einzelne Baugruppen der Schaltung für sich eigenständige erfindungsgemäße Lösungen bilden.

Desweiteren wird darauf hingewiesen, daß es sich bei den dargesteltten Schaltbildern um schematisch, vereinfachte Blockschaltbilder handelt, in welchen einzelne Details wie z.B. Isolierungen der Windungen nicht dargestellt sind.

Vor allem können die einzelnen in den Fig. 1; 2; 3; 4; 5; 6; gezeigten Ausführungen den Gegenstand von eigenständigen, erfindungsgemäßen Lösungen bilden. Die diesbezüglichen erfindungsgemäßen Aufgaben und Lösungen sind, den Detailbeschreibungen dieser Figuren zu entnehmen.

Bezugszeichenaufstellung 1 Spannungsversorgungsnetz 2 Phasenleiter 3 Nulleiter 4 Inverterstromquelle 5 Zuleitung 6 Zuleitung 7 Eingang 8 Übertrager 9 Leitung 10 Ausgang 11 Leitung 12 Schweißgerät 13 Schweißbrenner 14 Leitung 15 Werkstück 7

Claims (13)

1. AT 403 260 B 16 Primärspule 17 Sekundärspule 18 Eingang 19 Ausgang 20 HF-Generator 21 Leitung 22 Leitung 23 Steuervorrichtung 24 Leitung 25 Taster 26 Elektrode 27 Lichtbogen 28 Eisenkern 29 Fluß 30 Eisenkerne 31 Schenkel 32 Schenkel 33 Schenkel 34 Zusatzspule 35 Zusatzspule 36 Verbindungsleitung 37 Schenkel 38 Schenkel 39 Schenkel 40 Schenkel 41 Schenkel 42 Fluß 43 Primärwicklung 44 Eingang 45 Ausgang 46 Eisenkern 47 Eisenkern 48 Schenkel 49 Schenkel 50 Zusatzspule 51 Zusatzspule 52 Verbindungsleitung 53 Zusatzspule 54 Zusatzspule 5 5 Verbindungsleitung 56 Fluß 57 Fluß 58 Primärwicklung 59 Primärwicklung 60 Primärwicklung 61 Eisenkern 62 Eisenkernschenkel 63 Eisenkernschenkel 64 Eisenkernschenkel 65 Gesamtschenkel 66 Abschlußschenkel Patentansprüche 1. Übertrager, insbesondere für eine Schweißvorrichtung, mit einer Primärspule und einer Sekundärspule, die jeweils in einander benachbarten Bereichen eines Eisenkerns angeordnet sind und unterschiedliche Windungszahlen aufweisen, und die Primärspule an eine Energiequelle und ein Verbraucher an die Sekundärspule angeschlossen ist und jeder weitere Eisenkern in einem von der Sekundärspule S AT 403 260 B distanzierten Bereich eine von der Energiequelle versorgte Spule durchsetzt, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärspule (17) von mehreren Eisenkernen (28, 30, 46, 47, 61) und/oder - wie ansich bekannt - einem gemeinsamen Eisenkernschenkel (63) mehrerer Eisenkerne (28, 30, 46, 47, 61) durchsetzt ist und daß zumindest eine von den weiteren Eisenkernen (28, 30, 46, 47, 61) durchsetzte zusätzliche Spule als an der Energiequelle parallel angeschlossene Primärspule (16) bzw. Primärwicklung (43, 58 bis 60) ausgebildet ist und/oder daß zumindest eine von einem der weiteren Eisenkerne (28, 30, 46, 47, 61) durchsetzte Spule durch eine als Sekundärwicklung wirkende Zusatzspule (35, 51, 54) gebildet ist, die mit einer als Primärwicklung wirkenden Zusatzspule (34, 50, 53), die auf einem anderen der Eisenkerne (28, 30, 46, 47, 61) angeordnet ist, verbunden ist.
2. 2. Übertrager nach Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß Enden einer Verbindungsleitung (36, 52, 55) mit auf unterschiedlichen Eisenkernen (28, 30, 46, 47, 61) angeordneten Zusatzspulen (34, 35, 50, 51, 53, 54) verbunden sind, wobei eine von zwei über die Verbindungsleitung (36, 52, 55) miteinander verbundenen Zusatzspulen (34, 35, 50, 51, 53, 54) als Primärwicklung und die andere als Sekundärwicklung geschaltet ist.
3. 3. Übertrager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Windungsverhältnis der Windungszahlen der Primärspule (16) bzw. der Primärwicklung (43, 58 bis 60) oder der als Primärwicklung und Sekundärwicklung wirkenden Zusatzspulen (34, 35, 50, 51, 53, 54) ein gleiches oder unterschiedliches Windungsverhältnis aufweisen.
4. 4. Übertrager nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei einander unmittelbar benachbarte, parallel zueinander verlaufende Schenkel (31, 32) zweier Eisenkerne (28, 30) die Sekundärspule (17) durchsetzen und ein zu diesen Schenkel (31, 32) parallel verlaufender Schenkel (33) eines der beiden Eisenkerne (28, 30) eine Primärspule (16) durchsetzt, wobei die beiden parallel zueinander verlaufenden Schenkel (31, 33) über senkrecht zu diesen verlaufende Schenkel (37, 38) voneinander distanziert sind und daß der Schenkel (32) des weiteren Eisenkerns (30) ebenfalls einen über senkrecht zu diesen ausgerichtete Schenkeln (39, 41) distanziert gehaltenen, parallel verlaufenden Schenkel (40) aufweist und der Schenkel (37) des einen Eisenkerns (28) eine als Primärwicklung dienende Zusatzspule (34) und der Schenkel (39) des weiteren Eisenkerns (30) eine als Sekundärwicklung dienende Zusatzspule (35) durchsetzt.
5. 5. Übertrager nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Eisenkern (28, 30, 46, 47) jeweils einen Schenkel (31, 32, 48, 49) des Eisenkerns (28, 30, 46, 47) und von mehreren weiteren Eisenkernen (28, 30, 46, 47), die parallel zueinander verlaufen, um eine zu diesen parallel verlaufende gedachte Längsmittelachse einander unmittelbar benachbart angeordnet sind und die Eisenkerne (28, 30, 46, 47) dieser Schenkel (31, 32, 48, 49) in diese Längsachse aufnehmenden in radialer Richtung zu dieser ausgerichteten Vertikalebenen angeordnet sind.
6. 6. Übertrager nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertikalebenen senkrecht zueinander verlaufen.
7. 7. Übertrager nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß nur ein die Sekundärspule (17) durchsetzender Eisenkernschenkel (63) vorgesehen ist und der Eisenkern (61) sowie die weiteren Eisenkerne, Eisenkernschenkel (63, 64) bzw. ein Gesamtschenkel (65) U-förmig ausgebildet sind und die freien Enden der vorragenden Eisenkernschenkel (62 bis 64) des Eisenkerns (61) mit einem Abschlußschenkel (66) verbunden sind.
8. 8. Übertrager nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein magnetischer Fluß (29, 42, 56, 57) des Eisenkerns (28, 30, 46, 47, 61) und zumindest eines weiteren Eisenkerns (28, 30, 46, 47, 61) die Sekundärspule durchfließt.
9. 9. Verfahren zum Übertragen einer Spannung von einer Primärspule auf eine Sekundärspule mit unterschiedlichen Spannungswerten, bei dem eine Spannung an die Primärspule angelegt und dadurch in Abhängigkeit von der unterschiedlichen Windungszahl der Primärspule zur Sekundärspule eine unterschiedliche Spannung in die Sekundärspule induziert wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein magnetischer Fluß in mehreren parallel zueinander angeordneten Eisenkernen und/oder Eisenkernschenkel aufgebaut wird und der magnetische Fluß jedes Eisenkerns und/oder Eisenkernschenkels durch den 9 AT 403 260 B von der Sekundärspule umhüllten Querschnittsbereich des Eisenkerns und/oder Eisenkernschenkels hindurchgeführt wird.
10. 10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische Fluß in zumindest zwei Eisenkernen durch an der Energiequelle angeschlossene Primärspulen induziert wird.
11. 11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische Fluß in einem weiteren Eisenkern durch eine als Sekundärwicklung wirkende Zusatzspule induziert wird, deren Spannungsversorgung über eine von einem Eisenkern durchsetzte als Primärwicklung dienende Zusatzspule erfolgt.
12. 12. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische Fluß von mehreren U-förmigen Eisenkernen durch einen gemeinsamen die Sekundärspule durchsetzenden Schenkel hindurch geführt wird.
13. 13. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische Fluß in den weiteren Eisenkernen durch untereinander verbundene Zusatzspulen oder durch zumindest zwei miteinander verbundene Zusatzspulen Induziert wird, wobei die Zusatzspule, die am Eisenkern mit der Primärspule angeordnet wird, nicht mit der abschließenden Zusatzspule verbunden wird. Hiezu 3 Blatt Zeichnungen 10