DE19612319A1 - Übertrager, insbesondere für eine Schweißvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Übertrager mit einer Primärspule und einer Sekundärspule sowie ein Verfahren zum Übertragen einer Spannung, wie im Oberbegriff des Patentan­ spruches 1 und des Patentanspruches 11 beschrieben.

Es sind bereits verschiedene Übertrager zum Übertragen einer Spannung von einer Pri­ märspule auf die Sekundärspule bekannt. Bei diesen Übertragern wird dabei um einen Schenkel eines Eisenkerns die Primärspule und um einen weiteren Schenkel des Eisen­ kerns die Sekundärspule herumgewickelt. Durch Anlegen einer Spannung an die Pri­ märspule wird ein Fluß im Eisenkern hervorgerufen, der anschließend die Sekundär­ spule im Inneren des Eisenkerns durchströmt. Durch das Durchströmen der Sekundär­ spule wird in der Sekundärspule eine Spannung induziert. Um ein bestimmtes Span­ nungsverhältnis zwischen der an der Primärspule angelegten Spannung und der Aus­ gangsspannung an der Sekundärspule zu erreichen, muß das Windungsverhältnis zwi­ schen 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 16.000 V das Windungsverhältnis ebenfalls 1 : 16 sein muß, d. h. daß die Primärspule zumindest eine Wicklung und die Sekundärspule zumindest 16 Wicklun­ gen 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 Ausgangsspan­ nung von der Sekundärspule die Windungsanzahl der Sekundärspule reduziert werden kann.

Diese Erfindung wird durch die Merkmale im Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhaft ist bei dieser Lösung, daß durch Anordnung eines weiteren Eisenkerns und/oder eines ge­ meinsamen Eisenkernschenkels der magnetische Fluß durch Übertragung von Zusatz­ spulen und/oder einer weiteren Primärspule zumindest verdoppelt wird, so daß das Windungsverhältnis von z. B. 1 : 16 auf 1 : 8 reduziert wird und somit die Kosten für die aufwendige Sekundärspule halbiert werden. Ein weiterer nicht vorhersehbarer Vor­ teil 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.

Es ist aber auch eine Ausbildung nach den Patentansprüchen 2 bis 4 möglich, da da­ durch ohne hohen Kostenaufwand eine Übertragung des magnetischen Flusses auf ei­ nen weiteren Eisenkern ermöglicht wird.

Von Vorteil ist aber auch eine Ausbildung nach Patentanspruch 5, da dadurch durch Anpassen des Windungsverhältnisses der zusätzlich angeordneten Primärwicklungen und/oder Zusatzspulen die entstehenden Verluste kompensiert werden können.

Eine vorteilhafte Weiterbildung beschreibt Patentanspruch 6, 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 7 und 8, da dadurch bei einer Anordnung von mehreren Eisenkernen eine geringe Baugröße erreicht wird.

Von Vorteil ist aber auch eine Ausbildung nach Patentanspruch 9, da dadurch eine kompaktere Herstellung des Übertragers ermöglicht wird.

Es ist aber auch eine Ausbildung nach Patentanspruch 10 von Vorteil, da durch die Verdoppelung des magnetischen Flusses die Windungszahl der Sekundärspule zumin­ dest halbiert werden kann.

Die Erfindung umfaßt weiters auch ein Verfahren zum Übertragen einer Spannung von einer Primärspule auf eine Sekundärspule, wie es im Oberbegriff des Patentanspruches 11 beschrieben ist.

Dieses Verfahren ist durch die Merkmale im Patentanspruch 11 gekennzeichnet. Vor­ teilhaft ist bei dieser Lösung, daß aufgrund der Verdoppelung des magnetischen Flus­ ses die Windungszahl der Sekundärspule reduziert werden kann.

Es ist aber auch ein Vorgehen nach Patentanspruch 12 möglich, da durch einfaches Parallelschalten der ursprünglichen Primärspule durch eine weitere Primärspule der zu­ sätzliche magnetische Fluß in einem weiteren Eisenkern hervorgerufen wird.

Schließlich sind auch die Maßnahmen nach den Patentansprüchen 13 bis 15 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 Über­ trager in vereinfachter, schematischer Darstellung;

Fig. 2 ein Schaubild eines aus dem Stand der Technik bekannten Übertrages in ver­ einfachter Darstellung;

Fig. 3 ein Schaubild des erfindungsgemäßen Übertragers in vereinfachter Darstel­ lung;

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 ei­ nes 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 Inver­ terstromquelle 4 verbunden. Ein Ausgang 10 des Übertragers 8 ist über eine Leitung 11 mit einem Schweißgerät 12, das durch einen Schweißbrenner 13 gebildet ist, ver­ bunden. Weiters ist die Inverterstromquelle 4 über eine Leitung 14 mit einem Werk­ stück 15 verbunden. Das Schweißgerät 12 wird dabei über die Leitung 9, den Über­ trager 8 und die Leitung 11 am positiven Potential und das Werkstück 15 über die Lei­ tung 14 von der Inverterstromquelle 4 am negativen Potential angeschlossen.

Der Übertrager 8 ist aus einer Primärspule 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 einem Eingang 18 und einem Ausgang 19 verbunden. An den Eingang 18 und den Ausgang 19 wird ein HF-Generator 20 angeschlossen. Weiters sind der HF-Generator 20 und die Inverterstromquelle 4 über Leitungen 21, 22 mit ei­ ner Steuervorrichtung 23 verbunden.

In der Steuervorrichtung 23 können verschiedene Parameter, wie beispielsweise Strom­ stärke, Amplitudenhöhe, Frequenz, für einen Schweißprozeß eingestellt werden. Wei­ ters ist die Steuervorrichtung 23 über eine Leitung 24 mit einem Taster 25 an den Schweißbrenner 13 angeschlossen.

Soll ein Schweißprozeß durchgeführt werden, so muß der Bediener des Schweißbren­ ners 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 zur Verfügung gestellt wird.

Gleichzeitig steuert die Steuervorrichtung 23 den HF-Generator 20 an. Der HF-Genera­ tor 20 legt an die Primärspule 16 einen Hochfrequenzimpuls an. Der Hochfrequenz­ impuls wird dann von der Primärspule 16 auf die Sekundärspule 17 transformiert, wo­ bei sich durch ein unterschiedliches Windungsverhältnis die Amplitude des Hochfre­ quenzimpulses 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 Inverterstrom­ quelle 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, wo­ durch 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 Schweißvor­ gang mit einem Schweißstrom von beispielsweise 100 A bis 400 A die Windungen auf diese Stromstärke dimensioniert werden müssen. 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 Licht­ bogens 27 zwar eine hohe Spannung benötigt wird, jedoch die benötigte Leistung ge­ ring ist.

In Fig. 2 ist ein zum Stand der Technik zählender Übertrager 8, wie er in Fig. 1 be­ schrieben 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 Sekundär­ spule 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 Pri­ märspule 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 dar­ gestellt 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 Sekundär­ spule 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 wei­ teren Eisenkern 30 gebildet. Die Eisenkerne 28, 30 können dabei aus verschiedenen Materialien bestehen, wie beispielsweise Eisen, Ferrit usw. Die beiden Eisenkerne 28 und 30 werden einander unmittelbar benachbart angeordnet, so daß jeweils ein Schen­ kel 31, 32 bzw. ein Bereich der Eisenkerne 28 und 30 einander tangierend oder paral­ lel zueinander verlaufend angeordnet sind. D.h. daß beispielsweise die Eisenkerne 28 und 30 im Bereich der Stirnflächen der Schenkel 31, 32 einander benachbart angeord­ net werden oder daß die Eisenkerne 28 und 30 nebeneinander angeordnet werden, wo­ bei sich die Schenkel 31 und 32 berühren.

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 an­ schließend 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 Sekundärspule 17 umfaßt nur acht Windungen.

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

Beim Anlegen einer Spannung an den Eingang 18 und den Ausgang 19 der Primär­ spule 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, der anschließend über die Verbindungsleitungen 36 an die Zusatzspule 35 angelegt wird, wodurch wiederum ein magnetischer Fluß 42 im Eisenkern 30 ent­ steht. Bei richtiger Wicklungsrichtung der Zusatzspule 34, 35 werden die magneti­ schen Flüsse 29 und 42 in die Eisenkerne 28 und 30 durch die Sekundärspule 17 in gleicher Richtung strömen, so daß die induzierte Spannung in der Sekundärspule 17 verdoppelt wird, d. h. daß an der Sekundärspule 17 bei nur halber Windungszahl gegen­ über der in Fig. 2 beschriebenen Windungszahl dieselbe Ausgangsspannung am Ein­ gang 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 Sekundär­ spule 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 dar­ in, daß anstelle der zusätzlichen Zusatzspule 35 am Eisenkern 30 eine weitere Primär­ wicklung 43, die mit dem Eingang 44 und dem Ausgang 45 verbunden ist, beispiels­ weise um den Schenkel 40 des Eisenkerns 30 herumgewickelt 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 Primär­ wicklung 43 entstehen in den Eisenkernen 28 und 30 die magnetischen Flüsse 29 und 42, die wiederum bei gleichen Windungsbedingungen bzw. gleichen Windungsrichtun­ gen 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 Primär­ wicklung 43 mit unterschiedlichen Windungsverhältnissen der zusätzlich aufgebrach­ ten Zusatzspule 34, 35 bzw. der Primärwicklung 43 eine Leistungsanpassung an ver­ schiedene Zustände durch Erhöhung des magnetischen Flusses 42 durchgeführt werden kann.

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

Der Unterschied zu den in Fig. 3 und 4 dargestellten Ausführungsvarianten des Über­ tragers 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 gewic­ kelt. Die Primärspule 16 weist wiederum nur eine Windung auf. Die Sekundärspule 17 wird über die vier Schenkel 31, 32, 48 und 49 der Eisenkerne 28, 30, 46 und 47 gewic­ kelt.

Die Zusatzspulen 34, 35 werden dabei auf dem Eisenkern 28 und dem Eisenkern 46 aufgewickelt, wobei die Zusatzspulen 34, 35 über die Verbindungsleitungen 36 mitein­ ander verbunden werden. Zusätzlich zu den Zusatzspulen 34, 35 werden an den Eisen­ kernen 46 und 30 jeweils eine weitere Zusatzspule 50, 51, die den Zusatzspulen 34 und 35 entsprechen und wiederum über Verbindungsleitungen 52 miteinander verbunden sind, angeordnet. Weiters wird an den Eisenkernen 30, 47 wiederum jeweils eine Zu­ satzspule 53, 54 angeordnet, die über Verbindungsleitungen 55 miteinander verbunden werden.

Durch Anlegen einer Primärspannung an die Primärspule 16 wird nunmehr der magne­ tische 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 Verbin­ dungsleitung 36 an die Zusatzspule 35 weitergeleitet wird und somit am Eisenkern 46 angelegt wird, wodurch im Eisenkern 46 ein neuerlicher magnetischer Fluß 56 hervor­ gerufen 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 Eisen­ kern 30 hervorgerufen wird. Dadurch wird im Eisenkern 30 eine Spannung in die Zu­ satzspule 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 da­ durch 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. Primär­ wicklungen 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 geschaltet werden und somit beim Anlegen einer Spannung an die Primärspule 16 die Spannung gleichzeitig an den Primärwicklungen 58, 59 und 60 angelegt wird 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 Verbindungslei­ tungen 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 an­ gelegt wird.

In Fig. 6 ist eine andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Übertragers 8 ge­ zeigt. 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 Eisenkernschenkel 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 Gesamtschen­ kels 65 ein über die drei Eisenkernschenkel 62 bis 64 ragender Abschlußschenkel 66 angeordnet. Dieser Abschlußschenkel 66 kann jedoch auch aus zwei Einzelteilen be­ stehen, die jedoch die Gesamtlänge des Abschlußschenkels 66 aufweisen müssen.

Die Primärspule 16 wird dabei auf den Eisenkernschenkel 62 aufgewickelt und an­ schließend mit dem Eingang 18 und dem Ausgang 19 verbunden. Die Sekundärspule 17 hingegen wird über den Eisenkernschenkel 63, der sich in der Mitte der Eisenkern­ schenkel 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, darge­ stellt wird. Die Sekundärspule 17 wird wiederum mit dem Eingang 7 und dem Aus­ gang 10 verbunden.

Weiters wird über den zusätzlichen Abschlußschenkel 66, der sich über die drei Eisen­ kernschenkel 62 bis 64 erstreckt, die Zusatzspule 34 im Bereich zwischen dem Eisen­ kernschenkel 62 und dem Eisenkernschenkel 63 aufgewickelt und die weitere Zusatz­ spule 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 zu­ sätzlich angeordneten Abschlußschenkel 66 aufgewickelt werden, sondern an der ge­ genüberliegenden Seite des Abschlußschenkels 66 auf den Gesamtschenkel 65 ange­ ordnet sein können bzw. daß die Zusatzspule 35 gegebenenfalls auch auf den Eisen­ kernschenkel 64 aufgewickelt werden kann.

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 Zu­ satzspule 35 wird wiederum der magnetische Fluß 42 hervorgerufen, wodurch nun zwei magnetische Flüsse 29 und 42 im E-förmigen Eisenkern 61 bestehen. Diese mag­ netischen 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 Ausbil­ dung der Flußrichtung der magnetischen Flüsse 29 und 42 wird nun erreicht, daß durch den Eisenkernschenkel 63 die magnetischen Flüsse 29 und 42 hindurchströmen und so­ mit der doppelte Fluß durch die Sekundärspule 17 durchströmt, wodurch wiederum die Windungszahl auf die Hälfte des in Fig. 2 beschriebenen Übertragers 8 verringert wer­ den kann.

Es ist selbstverständlich auch möglich, daß anstelle der Zusatzspulen 34, 35 eine wei­ tere 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 hervor­ zurufen.

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 Be­ rücksichtigung der Verlustleistungen bzw. der Streuinduktivität, die durch die Eisen­ kerne 28, 30, 46, 47 hervorgerufen werden, zusätzliche Windungen an der Sekundär­ spule 17 anzuordnen, um die gleiche Ausgangsspannung wie bei einem herkömmlichen Übertrager 8, wie er in Fig. 2 beschrieben ist, erreichen zu können. Vorteilhaft ist da­ bei immer noch, daß durch Anordnung von zusätzlichen Windungen an der Sekundär­ spule 17 trotzdem das Windungsverhältnis, die Windungszahl der Sekundärspule 17 verringert werden kann und somit Kosten eingespart werden.

Weiters ist es auch möglich, durch Anordnung noch weiterer Eisenkerne eine Verringe­ rung 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 unterein­ ander isoliert werden.

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

Des weiteren wird darauf hingewiesen, daß es sich bei den dargestellten 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 diesbe­ züglichen erfindungsgemäßen Aufgaben und Lösungen sind den Detailbeschreibungen dieser Figuren zu entnehmen.

Bezugszeichenliste

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
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 Eisenkern
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
55 Verbindungsleitung
56 Fluß
57 Fluß
58 Primärwicklung
59 Primärwicklung
60 Primärwicklung
61 Eisenkern
62 Eisenkernschenkel
63 Eisenkernschenkel
64 Eisenkernschenkel
65 Gesamtschenkel
66 Abschlußschenkel

Claims (15)

1. Übertrager, insbesondere für eine Schweißvorrichtung, mit einer Primär­ spule 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 ange­ schlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärspule (17) von mehreren Eisenkernen (28, 30, 46, 47, 61) und/oder einem gemeinsamen Eisenkernschenkel (63) mehrerer Eisenkerne (28, 30, 46, 47, 61) durchsetzt ist und daß jeder weitere Eisen­ kern (28, 30, 46, 47, 61) in einem von der Sekundärspule (17) distanzierten Bereich eine von der Energiequelle versorgte Spule durchsetzt.

2. Übertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine von den weiteren Eisenkernen durchsetzte Spule als an der Energiequelle angeschlos­ sene Primärspule (16) bzw. Primärwicklung (43, 58 bis 60) ausgebildet ist.

3. Übertrager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, 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 ei­ ner als Primärwicklung wirkenden Zusatzspule (34, 50, 53), die auf einem anderen der Eisenkerne (28, 30, 46, 47, 61) angeordnet ist, verbunden ist.

4. Übertrager nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß Enden einer Verbindungsleitung (36, 52, 55) mit auf unterschied­ lichen 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) mit­ einander verbundenen Zusatzspulen (34, 35, 50, 51, 53, 54) als Primärwicklung und die andere als Sekundärwicklung geschaltet ist.

5. Übertrager nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein Windungsverhältnis der Windungszahlen der Primärspule (16) bzw. der Primärwicklung (43, 58 bis 60) oder der als Primärwicklung und Sekundär­ wicklung wirkenden Zusatzspulen (34, 35, 50, 51, 53, 54) ein gleiches oder unter­ schiedliches Windungsverhältnis aufweisen.

6. Übertrager nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zwei einander unmittelbar benachbarte, parallel zueinander verlau­ fende Schenkel (31, 32) zweier Eisenkerne (28, 30) die Sekundärspule (17) durch­ setzen und ein zu diesen Schenkel (31, 32) parallel verlaufender Schenkel (33) eines der beiden Eisenkerne (28, 30) eine Primärspule (16) durchsetzt, wobei die beiden pa­ rallel 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 Zusatz­ spule (34) und der Schenkel (39) des weiteren Eisenkerns (30) eine als Sekundärwick­ lung dienende Zusatzspule (35) durchsetzt.

7. Übertrager nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, 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, ge­ dachte Längsmittelachse einander unmittelbar benachbart angeordnet sind und die Eisenkerne (28, 30, 46, 47) dieser Schenkel (31, 32, 48, 49) in diese Längsachse auf­ nehmenden, in radialer Richtung zu dieser ausgerichteten Vertikalebenen angeordnet sind.

8. Übertrager nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Vertikalebenen senkrecht zueinander verlaufen.

9. Übertrager nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß nur ein die Sekundärspule (17) durchsetzender Eisenkernschenkel (63) vorgesehen ist und der Eisenkern (61) sowie die weiteren 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 Abschluß­ schenkel (66) verbunden sind.

10. Übertrager nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge­ kennzeichnet, 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 Sekundär­ spule durchfließt.

11. 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 Eisenkernschen­ kel aufgebaut wird und der magnetische Fluß jedes Eisenkerns und/oder Eisenkern­ schenkels durch den von der Sekundärspule umhüllten Querschnittsbereich des Eisen­ kerns und/oder Eisenkernschenkels hindurchgeführt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der magneti­ sche Fluß in zumindest zwei Eisenkernen durch an der Energiequelle angeschlossene Primärspulen induziert wird.

13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische Fluß in einem weiteren Eisenkern durch eine als Sekundärwicklung wir­ kende Zusatzspule induziert wird, deren Spannungsversorgung über eine von einem Eisenkern durchsetzte, als Primärwicklung dienende Zusatzspule erfolgt.

14. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische Fluß von mehreren U-förmigen Eisenkernen durch einen gemeinsamen, die Sekundärspule durchsetzenden Schenkel hindurch ge­ führt wird.

15. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische Fluß in den weiteren Eisenkernen durch unterein­ ander verbundene Zusatzspulen oder durch zumindest zwei miteinander verbundene Zusatzspulen induziert wird, wobei die Zusatzspule, die am Eisenkern mit der Primär­ spule angeordnet wird, nicht mit der abschließenden Zusatzspule verbunden wird.