Transformatoraggregat für Schweisszwecke. Transformatoren für Schweisszwecke wer den vielfach in der Weise ausgeführt, dass zwischen den auf den Schenkeln nebeneinan der angeordneten Wicklungen (Primär- und Sekundärwicklung) ein Streusteg mit regel barem Luftspalt angeordnet ist, und dass die Stärke des Schweissstromes durch Verschie ben des Eisenteils des Streusteges geregelt wird. Hierbei ergibt sich aber der Nachteil, dass die Zündspannung sich mit der Rege lung in dem Sinne ändert, dass sie bei klei nem Schweissstrom kleiner ist als bei grossem.
Das hat aber zur Folge, dass die Zündung des Lichtbogens bei kleinem Schweissstrom unsicher ist und die Einrichtung in vielen Fällen versagt. Um diesen Nachteil zu ver meiden hat man bereits die Wicklungen des Schweisstransformators mit Anzapfungen ver sehen und bei kleinem Schweissstrom eine Ab- bezw. Zusehaltung von Primär- bezw. Sekundärwindungen vorgenommen. Aber die ses Verfahren ist umständlich und erfordert neben einer komplizierten Wicklungsanord nung die Bedienung verschiedener Einrich- tungen, nämlich neben der Regeleinrichtung des Luftspaltes einen Umschalter für die Wicklung.
Um ferner den Schweissstrom I%urzschluss auf kleinste Werte herabzu setzen, also den Strombereich der Regelung nach unten zu vergrössern, wurde zusätzlich noch, eine abschaltbare Drosselspulo in den Sekundärstromkreis geschaltet, welche beim Schweissen mit grossen Strömen wieder ab geschaltet wurde.
In bedeutend einfacherer Weise lassen sich aber die gewünschten Vorteile, nämlich die höhere Zündspannung bei kleinerem Schweiss strom und die Erzielung eines grösseren Re gelbereiches des Schweissstromes mit Hilfe eines verhältnismässig kleinen Zusatztrans formators erreichen, und es ist Gegenstand der Erfindung ein Transformatoraggregat für Schweisszwecke, bei welchem ein den Schweissstrom liefernder Haupttransforma tor, der einen Streusteg mit regelbarem Luftspalt besitzt, mit einem Zusatztransfor mator kombiniert ist,
der ebenfalls einen Streusteg besitzt und dessen Sekundärwick- lung mit der des Haupttransformators in Reihe geschaltet ist, und bei welchem Ein- richtungen zum Verschieben von Eisenteilen der beiden Transformatoren zur Regelung des Schweissstromes und der Zündspannung vorhanden sind.
Eine vorteilhafte Regelung des Schweiss stromes und der Zündspannung ergibt sich durch eine derartige mechanische Verbin dung der verschiebbaren Eisenteile der bei den Transformatoren, dass sich bei der Ver schiebung das Verhältnis der Widerstände zwischen Streusteg und dem auf der Sekun därseite des Transformators liegenden Teil des Hauptkraftlinienweges beim Haupt- und beim Zusatztransformator in umgekehrtem Sinne ändert. Ebenso ist es zweckmässig, die Primärwicklungen des Haupt- und des Zu satztransformators parallel zu schalten.
Der Erfindungsgegenstand kann in ver schiedener Weise ausgeführt werden. So kann beispielsweise beim Zusatztransforma tor ein Streusteg mit regelbarem Luftspalt vorgesehen sein. In diesem Falle können die Eisenteile der Streuwege beider Transforma toren derart verschoben werden, dass einer Verkleinerung des Streuwegwiderstandes im Haupttransformator eine Vergrösserung des Streuwegwiderstandes im Zusatztransforma tor entspricht.
Würde man nun bei diesem Aggregat dem Eisenkern des Zusatztransformators in üblicher Weise einen kleinen magnetischen Widerstand geben, dann würde er bei offe nem Streuweg bei Belastung in der Span nung unnachgiebig sein, also sich bei kleinen Schweissströmen entgegengesetzt verhalten, wie der Haupttransformator, dessen Streu weg gerade kurzgeschlossen ist und dessen Sekundärspannung unter 'Wirkung des Be lastungsstromes zusammenbricht.
Es ist daher vorteilhaft, den magnetischen Widerstand des Eisenkernen des Zusatztransformators auf der Seite der Sekundärwicklung durch Einfügung eines Luftspaltes etwas zu er höhen und den Widerstand des Streuweges in der Offenstellung so zu wählen, dass sich das Feld bei Leerlauf hauptsächlich durch das Transformatoreisen schliesst, dass sich aber bei Belastung ein grosser Streufluss ein stellt.
Bei dieser Ausbildung .des Kräft- linienweges besteht nur bei Leerlauf die Zu satzspannung in voller Höhe, bei Belastung fällt sie stark ab, so dass sich das Verhalten des Zusatztransformators dem des Haupt transformators angleicht. Da eine enge Be ziehung zwischen der erforderlichen Rege lung der Streuwege beider Transformatoren besteht, indem der eine geschlossen werden soll, wenn der andere geöffnet wird und um gekehrt, lassen sich die Streuwege durch einen gemeinsamen Eisenteil regeln, und zwar derart, dass sich der Eisenteil dem Kern des einen Transformators nähert, wenn er sich vom Kern .des andern Transformators entfernt.
Hierbei kann der verschiebbare Streusteg nach Art eines offenen Rahmens ausgebildet sein, der einen Schenkel des Haupttransformators umfasst und dessen Ver schiebung so erfolgt, dass beide Schenkel des Haupttransformators in der einen Endlage des Rahmens gegenüberliegende Rahmensei ten innig berühren.
Die Rahmenseite, welche dabei die dem Trans.formatorfenster abge kehrte Seite des Schenkels berührt, kann dazu dienen, in der andern Endlage den Streuweg des Zusatztransformators kurzzu schliessen, so dass also die Regelung beider Streuwege durch eine einzige Massnahme, nämlich die Verschiebung eines gemeinsamen Eisenteils, erfolgt. Die Höhe der zusätz lichen Sekundärspannung kann so gewählt sein, dass der bei kleinem Schweissstrom wegen der Schliessung des Streuweges im Haupttransformator auftretende erhöhte Leerlaufspannungsabfall gerade ausgeglichen wird.
Vorteilhafter aber ist es, die Zusatz spannung so zu wählen, dass sie die Sekun därspannung des Aggregates bei kleinem Schweissstrom um einen solchen Betrag er höht, dass eine sichere Zündung des Licht= bogens erfolgt.
In anderer, ebenfalls sehr vorteilhafter Weise kann der Erfindungsgegenstand in der Weise ausgebildet sein, dass der Zusatztrans formator einen festen Streusteg mit relativ kleinem Luftspalt besitzt und dass die Rege lung des Widerstandsverhältnisses zwischen Streuweg und dem auf der Sekundärseite die ses Transformators liegenden Teils des Ilaupt- kraftlinienweges durch Verschieben eines den Hauptkraftlinienweg auf der Sekundärseite schliessenden Eisenteils erfolgt.
Auch hierbei kann die Anordnung der bewegten Eisenteile beider Transformatoren so getroffen werden, dass sie von einer gemeinsamen Verstellvor- richtung betätigt werden.
In zweckmässiger Weise erfolgt die Verschiebung der Eisen teile in der Art, dass beim Zusatztransforma tor der verschiebbare Eisenteil den offenen hraftlinienkreis in der Lage unmittelbar schliesst, in welcher beim Haupttransforma tor der verschiebbare Eisenteil des Streu steges die beiden Schenkel magnetisch kurz schliesst, ihn aber öffnet, wenn durch Ver schieben des zugehörigen Eisenteils der Streuweg des Haupttransformators geöffnet wird.
Diese Ausführungsform und Regelung des Zusatztransformators hat vor der erst genannten (mit regelbarem Streuweg) den Vorteil, dass bei grossem Schweissstrom eine Drosselung des, Stromes durch die Sekundär wicklung des Zusatztransformators vermie den wird und dass bei kleinem Schweissstrom auch der Zusatztransformator mit grosser Streuung arbeitet, so dass der Regelbereich des Schweissstromes durch die Einfügung des Zusatztransformators in keiner Weise eingeschränkt wird. Dieser Transformator dient somit lediglich ,dem Zweck, die Zünd- spannung für kleine Schweissströme herauf zusetzen.
Die Erfindung sei anhand der Ausfüh rungsbeispiele der Fig. 1 bis 3 näher er läutert.
In Fig. 1 bedeutet N, ein Wechselstrom netz, an welches die Primärwicklungen P, und P2 der beiden Transformatoren T1 und T._ parallel angeschlossen sind. T1 stellt den Haupt-, T2 den Zusatztransformator dar.
Q, ist die Sekundärwicklung des. Haupttransfor mators, Q, die zu jener in Reihe geschaltete Sekundärwicklung des, Zusatztransformators. Die Schenkel I und II des Haupttransforma- tors sind in der gezeichneten Stellung des Streusteges R magnetisch überbrückt. Der Transformator besitzt also gerade die höchste Streuung und liefert dabei den kleinsten Schweissstrom.
Im Gegensatz hierzu ist der aus den Schenkelfortsätzen S, <B><I>S</I></B> gebildete Streusteg des Zusatztransformators durch Entfernung des Schlussteils R2 geöffnet.
Da aber die Öffnung 0" grösser ist als die Summe der beiden in das Transformatoreisen auf der Seite der Sekundärwicklung einge fügten Schlitze 0', so geht der Hauptteil des Kraftflusses des Zusatztransformators bei Leerlauf durch das von der Sekundärwick lung Q:! umfasste Eisen und induziert in der Sekundärwicklung eine Zusatzspannung EZ, die aber bei Belastung wegen des immer noch vorhandenen Streuweges S-S zu sammenbricht.
Als Spannungscharakteristik ergibt sich somit für diese Stellung der Streustege der Kurvenverlauf der Kurve A der Fig. 2, aus welcher auch die Grösse der Sekundärspannung E@ von Wicklung Q1 und der in Wicklung Q2 induzierten Zusatzspan nung EZ ersichtlich ist.
Ändert man die Lage der Streustege so, dass ,der Steg RZ die Fort- sätze S, S überbrückt, während der Rahmen R1 so verschoben wird, dass er keine Brücke zwischen den Schenkeln I und II herstellt, dann kommt die Zusatzspannung EZ in Fort fall und es ergibt sich ein Kurvenverlauf B der Fig. 2.
Hierbei wirkt .die Wicklung Q2 als Drossel und beschränkt die Grösse des Kurzschlussstromes Jl{mm auf -den gewünsch ten Wert.
Eine besonders günstige Ausgestaltung des Aggregates zeigt Fig. 3. Der verschieb bare, beiden Streuwegen gemeinsame Eisen teil R hat die Form eines offenen Rahmens. der den Schenkel II des Haupttransformators T1 umfasst und durch die Spindel U mit Hilfe des Handrades H parallel verschoben werden kann. Seine Abmessungen sind so ge wählt, dass er in der linken Endlage die bei den Schenkel I und II magnetisch kurz schliesst.
In der andern Endlage, also nach rechts verschoben, schliesst eine Rahmenseite die Schenkel des Zusatztransformators T, magnetisch kurz. So wird durch ein und die selbe Einrichtung gleichzeitig der eine Streu weg geöffnet, der andere geschlossen.
Weitere Ausführungsbeispiele der Erfin dung zeigen die F'ig. 4 bis 6. In diesen Fi guren ist die Bedeutung .der Buchstaben die gleiche wie in den Fig. 1 und 3. Die Anord nung der Fig. 4 unterscheidet sich von der der Fig. 1 durch die Art der Regelung des Zusatztransformators T2. Während in Fig. 1 sich das Schlussstück des Hauptkraftlinien- weges auf der Sekundärseite des Zusatz transformators unter Einhaltung eines klei nen Luftspaltes in fester Lage
befindet und die Regelung durch Verschieben des Streu wegteils R2 erfolgt, sind in Fig. 4 die Streu wegteile<B>8</B>, S bis auf einen kleinen Luftspalt 0" aneinandergerückt und es findet keine Regelung des Streuweges statt. Dafür wird aber der Schlussteil J verschoben und der Luftspalt 0' zwischen ihm und den Schen keln des Transformatoreisens verändert.
Hierbei erfolgt die Regelung des Kraft linienweges in beiden Transformatoren der art, dass der Widerstand des Streuweges im Haupttransformator T, durch Verschieben des Streusteges R1 stets im gleichen Sinne geändert wird, wie der Widerstand des Hauptkraftlinienweges im Zusatztransforma tor TZ durch Verschieben des Schlussstückes J.
Berührt der Streusteg R,. die Schenkel I und II des Haupttransformators, dann soll auch das Schlussstück J die Schenkel des Zu satztransformators unmittelbar magnetisch leitend miteinander verbinden.
Man kann nun die beweglichen Teile bei der Transformatoren mechanisch so mitein ander verbinden, dass sie von der gleichen Verstellvorrichtung betätigt werden. In Fig. 5 sind die Sehlussstücke J und R1 durch die Verbindungsstangen<I>D, D</I> so miteinander verbunden, dass die vom Handrad H betätigte Spindel U beide Eisenteile gleichzeitig im ge wünschten Sinne verschiebt. Mit B, BZ sind Wicklungen auf den Schenkeln des Haupt transformators, mit .B:, B dagegen Wicklun gen auf den Schenkeln des Zusatztransfor mators bezeichnet.
Fig. 6 veranschaulicht eine weitere Ver einfachung der Konstruktion, indem das den Streuweg des Haupttransformators regelnde rahmenförmige Eisenstück B1 gleichzeitig als Schlussstück für den Ilauptkraftlinien- weg des Zusatztransformators T2 benutzt wird.
Der durch ausgezogene Linien darge stellte Rahmen R, befindet sich in der Lage, in welcher am Haupttransformator das grösste Streufeld besteht, der Schweissstrom also den kleinsten Wert besitzt. Die ge strichelten Linien kennzeichnen die Lage des Rahmens, in welcher sowohl der Streuweg von Transformator Ti, wie der Hauptkraft- linienweg des Zusatztransformators T2 offen sind, in welcher also der Schweissstrom seinen grössten Wert annimmt.