DE2362389A1

DE2362389A1 - Lichtbogenschweissgeraet kombiniert mit einer hilfsenergiequelle

Info

Publication number: DE2362389A1
Application number: DE2362389A
Authority: DE
Inventors: Stanley M Terry
Original assignee: Maremont Corp
Current assignee: Maremont Corp
Priority date: 1973-01-26
Filing date: 1973-12-13
Publication date: 1974-08-08
Also published as: GB1445187A; JPS49104851A; IT994717B; FR2215288B1; FR2215288A1; BR7306521D0; CA972039A; US3829652A

Description

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Berlin, den 13. Dezember I973 MAREMONT CORPORATION

Liclitbogenschweissgerät kombiniert mit einer Hilfsenergiequelle

Die Erfindung bezieht sich auf das Lichtbogenschweissen im allgemeinen und auf ein Lichtbogenschweissgerät mit einer besonderen Kombination von Teilen, die zusammen mit einem vereinfachten Aufbau und einer vereinfachten Steuerung gutes Arbeiten und hohen Wirkungsgrad ergeben im besonderen. Die Erfindung betrifft auch ein.Verfahren zum Lichtbogenschweissen und die Kombination, bei der das grundsätzliche Lichtbogenschweissgerät aus zusätzlichen Teilen einen wahlweisen Gebrauch als Hilfsenergiequelle ermöglicht.

Das Lichtbogenschweissgerät nach der Erfindung ist ein Gleichstromschweissgerät und besonders zu Handschweissarbeiten geeignet. Es ist aber nicht notwendigerweise auf Handschweissen beschränkt und kann auch für halbautomatisches oder automa-

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tisch.es Schweissen verwendet werden. Das Schweissgerät besteht grundsätzlich aus einem Generator zum Erzeugen von Schweissstrom und einem Motor zum Betrieb des Generators in Verbindung mit einem Gleichrichter zum Gleichrichten des Ausganges des Generators. Bisher waren Schweissgeräte dieser Art vielen Problemen unterworfen, unter denen sich die Schwierigkeit der Konstruktion und der richtigen Steuerung des Generators zum Erhalten von AusgangsCharakteristiken befanden, die für das Lichtbogenschweissen erwünscht sind. Hierfür und zum Einstellen des Schweissstromes verwenden bekannte Lichtbogenschweissgeräte der infrage stehenden Art eine Regelschaltung zum Regulieren von Spannung und/ oder Strom an den Ausgangsklemmen oder an einem anderen Punkt im Gerät und oft auch Serienreaktoren, Belastungsregelwider— stände oder andere Einrichtungen zum raschen Liefern einer Spannung, um das Entstehen und Aufrechterhalten eines Lichtbogens zu unterstützen, wenn man aus einem Kurschluss zu einem normalen Schweissabstand zwischen dem Werkstück und der Elektrode gelangt. Diese Regler, Reaktoren und dergl. erhöhen die Komplexität und die Kosten für das Gerät und vermindern den Gesamtwirkungsgrad.

Das Schweissgerät nach der Erfindung macht Regler, Reaktoren oder andere ähnliche Einrichtungen zum Regeln und Ändern des Ausgangs des Generators überflüssig, besteht aber dafür nur aus einem Generator und dem zugehörigen Antrieb und Gleichrichter, der so ausgelegt ist, dass bei richtiger Erregung eine Ausgangscharakteristik erzeugt wird, die zum Lichtbogenschweissen bestens geeignet ist und bei der nur durch Ändern der Felderregung der Schweisstrom verändert werden kann, ohne

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dass die offene Spannung geändert zu werden braucht, um dem jeweiligen Schweissvorgang zu entsprechen, wie sie durch das Material und die Grosse des Werkstücks, Art des Schweissdrahtes und andere Faktoren gegeben ist. Insbesondere ist der Generator nach der Erfindung ein Induktorgenerator mit einem Statorkern mit auf ihm aufgebrachter Wicklung und einer zum Statorkern feststehenden Feldwicklung. Die Feldwicklung wird durch eine besondere veränderbare Spannungsquelle erregt. Flussschwankungen in der Erzeugerwicklung werden durch einen Rotor mit Zähnen erzeugt, die mit Zähnen am Stator zusammenarbeiten. Der Fluss aber, der durch eine gegebene Erzeugerwicklung hindurchgeht, besitzt stets nur eine Richtung. Wenn sich der Rotor dreht, schwankt der durch eine gegebene Erzeugerwicklung hindurchgehende Fluss zwischen enem durch die Felderregung bestimmten Maximal- und einem Minimalwert. Bei niedrigen Felderregungen ist der minimale Fluss ganz klein, aber die Felderregung wächst, der minimale Fluss durch eine gegebene Wicklung wächst und wird bei höheren Felderregungen erheblich. Dieser minimale Fluss, der durch eine gegebene Wicklung hindurchgeht, wird hier '•Streufluss¹¹ genannt. Wegen des Streuflusses ist die Charakteristik des Induktorgenerators, der bei der Erfindung verwendet wird, so, dass bei ansteigender Felderregung die offene Ausgangsspannung auf einen gegebenen Maximal- oder Spitzenwert ansteigt, der dem kritischen Wert der Felderregung entspricht, und dann praktisch konstant bleibt oder etwas abnimmt, wenn die Felderregung über den kritischen Wert ansteigt. Bei der üblichen Verwendung eines Induktorgenerators wird die Feldwicklung gewöhnlich bei einem Wert weit unter dem Maximum erregt, was hier für Schweissenarbeiten verwendet wird.

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Bei einem Schweissvorgang nach, der Erfindung wird die Feldwicklung des Induktorgenerators im Bereich von Werten erregt, die den erwähnten kritischen Wert und einen grossen Teil umfasst, der aus Erregerwerten besteht, die den Generator im Vergleich mit üblicher Verwendung übererregen. Dadurch besitzt der Induktorgenerator eine für das Lichtbogenschweissen sehr erwünschte Arbeitsweise. Innerhalb des gegebenen Bereichs von Felderregungswerten kann die Felderregung ohne wesentliche änderung der offenen Ausgangsspannung schwanken. Dies ist auch durchaus erwünscht. Aus Sicherheitsgründen soll der offene Ausgang einen gegebenen Wert, z.B. 90 Volt nicht überschreiten und für gutes Zünden eines Lichtbogens nicht unter einen gegebenen Minimalwert z.B. 65 Volt fallen. Im vorliegenden Fall bleibt bei änderung der Erregung des Induktorgenerators innerhalb des erwähnten Bereiches die offene Ausgangsspannung praktisch konstant. Bei änderung der Felderregung jedoch schwankt der Kurzschlussausgangsstrom über einen weiten Bereich, wie es zum Einstellen des Schweissgerätes auf verschiedene Schweisssituationen erwünscht ist, ohne dass ein Spannungs- oder Stromregler erforderlich werden würde. Und bei einer gegebenen Felderregung bleibt, beim Bringen der Schweisselektrode aus dem Kurzschlusskontakt mit dem Werkstück in einen normalen Schweissabstand vom Werkstück oder auch zu einem Punkt über dem normalen Schweissabstand, der zwischen Elektrode und Werkstück fliessende Schweisstrom über den dazwischen aufgebauten Lichtbogen praktisch konstant. Diese Charakteristik ist von Bedeutung beim Aufbau und dem Erhalten eines stabilen Lichtbogens über eine beachtliche Schweissbogenlänge. Weil die Generatorwicklung eine niedrige Selbstinduktivität besitzt,

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ist die opannungsaufbauzeit des Generatorausgangs sehr kurz, so dass die Elektrode aus dem unmittelbaren Kontakt mit dem Werkstück in eine normale Stellung gebracht wird. Die Spannung steigt rasch von dem niedrigen, während des Kurzschlusses bestehenden Wert auf den normalen, während dem Schweissen bestehenden Wert an. Auch dies unterstützt das Zünden und Aufrechterhalten des Lichtbogens.

Unter anderen Vorteilen des Lichtbogenschweissgerätes nach der Erfindung ist der, dass das Gerät verhältnismässig klein ist, einen hohen Ausgang besitzt und mit verhältnismässig geringen Kosten hergestellt werden kann. Wenn der Antrieb eine Verbrennungskraftmaschine ist, kann der Rotor an der Kurbelwelle angebracht sein und als Schwungrad dienen, wobei der Stator an der stationären Kontruktion des Motors befestigt und im Motor aufgenommen ist. Durch diese Anordnung werden besondere Lager für den Rotor und die zugehörigen tragenden Gehäuse des Stators überflüssig. Es werden auch keine Bürsten, Schleifringe, Kollektoren oder umlaufende Wicklungen notwendig und alle Wicklungen können in einem Tränkstoff getränkt werden und machen das Gerät unempfindlich gegen Feuchtigkeit und Staub.

Der Induktorgenerator für das Schweissgerät nach der Erfindung ist ein Gerät für verhältnismässig hohe Frequenzen. Bei Gleichrichtung seines Ausganges ergibt sich eine konstante Gleichspannung mit einer überlagerten Hochfrequenzwelligkeitskomponente. Diese Komponente besitzt beim Schweissen eine vorteilhafte Wirkung und unterstützt auch das Entstehen und Halten eines stabilen Lichtbogens. Die Vorteile einer überlagerten Hoch-

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frequenzkoraponente sind allgemein bekannt. Es sind Hilfsgeräte vorgeschalgen und bisher zum Hinzufügen einer solchen Komponente zum Ausgang üblicher Gleichstromschweissgeräte verwendet worden. Im vorliegenden Fall sind jedoch solche Hilfsgeräte nicht erforderlich.

Der Generator zur Lieferung des Schweissstromes nach der Erfindung ist ferner selbststrombegrenzend und kann ohne Schaden auch während eines ständigen Kurzschlusses betrieben werden. D.h. der Generator besitzt ohne Rücksicht a£ seine Grosse einhundert Prozent Nutzung. Bei anderen Schweissgeräten dieser Art ist eine hundertprozentige Nutzung gewöhnlich nur dadurch möglich, dass der Generator unerwünscht gross und teuer wird.

Vorzugsweise ist der Induktorgenerator nach der Erfindung ein Dreiphasengenerator, der zum Schweissen in Dreieck geschaltet ist. Kombiniert mit dem Generator ist ein Schalter, der die Wicklungen von Dreieck-auf Stern umschaltet und einen Spannungsregler ein- und ausschaltet. Der Generator besitzt, wenn er zum Schweissen in Dreieckschaltung liegt, eine offene Ausgangsspannung von etwa 80 bis 90 Volt. Beim Umschalten in Sternschaltung steigt die Spannung an und kann durch den Spannungsregler so geregelt werden, dass er eine Spannung von 110 bis 120 Volt bei Nutzung als Hilfsenergiequelle zum Betreiben von Elektrowerkzeugen, Beleuchtungen, Heizgeräten und anderen Einrichtungen verwendet werden, die gewöhnlich mit einer Wechselspannung oder Gleichspannung von 110 bis 120 Volt betrieben werden.

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Auch der beim Schweissgerät nach der Erfindung verwendete Induktorgenerator erfolgt keine Flussumkehr in einem Teil des magnetischen Kreises. Flussänderungen treten nur in Rotor und Stator auf. Deshalb sind Hysteresis- und Kernverluste nur ein Bruchteil der bei herkömmlichen Wechsel·- strom- oder Gleichstromgeneratoren auftretenden Verluste.

Der Generator des Schweissgerätes nach der Erfindung ist ferner so beschaffen, dass die mittlere Länge pro Windung der Generatorwicklung verhältnismässig klein und der für die Wicklung verfügbare Raum verhältnismässig gross ist. Demnach kann Draht verhältnismässig grossen Durchmessers ohne unzulässige Verteuerung für die Generatorwicklung verwendet werden, was die Widerstandsleistungsverluste sehr klein hält.

Aus manchen diser Gründe wie auch, weil der Generator beim Schweissgerät nach der Erfindung nur kleine Wicklungs- und keine Reibungsverluste besitzt, ist der Energieumwandlungsleistungsfaktor ungewöhnlich hoch. Deshalb kann ein Antrieb, der für dieses Schweissgerät bei gleicher Leistung eine geringere Leistung erfordert, zum Betrieb des Generators verwendet werden.

Andere Gegenstände und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Lichtbogenschweissgerät mit einem Induktorgenerator, einem Verbrennungskraft- oder Elektromotor zum Antrieb des Generators, einem Gleichrichter zum Gleichrichten des Ausgangs des Generators und einem Gerät zum Liefern einer veränderbaren Gleichspannung zum selektiven

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Verändern der Erregung des Generatorfeldes. Der Generator besitzt die Charakteristik einer gegen die Felderregung gerichtete offenen Ausgangsspannung, so dass, wenn die Felderregung von Null an ansteigt, die offene Ausgangsspannung ansteigt, bis sie dessen Spitzenwert bei einem gegebenen kritischen Wert der Felderregung erreicht hat, und dass, wenn die Felderregung über den kritischen Wert ansteigt, die offene Spannung praktisch konstant bleibt und nur leicht abnimmt. Das Gerät zum Liefern einer veränderbaren Gleichspannung ist so eingestellt, dass das Generatorfeld im Bereich von Werten erregt wird, dLe entsprechende offene Spannungen etwa gleich dem Sptizenwert der offenen Spannung oder mindestens innerhalb zehn Prozent dieses Spitzenwertes erzeugt. Der gleichgerichtete Ausgang des Generators wird zwischen einer Schweisselektrode und einem Werkstück angelegt und die Ausgangscharakteristiken sind so, dass der Schweisstrom nur durch Verändern der Felderregung geregelt werden kann. Für eine gegebene Einstellung der Felderregung bleibt der Schweisstrom über einen weiten Bereich von Lichtbogenlängen konstant.

Die Erfindung besteht auch in einem Induktorgenerator des erwähnten Lichtbogenschweissgerätes, der ein Dreiphasengenerator ist, und in der Kombination des Generators mit einer Schalteinrichtung zum !^schalten der Generatorwicklung von Beieckschaltung in Sternschaltung und zum In- und Ausserbetriebsetzen eines Spannungsreglers zum Kegeln der Ausgangsspannung, wenn die Wicklung in Stern geschaltet ist, wodurch der Generator als Hilfsgerät zum Liefern einer Spannung von 110 bis 120 Volt geeignet wird.

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Weiterhin besteht die Erfindung in einem Lichtbogenschweissverfahren, bei dem ein Induktorgenerator als Schweissstromquelle dient, und im Übererregen des Feldes dieses Generators im Vergleich zu üblichen Felderregungen während des Schweissens.

In den Zeichnungen ist:

Figur 1 eine schematische Darstellung eines Lichtbogenschweissgerätes nach der Erfindung;

Figur 2 ein schematisch.es Schaltbild des Schweissgerätes nach Figur 1;

Figur 3 ein schematisches Schaltbild des Gerätes zum Liefern einer veränderbaren Spannung, das als Ersatz für das nach Figur 2 verwendet werden kann;

Figur *f ein Diagramm der Veränderung des Flusses in einem Statorpol eines Generators im Schweissgerät nach der Erfindung bei niedriger Felderregung;

Figur 5 eine der Figur k ähnliche Ansicht, zeigt aber die Veränderung des Flusses im Statorpol bei höherer Felderregung; die Figuren 6, 7, 8 und 9 sind Diagramme der elektrischen Ausgangscharakteristiken eines Schweissgerätes nach der Erfindung; Figur 10 ist ein Diagramm der Spannungsgewinnung des Ausgangs des Schweissgerätes nach der Erfindung beim Übergang von einem Kurzschluss in einen offenen oder unbelasteten Z_ustand; Figur 11 ist die Ansicht eines als Schweisstromgenerators bei einem Schweissgerät nach der Erfindung verwendeten Induktorgenerators, wobei ein Teil im Schnitt gezeigt wird;

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Figur 12 Et eine Stirnansicht des Generators nach Figur 11; Figur 13 ist ein Vertikalschnitt des Generators nach Figur 11 an der Linie 13-13 der Figur 12;

Figur Ik ist eine Stirnansicht des Stators des Generators der Figur 11 gesehen von der Linie Ik-Ik der Figur 13 her; Figur 15 eine der Figur 11 ähnliche Ansicht, aber in kleinerem Massstab, die den Flussweg durch einen Statorpol und den Rotorzahn zeigt;

Figur 16 ein schematisches Schaltbild der Kombination von Schweissgerät und Stromliefergerät nach der Erfindung; Figur 17 ein schematisches Schaltbild für die Einrichtung nach Figur 16, wenn der Schalter die Generatorwicklungen in Dreieck geschaltet hat; und

Figur 18 eine schematische Darstellung der Schaltung der Einrichtung nach Figur 16, wenn die Wicklungen in Stern geschaltet sind.

Figur 1 zeigt schematisch ein Lichtbogenschweissgerat nach der Erfindung. Dieses Gerät enthält einen Induktorgenerator 20, der den Schweisstrom erzeugt. Der Ausdruck "InduktorgenerdDr¹¹ bedeutet im gewöhnlichen Sinn einen Generator, bei dem die Feld- und Erzeugerwicklungen fest zueinander liegen und Änderungen im Fluss, die notwendigerweise von den Generatorwicklungen Ausgangsstrom und Ausgangsspannung lifern, durch Drehen der Masse magnetischen Materials erzeugt werden, die zyklisch, die Eeluktanz der Flusswege verändern, die durch, die die Generatorwicklungen tragenden Statorpole hindurch gehen-

Im breiteren Sinn der Erfindung kann der Induktorgenerator des Schweissgerätes verschiedener Art sein und kann entweder eine

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Einphasen- oder Mehrphaseneinrichtung sein. Eine bevorzugte Form des Generators für das Schweissgerät nach der Erfindung wird besonders anhand der Figuren 11 bis 15 beschrieben. Im allgemeinen enthält der Generator 20 nach Figur 1 einen stationären Stator 22 aus magnetischem Material mit mehreren Statorpolen 2k, von denen jeder eine entsprechende Generatorwicklung 26 aufnimmt. Zum Stator 22 ist eine Feldwicklung 28 fest angeordnet. Je nach der jeweiligen Konstruktion des Generators kann dieses Feld entweder aus einer einzelnen Wicklung oder aus mehreren getrennten Wicklungen bestehen, die zueinander in Serie oder parallel liegen. Mit dem Stator arbeitet ein Rotor 30 mit mehreren Rotorzähnen 32 zusammen.

Wenn die Feldwicklung 28 durch Gleichstrom erregt wird, wird ein Flussfeld aufgebaut, das teilweise durch den Rotor hindurchgeht. Wenn dann der Rotor gedreht wird, bauen die Rotorzähne 32 zusammen mit dem Statorpolen 2k mehrere Flusspfade geringer Reluktanz auf, die durch die Statorpole Ik hindurchgehen, deren Reluktanzen Pfade sind, die durch Drehen des Rotors zyklisch verändert werden, was die Rotorzähne dann in oder aus der Nähe der Statorpole bringt.

Im Induktorgenerator 20 nach Figur 1 sind jedoch nur verhältnismassig wenig Statorpole und Rotorzähne gezeigt, aber beim verwendeten Induktorgenerator werden gewöhnlich viele Statorpole und Rotorzähne benutzt. Die Statorpole und Rotorzähne nach Figur 1 sind so angeordnet und zahlenmässig dargestellt, dass sie einen Dreiphasenausgang liefern. D.h., der Generator 20 ist mit sechs Generatorwicklungen 26 dargestellt, die in drei Phasengruppen

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von zwei Wicklungen pro Gruppe unterteilt sind. Zum Unterscheiden der Wicklungen jeder Phasengruppe werden an die Bezugszeichen 26 der Figur 1 die Buchstaben a, b und c angehängt. Die beiden Wicklungen 26a sind die Wicklungen der ersten Phasengruppe, die Wicklungen 26b die der zweiten Phasengruppe und die Wicklungen 26c die der dritten Phasengruppe. Die Wicklungen jeder Phasengruppe sind elektrisch miteinander verbunden und die drei Gruppen sind wiederum elektrisch an die drei Ausgangsklemmen ~$h geschaltet. In Figur 3 sind die Verbindungen zwischen den Wicklungen 26 und den Klemmen 34 der Übersichtlichkeit halber weggelassen worden. In jeder Phasengruppe sind somit die einzelnen Wicklungen der Gruppe miteinander entweder in Serie oder parallel geschaltet und die drei Phasengruppen üegen aneinander und an den drei Ausgangsklemmen 3^ entweder in Dreieck- oder in Sternschaltung.

Das Schtweissgerät nach Figur 1 enthält ferner ein Gerät 36 zum Liefern einer veränderbaren Gleichspannung zum Erregen der Feldwicklung 28. Das Gerät 36 kann verschiedene Formen annehmen, ohne dass vom Umfang der Erfindung abgewichen wird, und enthält eine veränderbares Teil 38, durch das die zu den Feldwicklungen 28 gelieferte Spannung selektiv verändert werden kann. Mit dem Rotor 30 des Generators ist ein Rotornatrieb 40 kraftschlüssig verbunden, der beispielsweise ein Verbrennungskraftmotor oder ein Elektromotor sein kann. An den Ausgangsklemmen liegt ein Gleichrichter 42, der eine gleichgerichtete Ausgangsspannung an seinen Ausgangsklemmen 44 abgibt, die beim Schweissen mit einer Schweisselektrode 46 und einem Werkstück 48 verbunden sind.

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Figur 2 ist ein Schaltbild des Schweissgerätes nach Figur 1. Es wird hier angenommen, dass die beiden Generatoriiricklungen miteinander in Serie liegen und die Phasengruppen in Sternschaltung liegen. Es wird ferner angenommen, dass, die Spannungsquelle zum Erregen der Feldwicklungen teilweise ein Teil der Batterieladeanlage eines als Antrieb verwendeten Verbrennungskraftmotors sind. Figur 2 verwendet dieselben Bezugszeichen wie Figur 1 zum Bezeichnen entsprechender Teile, die hier nicht besonders beschrieben werden müssen. Der Gleichrichter kZ ist jedoch üblicher Bauart und besteht aus einer Eeihe von Dioden 50, die einen Dreiphasengleichrichter bilden. Das Spannungsliefergerät 36 enthält eine Batterie 52 und einen Ladegenerator ^k, der nur durch die Wicklung und die Gleichrichterdioden dargestellt ist. Die Batterie 52 und der Generator yh- sind Teile der elektrischen Anlage eines Verbrennungskraftmotors, der als Antrieb für den Generator 20 verwednet wird. Vom Gerät 36 ist ein Teil ein Regelwiderstand 56, der an der Batterie 52 liegt und über einen Ausschalter 58 mit der Feldwicklung 28 des Generators verbunden ist. Der Schleifer 60 des Widerstandes 56 entspricht dem beweglichen Teil 38 der Figur 1 und bei geschlossenem Schalter 58 bewirkt die Bewegung des Schleifers GO in verschiedene Stellungen des Widerstandes verschiedene Gleichspannungswerte an der Feldwicklung 28.

Wenn der Rotorantrieb ^O der Figur 1 aus einem Wechselstrommotor besteht, kann das Spannungsgerät 36 nach Figur 1 einen Gleichrichter und einen Regelwiderstand enthalten*der von derselben Wechselstromquelle wie der Antriebsmotor gespeist wird. Figur 3 zeigt ein solches Gerät 36· für eine veränderbare Spannung, das anstelle des Gerätes 36 nach Figur 2 verwendet werden kann.

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Das Gerät 36 · nach. Figur J> besteht ausschliesslich aus einer Gleichrichterbrücke 62, die an der Wechselstromquelle liegt, und einem Widerstand 6A-, der am Aasgang des Gleichrichters und über einem Ausschalter 66 an der Feldwicklung 28 des Generators liegt.

Bei der Benutzung des Schweissgerätes nach Figur 1 wird die Feldwicklung 28 des Generators 20 an einer ungewöhnlich hoher Spannung erregt. Dadurch, erzeugt der Generator Ausgangscharakteristiken, die zum Lichtbogenschweissen sehr gut geeignet sind. Diese Charakteristiken hängen teilweise davon ab, dass der durch die Generatorwicklungen hindurchgehende magnetische Fluss nur in einer Sichtung verläuft und sich nicht, wie es bei den meisten anderen Generatoren der Fall ist, umkehrt. Wenn beispielsweise das Feld erregt wird und der Rotor sich dreht, fliesst der durch einen Statorpol Zk hindurchgehende Fluss stets in derselben Richtung (radial nach aussen oder radial nach innen) und verändert sich im allgemeinen zwischen einem Maximalwert und einem Minimalwert sinusförmig. Figur k zeigt die Schwankung des durch einen Statorpol bei Erregung der Feldwicklung nahe dem unteren Ende des Bereichs für das Schweissen hindurchgehenden Flusses. Figur 5 zeigt den Fluss, der durch denselben Statorpol bei höher erregter Feldwicklung hindurchgeht. Die Figuren k und 5 zeigen, dass sich der Fluss im Statorpol zwischen dem dargestellten Maximal- und Minimalwert verändert. Der Maximalwert des Flusses ergibt sich, wenn der infrage stehende Statorpol mit einem Rotorzahn winkelmässig ausgerichtet ist, und der Minimalwert ergibt sich, wenn der Statorpol sich in der Mitte zwischen zwei Rotorzähnen befindet. D.h., ein Minimalwert des

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Flusses infolge Streuung fliesst auch dann durch einen Statorpol, wenn kein Botorzahn mit ihm ausgerichtet ist. Dieser Fluss, der auch Streufluss genannt wird, ist in den Figuren k- und 5 angezeigt. Wenn die Feldstärke von einem in Figur h- dargestellten Wert aus ansteigt, steigen auch Leckfluss wie auch Maxiamifluss an. Z_uerst steigt in einer geringen Felderregung, die unter dem Schweisswert liegt, der Maximalfluss schneller an als der Minimal- oder Streufluss. Im höheren Schweissbereich der Felderregung ändern sich bei Veränderung der Felderregung die Maximalfluss- und die Streuflussänderung um etwa gleiche Werte, wie die Figuren k und 5 zeigen. Dies bedeutet, dass der Betrag, durch den der Fluss verändert wird, zwischen seinen Maximal- und Minimalwerten beim Drehen des Rotors konstant bleibt und deshalb auch die offene Spannung praktisch konstant bleibt.

Figur 6 zeigt durch die ausgezogene Linie 67 die allgemeine Art der Charakteristik der offenen Spannung gegen die Feldstärke bei einem Induktorgenerator an, der beim Lichtbogenschweissgerät nach der Erfindung verwendet wird. Die gestrichelte Linie 69 zeigt dagegen die allgemeine Kennlinie eines Flussumkehrgerätes. Aus der Kurve 67 für den Induktorgenerator ist zu ersehen, dass, wenn die Feldstärke von Null ansteigt, auch die offene Spannung auf einen Maximal-, oder Spitzenwert ansteigt, was bei einem entsprechenden kritischen Wert 70 der Felderregung der Fall ist, und dass, wenn die Felderregung danach über den kritischen Wert 70 hinaus ansteigt, die offene Spannung etwas abzunehmen versucht. Ferner ist der obere Teil derKennlinie 67 verhältnismäiß.g flach, so dass über einem ver-

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hältnismässig weitem Bereich von Felderregerwerten die offene Spannung praktisch, konstant und nahe am Spitzenwert 68 bleibt. Bei der. Verwendung des Generators al« Stromerzeuger für ein Lichtbogenschweissgerät nach der Erfindung schwankt die Felderregung in einem Bereich, das in Figur 6 gezeigt wird, wodurch die offene Spannung etwa gleich dem Maximal- oder Spitzenwert der erreichbaren offenen Ausgangsspannung ist. Der Ausgang des Generators und der Schweissbereich der Felderregungen müssen so sein, dass die entsprechende offene Ausgangsspannung sich innerhalb eines idealen Schweissbereichs von offenen Spannungen und dicht am Spitzenwert der offenen Spannung 68 befindet. Im allgemeinen ist festge±ellt worden, dass in den meisten Schweissfällen der ideale Schweissbereich der Felderregungswerte so ist, dass die entsprechenden offenen Spannungen innerhalb fünfzehn Prozent des Spitzenwertes der Spannung 68 liegen. Es gibt jedoch besondere Situationen, beispielsweise beim Schweissen sehr dünnen Gutes, in denen das Feld unter diesem Idealbereich erregt werden kann. Dadurch werden die offenen Spannungen und der Schweissausgangsstrom verringert, wie noch in Verbindung mit Figur 7 gezeigt werden wird und wie es für die besondere Situation erwünscht ist. Die erwünschte Charakteristik von verhältnismässig glattem Schweisstrom bleibt trotz Änderungen der Bogenlänge.

Figur 7 ist eine Gruppe von Kurven, die die Charakterisitk des Ausgangsstroms gegen die Ausgangsspannung des Schweissgerätes nach der Erfindung für verschiedene Felderregungswerte darstellen. Die Kennlinien der Figur 7 sind mit 72a, 72b, 72c, 72d und 73 bezeichnet. Die Kurven 72a, 72b und 72d sind Kurven der Felderregungswerte im idealen Schweissbereich der Felderregung

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nach Figur 6 und die Kurve 78 ist die für einen Felderregungswert unter dem idealen Schweissbereich. Die Kurve 72a wird bei einer niedrigen Felderregung im Schweissbereich. erhalten und die Kurven 72b, 72c und 72d werden durch nacheinander grosser werdende Felderregungswerte gewonnen. Beim Lichtbogenschweissen wird der Lichtbogen durch Bringen der Elektrode in unmittelbaren Kurzschlusskontakt mit dem Werkstück und durch folgendes Wegführen vom Werkstück in die normale Schweissstelung gezündet. Während des direkten Kurzschlusskontakts der Elektrode mit dem Werkstück ist die Spannung zwischen Elektrode und Werkstück praktisch Null. Wenn die Elektrode vom Werkstück weggeführt wird, schwankt die Spannung mit der Bogenlänge und dem Abstand zwischen Elektrode und Werkstück. In Figur 7 stellt die Linie 7k die Ausgangsspannung dar, die bei Bringen der Elektrode in eine dem maximalen Abstand entsprechenden Lage entsteht, was gewöhnlich während einem Schweissvorgang zwischen dem Werkstück und der Elektrode eintritt. Der Zwischenraum zwischen der Nullspannungsachse und der Linie ¹Jkstellt den normalen Bereich eines Schweissvorganges dar, d.h. während des Zündens und Aufrechterhaltens eines Lichtbogens.

Aus Figur 7 ist weiter zu ersehen, dass für jeden Felderregungswert, der durch die einzelnen Kurven 72a, 72b, 72c, 72d und dargestellt ist, der Ausgangsstrom im Schweisspannungsbereich praktisch konstant ist. D.h., die charakteristische Kurve verläuft praktisch vertikal im Schweisspannungsbereich, so dass der Schweiss- oder Lichtogenstrom trotz Änderungen der durch de Abständänderungen von Elektroden und Werkstück bedingten Ausgangsspannung relativ konstant ist. Demnach bleibt, wenn die Elektrode zum oder vom Werkstück zum Ändern der Bogenlänge bewegt wird, der Lichtbogenstrom konstant, wie es zum

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Aufbauen und Halten des Bogens erwünscht ist. Aus Figur 7 ist weiter zu entnehmen, dass der Ausgangsstrom von der Felderregung abhängt. Deshalb kann der Ausgangsstrom verändert werden, wie es für das jeweilige Schweissen an Hand durch ausschliessliches Verändern der Felderregung im Schweissbereich erxränscht ist.

Ausser Figur 7 zeigt auch Figur 6, dass bei dinem Ausgangsstroin Null, was einen offenen Stromkreis oder einen unbelasteten Zustand anzeigt, die Ausgangsspannung trotz Änderungen der Felderregung praktisch konstant bleibt, wenn die Felderregung sich im idealen Schweissbereich der Felderregung befindet, wie es die Kurven 72a, 72b, 72c und 72d zeigen. Der Generator kann beispielsweise so beschaffen sein, dass dieser praktisch feste Wert der offenen Spannung etwa 90 Volt beträgt. Die Tatsache, dass die offene Spannung nicht über diesen Wrt hinaus ansteigt, wenn die Felderregung wächst,ist aus Sicherheitsgründen erwünscht, und die Tatsache, dass sie nicht wesentlich unter diesen Wert sinkt, wenn die Felderregung abnimmt, ist erwünscht, wie auch eine offene Ausgangsspannung im Bereich von 80 bis 90 Volt als Ideal zum Aufbau eines Lichtbogens angesehen wird. Wenn jedoch die Felderregung auf einen Wert eingestellt ist, der wesentlich niedriger als der ideale Erregerbereich ist, wird die offene Ausgangsspannung wesentlich niedriger als der praktisch konstante Wert sein, der durch Erregung im idealen Schweissbereich erzielt wird, wie die Kurve 73 erkennen lässt.

Die Figuren 8 und 9 zeigen weitere Charakteristiken des beim Schweissgerät nach der Erfindung benutzten Induktorgenerators. Figur 8 zeagt, wie die offene Spannung äch mit dem Kurzschlussstrom über den Schweissbereich der Felderrgung ändert. Wie Figur

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so zeigt auch Figur 8 dass, obwohl der Kurzschlussausgangsstrom stark schwanken kann, die offene Spannung im idealen Bereich der Felderregungen praktisch konstant bleibt. Figur 9 zeigt die Charakteristik des Kurzschlussausgangsstroms gegen die Felderregung über dem idealen Schweissbereich. Diese Figur zeigt vielleicht deutlicher als Figur 7, dass bei einem Anwachsen der Felderregung über den idealen Schweissbereich der Kurzschlussausgangsstrom praktisch linear mit den Änderungen der Felderregung variiert.

Eine andere wichtige Charakteristik des Induktorgenerators, der als Schweissgenerator nach der Erfindung verwendet wird, ist die, dass er eine sehr kurze Aufbauzeit für die Ausgangsspannung besitzt, wenn die Elektrode aus einem Kurschluss in den Zustand eines offenen Stromkreis gegenüber dem Werkstück gebracht wird. Figur 10 zeigt die Ausgangsspannung zwischen einem Werkstück und einer Elektrode, wenn diese aus dem offenen Stromkreis in einen Kurzschluss pid plötzlich wieder in (fen Zustand des offenen Stromkreises gebracht wird. Die dargestellte Aufbauzeit für den Ausbau der Ausgangsspannung in ihrem normalen offenen oder unbelasteten Kreis, wenn die Elektrode aus dem Kurschlusskontakt mit dem Werkstück in den Zustand des offenen Stromkreises gelangt. Bei Prüfungen wurde diese Aufbauzeit in der Grössenordnung von sechs Millisekunden festgestellt. Beim Zünden des Lichtbogens beim Schweissen v/ird die Elektrode aus dem Kurzschlusskontakt in einen nahen Abstand zum Werkstück und nicht in den ganz offenen Zustand gebraucht. Die für den Spannungsaufbau vom Kurzschluss zur normalen Schweissspannung erforderliche Zeit ist ebenfalls geringer als die in Figur 10 gezeigte Gesamtaufbauzeit. Diese rasche Aufbauzeit ist

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somit beim aufeinanderfolgenden Aufbauen und Halten eines Schweissbogens durchaus erwünscht. Der Grund für die rasche Spannungsaufbauzeit ist deswegen von Bedeutung, weil die Generatorwicklungen des Generators eine sehr niedrige Selbstinduktion im Vergleich mit anderen elektrischen Generatoren besitzen.

Die Figuren 11 bis 15 zeigen den Generate 20 nach Figur 1 in der Art, wie sie in der OS-Patentschrift 3,1*10,4-13 beschrieben ist. Er enthält einen Rotor 76, der an die Welle 78 einer Kraftmaschine angebracht werden kann, und einen Stator 80, der an der stationären Konstruktion einer Verbrennungskraftmaschine oder einem anderen Antrieb für den Rotor befestigt wird. Bei einer Verbrennungskraftmaschine als Antrieb 82 kann die stationäre Konstruktion beispielsweise ein Teil des Motorblocks und die Welle 78 de Kurbelwelle sein. Das Drehen der Welle 78 bewirkt ein Drehen des Rotors gegeriber dem Stator. Der Rotor besitzt eine Schwungradwirkung an der Welle 78 und kann als Schwungrad für den Motor dienen. Am Rotor 76 ist ein Ventilator 8^ befestigt, der sich mit ihm dreht und Kühlluft für den Generator liefert. Der Rotor 76 besteht aus einem napfförmigen Teil 8*f aus magnetischem Material mit einem radial verlaufenden Versteifungsteil 86 und einem axial verlaufenden Randteil 88. Der Randteil 88 ist innen ein lamellierter Ring 90, der eine am Rand verteilte Reihe radial nach innen weisender Rotorzähne 92 aufweist.

Der Stator 80 enthält einen ringförmigen Statorkern 9k aus lammeliertem magnetischem Material, das eine- am Rand verteilte Reihe radial nach aussen weisender Statorpole 96 aufweist, die mit den Rotorzähnen 92 zusammenarbeiten. Jeder Statorpol 96

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besitzt eine Generatorwicklung 98, die an ihren Polen 96 durch Halteklemmen 100 aus Plastik oder anderem nichtmagnetischem Material gehalten wird. Die Klemmen verlaufen zwischen den Aussenenden der Statorpole. Zum Statorkern gehört eine ringförmige Feldwicklung 102. Der Statorkern 94 und die Feldwicklung 102 befinden sich an einem axial verlaufenden Zylinderteil 104 aus magnetischem Material, das wiederum an einer Befestigungsplatte IO5 angebracht ist, die zum Anschluss an den Motor 82 dient. Die Platte IO5 besteht vorzugsweise aus einem nicht-magnetischem Material zum magnetischen Isolieren des Generators vom Körper des Motors oder sonstigen Antriebes 82. Obwohl nicht dargestellt, können die Feldwicklung 102, der Statorkern 9^ und die Generatorwicklungen 98 in einem entsprechenden Tränkmittel getränkt sein, wie es in der erwähnten US-Patentschrift 3j^0,k^Ji beschrieben ist und diese Teile in einem einzigen wasser- und staubdichten Gerät zusammenzufassen.

Das napfförmige Sotorteil 48 enthält einen Nabenteil IO6, der radial in das Innere des Zylinderteils 104 hineingeht. Dieser Nabenteil besitzt eine Aussenfläche, die in kleinem Absand von der Innenfläche des Zylinderteils angeordnet ist und einen verhältnismässig kleinen Luftspalt IO8 grosser Fläche zwischen der Nabe und dem Zylinderteil ergibt.

Figur 15 zeigt ein tororidförmiges Flussfeld, das, wenn die Feldwicklung 102 von einem Gleichstrom erregt wird, über der Wicklung erzeugt wird, die über den Rotor und Stator entlang mehrerer Flusspfade niedriger Eeluktanz geht, die von den Statorpolen 96 und den Eotorzähnen 92 gebildet werden. Ein solcher Pfad

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ist in Figur 15 durch die gestrichelte Linie 110 angedeutet. Ausgehend von den Statorpolen 96 geht der Fluss durch den Luftspalt zwischen Statorpol und Rotorzahn 19 hindurch zum Zahn 92 und von dort zum Band 88, zur Versteifung 86 des Hotprteils 84 und zur Nabe IO8, von dort durch den Luftspalt 108 zum Zylinderteil 104 und zurück zum Statorpol 96. Wenn sich somit der Rotor dreht, wird die Reluktanz des Flusspfades durch verschiedene Rotorzähne verändert, die aufeinanderfolgend mit dem dargestellten Statorpol in und ausser Ausrichtung gebracht werden, wodurch der durch den Statorpol

98 und die zugehörige Generatorwicklung/nindurchgehende Fluss zyklisch verändert wird und eine entsprechende Wechselspannung in der Generatorwicklung induziert.

Der Statorpol und die Flächen können gleich lang wie die Endflächen der Rotorzähne sein. Die Ausführung des dargestellten Generators wM jedoch in mancher Hinsicht dadurch erhöht, dass wie Figur 12 zeigt, die Rotorzahnendflachen am Rand etwas langer gemacht werden als die Statorendflächen. Der Generator besitzt wie die Figuren 12 und 14 zeigen, insgesamt zwölf Statorpole und acht Rotorzähne, so dass der Generator dreiphasig ist. D.h., die zwölf Generatorwicklungen werden in drei verschiedene Phasengruppen von vier Wicklungen pro Gruppe unterteilt. Der Generator kann jedoch mehr oder weniger Zähne oder Pole im Stator und Rotor aufweisen, ohne dass von dem erwünschten Dreiphasenausgang und anderen günstigen Konstruktionscharakteristiken abgewichen wird, so lange wie das Verhältnis von drei Statorpolen zu zwei Rotorzähnen beibehalten wird.

Die Figuren 11 bis 15 zeigen, dass die Flussänderungen an Rotor un d Stator infolge der Beziehung von Rotorzahn zu Statorpol

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im allgemeinen auf die Statorpole und die Rotorzähne beschränkt sind, und dass im restlichen magnetischen Kreis der Fluss nicht nur in einer einzigen Richtung fliesst sondern auch konstant ist. D.h., in einem Teil des magnetischen Kreises ergibt sich keine Flussumkehr und praktisch keine Flussänderungen ergeben sich in den Rand-, Versteifungs-¹ oder in Itabenteilen 88, 86 und 106 des Rotors, im Zylinderteil 10^ oder im Ringteil des Statorkerns 9k. Hysteresis- und Wirbelstromverluste in diesen drei Teilen werden deshalb praktisch eliminiert und können, wenn gewünscht, von massiver und nichtlamellierter Konstruktion sein, wie es z.B. der gezeigte Rand, die Versteifungs- und Nabenteile von Rotor und Zylinderteil 10*f ist. Ferner haben die Flussveränderungen, die in den Rotorzähnen und Statorpolen auftreten, keinen wesentlichen Einfluss auf den Gesamtfluss, der die Feldwicklung 102 durchfliesst, und induziert somit keinen Spannungen in der Feldwicklung,, was die aussen angelegte Feldspannung schädlich beeinflussen würde.

Die Generatorwicklungen des Generators nach den Figuren 11 bis 15 können in jeder der drei Phasengruppen zueinander entweder in Reihe oder parallel geschaltet sein und die drei Phasengruppen können zueinander entweder in Dreieck oder in Stern liegen. Vorzugsweise sind die Wicklungen in jeder Phasengruppe zueinander in Reihe geschaltet.

Auch wenn ein Dreiphaseninduktorgenerator wie der nach den Figuren 11 bis 15 als Schweissstromgenerator nach der Erfindung verweüet wird, können ein Schalter und ein Spannungsregler auch bei einer Hilfsenergiequelle zum Speisen von tragbaren Werkzeugen Beleuchtungen, Heizeinrichtungen oder anderen Geräten mit Gleichspannung von 110 bis 120 Vdfc verwendet werden. Figur 16 ist ein

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Schaltschema des Generators nach den Figuren 11 bis 15 kombiniert mit einem Schalter und einem Spannungsregler. Der Schalter dient im wesentlichen zum Schalten der Phasengruppen der Generatorwicklungen von Dreieck auf Stern und kann auch den Regler und den Segelwiderstand zum Verändern der Felderregung ein- und ausschalten. Beim Schweissen liegen die Generatorwicklungen in Dreieck und der Eegelwiderstand zum Einstellen der Felderregung wird eingeschaltet. Ferner ist der Generator so beschaffen, dass er eine offene Ausgangsspannung von etwa 90 Volt im Erregerschweissbereich zur Felderregung erzeugt, wie bereits beschrieben worden ist. Bei Verwendung des Generators als Hilfesenergiequelle schaltet der Schalter die Generatorwicklungen in Stern und den Spannungsregler ein. Infolge der Umschaltung von Dreieck auf Stern wird die Ausgangsspannung erhöht und der Regler stellt die Ausgangsspannung fest und stellt die Felderregung so ein, dass die Ausgangsspannung auf dem Sollwert gehalten wird.

Die Generatorwicklungen 98 und die sich ergebenenden drei Phasengruppen liegen, wie Figur 16 zeigt, an drei Sätzen von Kontakten, die gemeinsam die Phasagruppen an die Ausgangsklemmen 11k entweder in Daäeck- oder in Sternschaltung legen. Auch die sich ergebenden Teile des Schalters sind zwei Sätze II6 von Kontakten, die gemeinsam mit den Kontakten 112 entweder einen Spannungsregler II8 oder einen Eegelwiderstand 120 an die Feldwicklung 102 schalten. Die Energiequelle für die Felderregerschaltung ist eine Batterie 122, die ein Teil der elektrischen Anlage des zum Betrieb des Generators verwendeten Verbrennungskraftmotor sein kann. Der Ausgang des Generators wird vom Gleichrichter 124, der zwei Ausgangsklemmen aufweist 126, gleichgerichtet, die entweder an Schweisselektrode und Werkstück oder an einer anderen Belastung liegen können.

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Die Figuren 17 und 1§ zeigen die Schaltung, bei der der Schalter nach Figur 16 sich in der einen und der anderen seiner Stellungen befindet. Figur 17 entspricht der Schalterstellung nach Figur 16, wo der Regelwiderstand 12 zum Einstellen der Erregung der Feldwicklung 102 geschaltet ist und die Generatorwicklungen in Dreieckschaltung liegen, so dass die Anlage zum Schweissen benutzt xverden kann. Figur zeigt die Schaltung in der anderen Schalterstellung, durch die der Spannungsregler 118 eingeschaltet und die Erregung der Feldwicklung 102 so verändert ist, dass die Ausgangsspannung des Gleichrichters praktisch konstant gehalten wird und die Generatorwicklungen 98 in Stern am Gleichrichter liegen.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. /Lichtbogenschweissgerät mit einem Induktorgenerator, der eine Feldwicklung und mehrere Generatorwicklungen besitzt, mit einem Antrieb des Generators, gekennzeichnet durch ein Gerät (36) zum Liefern einer veränderbaren Gleichstromes zum Erregen der Feldwicklung (28), zwei Ausgangsklemmen (44), die am Werkstück (48) und an der Elektrode (46) liegen, und einen Gleichrichter (42), der zwischen den Generatorwicklungen und den Ausgangsklemmen liegt und die Ausgangsklemmen mit einer gleichgerichteten Spannung beliefert, die aus der in den Wicklungen (26) induzierten Wechselspannung abgeleitet ist.

2. Gerät nach. Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Induktorgenerator (20) über dessen Felderregung die offene Ausgangsspannung praktisch konstant bleibt und dessen Schweissausgangsstrom proportional zur Felderregung von mindestens Vierten erzeugt wird, die in den genannten Bereich fallen.

3. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Induktorgenerator (20) eine offene Spannung besitzt, die gegen die Felderregungscharakteristik so verläuft, dass die Felderregung vom Nullwert der offenen Ausgangsspannung bis einem ■ Spitzenwert ansteigt, der bei einem kritischen Wert der Felderregung erreicht wird, dass, wenn die Felderregung über den kritischen Wert ansteigt, die Ausgangsspannung konstant bleibt, und dass das Gerät (36) zum Liefern der veränderbaren Ausgangsgleicnstromes so beschaffen ist, dass die Feldwicklung mindestens über einem Bereich von Werten erregt wird, die Spannungen er-

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zeugen, die in fünfzehn Prozent des Spitzenwertes der Ausgangsspannung liegen.

k. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Induktorgenerator (20) einen stationären Statorkern (22) und mehrere Generatorwicklungen (26) auf diesem sowie eine stationäre Feldwicklung (28) und einen Rotor (30) besitzt.

5- Gerät nach Anspruch h, dadurch gekennzeichnet, dass die Generatorwicklungen (26) je auf einem entsprechenden Statorpol aufgenommen sind, dass mindestens eine Feldwicklung (28) fest zum Statorkern (21) angeordnet ist, und dass ein drehbarer Rotor (30) sich zum Statorkern drehen kann und mit ihm zusammenwirkt, um den durch die Statorpole hindurchgehenden Fluss zyklisch zu verändern und so Wechselspannungen in den Generatorwicklungen zu erzeugen.

6. Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb des Rotors (30) eine Verbrennungskraftmaschine (82) ist, deren Ausgangswelle (78) mit dem Rotor gekuppelt ist und einen ringförmigen Randteil (88) besitzt, der konzentrisch und axial zur Welle verläuft, und dass der Statorkern sich im ringförmigen Randteil des Rotors befindet.

7. Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Induktorgenerator (20) in seinen Wicklungen eine Dreiphasenspannung erzeugt, dass die Wicklungen (26) in drei Gruppen unterteilt sind, von denen in jeder eine Ausgangsspannung erzeugt wird, dass ein Schalter (112) die Gruppen zwischen der Sternschaltung und der Dreieckschaltung umschaltet, dass ein

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Spannungsregler (118) auf die gleichgerichtete Ausgangsspannung anspricht und die Erregung mindestens einer Feldwicklung verändert und damit die gleichgerichtete Ausgangsspannung auf einem praktisch konstanten Wert hält, dass der Schalter (112) eine-Einrichtung (116) besitzt, die den Spannungsregler (118) einschaltet, wenn der Schalter die Generatorwicklungsgruppen in Sternschaltung legt, und den Regler ausschaltet, wenn der Schalter die Wicklungsgruppen in Dreieckschaltung legt.

8. Gerät nach Anspruch 5i dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennkraftmaschine (82) eine von einer elektrischen Energie gespeiste Anlage besitzt, de vom Induktorgenerator (20) getrennt ist, und dass das Gerät/zum Liefern einer veränderbaren Gleichstromes zum Erregen mindestens einer Feldwicklung eine Schaltung (120) enthält, die. ebenfalls von der vom Induktorgenerator getrennten Energiequelle gespeist wird.

9. Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Statorkern (22) einen ringförmigen Teil (88) besitzt, dessen Pole (96) radial von ihm nach aussen verlaufen und eine ringförmige Reihe von verteilten Endflächen besitzen, dass derßotor einen ringförmigen Band besitzt, der den Statorkern umgibt, dass ein Nabenteil (IO6) und eine radial zwischen Nabenteil-und Band verlaufenden Versteifung vorgesehen sind, dass mindestens eine ringförmige Feldwicklung (102) konzentrisch zum Statorkern und ^zwischen Statorkern und Rotorversteifung (86) liegende Feldwicklung angeordnet ist.

10. Gerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotorrand (88) und die Hotorversteifung (86) aus magnetischem

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Material bestehen und mit dem Statorkern zusammenarbeiten und so mehrere Flusspfade niedriger Reluktanz für den Fluss ergeben, der durch die ringförmige Feldspule erzeugt wird, und dass die Flusspfade durch die Statorpole hindurchgehen.

11. Gerät nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (38) von einer Verbrennungskraftmaschine (82) angetrieben wird, deren elektrische Anlage eine Gleichspannungsquelle besitzt, dass das Gerät (36) zum Liefern eines veränderbaren Gleichstromes zum Verändern der Erregung von mindestens einer Feldwicklung die Gleichspannungsquelle dieser elektrischen Anlage enthält, und dass eine Schaltung zwschen der Gleichstromquelle und mindestens einer Wicklung eine Einstelleinrichtung (120) besitzt, die. einen veränderbaren Anteil der Ausgangsspannung der Gleichstromquelle an mindestens diese eine Wicklung legt.

12. Gerät nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadur-ch gekennzeichnet, dass die ringförmige Feldwicklung bei Erregung durch Gleichstrom ein toroides Flussfeld erzeugt, dass die Rotorzähne (32) und die Statorpde (2*f) mehrere Pfade niedriger Reluktanz ergeben, die in einer einzigen Richtung durch Rotorzähne und Statorpole hindurch gehen, und dass die Reluktanz der Flusspfade zyklisch mit demDrehen des Rotors verändert wird und in den Generatorwicklungen Wechselspannungen erzeugt.

13. Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der mit dem Generator (20) mit Gleichrichter (42), Stern-Dreieckumschalter (112), Spannungsregler (HS) und zugehörigen Schalteinrichtungen als Hilfstromquelle verwendet wird.

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14. Gerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Gerät (36) zum Liefern eines veränderbaren Gleichstromes zum Erregen der Feldwicklungen eingeschaltet wird, wenn der Schalter die Gruppen von Generatorwicklungen in Dreieck geschaltet hat, und ausgeschaltet wird, wenn die Wicklungen in Stern geschaltet sind.

15. Verfahren zum Lichtbogenschweissen mit einem Gerät nach den vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Induktorgenerator (20) mit einer gegebenen Geschwindigkeit angetrieben wird, dass seine Ausgangsspannung gleichgerichtet und an die Elektrode (^6) und das Werkstück (^) gelegt wird, um einen Schweissbogen zu erzeugen, wenn die Elektrode in eine entsprechende Beziehung zum Werkstück gebracht wird, und dass der zwischen Elektrode und Werkstück fliessende Schweisstrom durch Verändern der Felderregung des Generators geregelt wird.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeit so bemessen ist, dass sich eine solche Kennlinie von ofßner Generatorspannung zur Felderregung ergibt, dass die Felderregung vom Nullwert der offenen Spannung auf einen Spitzenwert ansteigt und danach praktisch konstant bleibt, und dass das Feld (28) des Generators mit einem Strom bleibt, und dass das Feld (28) des Generators mit einem Strom erregt wird, der eine offene Ausgangsspannung erzeugt, die etwa gleich der Spitzenspannung ist.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Feld (28) des Generators im Bereich von Werten erregt wird, die einem Spannungsbereich entsprechen, der von einem Spannungswert von etwa fünfzehn Prozent unter der Spitzenspannung am ansteigenden Teil der Kennlinie zu einem Spannungswert von etwa fünfzehn Prozent unter der Spitzenspannung beim maximalen Erregerteil der Kennlinie führt.

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