-
Transformator sowohl für Widerstands- als auch Lichtbogenschweißung
Die Erfindung hat einen Schweißtransformator zum Gegenstand, der mit ganz geringem
Mehraufwand gegenüber gewöhnlichen Schweißtransformatoren eine universelle Verwendung
gestattet.
-
Normale Widerstandsschweißtransforniatoren sind nur für einen gewissen
Zweck zu verwenden, z. B. für Funktschweßungen oder für Stumpfschweißun,gen oder
für Nahtschweißungen. Es sind auch Transformatoren bekannt, die alle diese Arbeitsverfahren
ermöglichen, die an den elektrischen Teil derselben bezüglich Strom und Spannung
alle die gleichen Anforderungen stellen. Das Abbrennschweißen, das auch die Verbindung
dünner und ungleicher Querschnitte ermöglicht, verlangt bei gleicher Leistung etwa
die doppelte Spannung wie die gewöhnliche Widerstandsschweißung. Es sind bereits
Ausführungen von Transformatoren bekannt, die auch das Abbrennschweißen gestatten.
Weil diese Transformatoren aber in der gleichen Wicklung- die einfache und die doppelte
Spannung aufbringen müssen, wird der Eisenkern schlecht ausgenutzt, und die Transformatoren
fordern einen erheblichen Mehraufwand an Wicklungskupfer.
-
Die Anwendun,gsmöglichk eit elektrischer Schweißtransformatoren wird
erheblich vergrößert, wenn sie auch zum Lichtbogenschweißen benutzt werden können,
weil sich die einzelnen Schweißverfahren ergänzen. Die bisher bekannten Maschinen
dieser Art haben für jede der einzelnen Funktionen, die an den elektrischen Teil
der Maschine andere Anforderungen in bezug auf Strom- und Spannung stellen, eine
besondere Wicklung, so daß z. B. eine Universalmaschine zum Abbrennschweißen, Lichtbogenschweißen,
Widerstandsschweißen außer der Primärwicklung noch drei Sekundärwicklungen bzw.
zwei Sekundärwicklungen hat, dann aber das Material schlecht ausnutzt. Die vorliegende
Erfindung gestattet, mit einer Primärwicklung und einer Sekundärwicklung bei voller
Ausnutzung des Eisens und des Kupfers und ohne Erhöhung der Leistung gegenüber einem
gewöhnlichen Schweißtransformator für die genannten Schweißverfahren infolge zweckmäßiger
Unterteilung der Windungen auszukommen.
-
Es ist bekannt, bei gewöhnlichen Widerstandsschweißtransformatoren
zum Lichtbogenschweißen eine Sparschaltung gemäß Abb. i zu verwenden. Es wird an
zwei Anzapfungen, die außerdem zur Regulierung beim 'Widerstandsschweißen dienen,
der Lichtbogenstrom entnommen. Diese Anordnung hat jedoch verschiedene Nachteile,
die ihre praktische Anwendbarkeit nur auf Einzelfälle beschränkt. Der Wicklungsteil,
der die Lichtbogenströme führt, muß bedeutend stärker bemessen sein als -die übrige
Wicklung; ferner ist der Anschluß an zwei Phaseneines Drehstromnetzes in Werkstätten
ausgeschlossen, denn jede Anzapfung, an die man das Werkstück anschließen könnte,
hat eine beträchtliche Spannung gegen die Erde (im Minimum z. B.
i
io Volt bei 38o Volt Netzspannung). Diese Spannung zeigt die Linie 0-A, im Spannungsdiagramm
für Drehstrom nach Abb. 2. Nun liegen die zu schweißenden Werkstücke meist an ebener
Erde und haben einen guten Kontakt mit ihr, so daß dadurch ohne weiteres ein Kurzschluß
der Phasen R und S entsteht. Wird aber das Werkstück- isoliert hingelegt, so wird
namentlich in feuchten Arbeitsräumen der Schweißer durch die hohe Spannung gefährdet.
Die Schaltung nach Abb. i ist daher nur in den wenigen Fällen zu verwenden, wo die
Schweißmaschine an ein Einpbasennetz ohne geerdeten Mittelleiter angeschlossen wird.
-
Nach. der vorliegenden Erfindung werden die Regulierstufen der Primärwicklung
oder ein Teil derselben von der eigentlichen Wicklung abgetrennt, z. B. gemäß Abb.
3. Für das gewöhnliche Widerstandssdhweißen wird ca mit b, c mit
d, c mit f, g mit lt verbunden. Dadurch ergeben sich die bei der Widerstandsschweißung
üblichen Spannungsstufen i, 2, 3, 4, 5. Zur Lichtbogenschweißung werden die Windungen
z. B. in. folgender Weise angeschlossen: o und; a werden vom Netz gespeist;
b d f lt bzw. c e g i werden miteinander verbunden und bilden
eine unabhängige Sekundänvicklung zur Lichtbogenschweißung. Dadurch ist erreicht,
daß weder Teile der schwach bemessenen primären Wicklung zur Leitung der hohen Lichtbogens'tröme
(etwa Zoo Amp.) benutzt werden müssen wie bei der Sparschaltung, weil nunmehr der
Strom auf die parallel geschalteten Querschnitte sich verteilt, noch auch eine besondere
Wicklung für die Lichtbogenschweißung notwendig ist. Ferner ist durch diese Schaltung
.eine unabhängige Sekundärwicklung geschaffen, so daß das Werkstück ohne Gefährdung
des Schweißers durch hohe Spannung angeschlossen werden kann. Die Umschaltung erfolgt
zweckmäßig zwangläufig durch einen einfachen Schalter oder Kontroller. Die Regulierung
des Sekundärstromes kann in bekannter Weise erfolgen, z. B. durch Einschieben eines
Eisenkerns gemäß Abb. 4, oder dadurch, daß man einen Teil der Windungen beweglich
macht, wie in Abb.5 dargestellt ist, oder durch eine der sonst bekannten Regulierungsmethoden.
-
Eine universelle Verwendbarkeit der Schweißmaschine schließt die Möglichkeit
des Abbrennschweißens ein. Um den Transformator auch für das Abbrennverfahren gebrauchen
zu können, wird die Sekundärwicklung gemäß Abb.3 in zwei Teile unterteilt, die in
an sich bekannter Weise entweder parallel oder hintereinander geschaltet werden
können oder allenfalls auch einzeln benutzt werden können. Da man die Sekundärwicklung
ohnehin aus dünnen Kupferblechen anfertigt, braucht man z. B. nur eine Isolierschicht
mit einzuwickeln, um ohne Erhöhung der Leistung der Maschine dieselbe für beide
Schweißarten benutzen zu können. Zum gewöhnlichen Widerstandsschweißen wird nacn
Abb. 3 h, f ,oder m, it allein benutzt oder h mit m
und
L mit rt, zum Abbrennen L mit in verbunden.
-
Abb. 6 zeigt den Transformator für Drehstromanschluß. Ebenso wie bei
den Abb.3 bis 5 sind auch hier die Regulierstufen als unabhängige Sekundärwicklung
zu schalten. Die Primärwicklung ist in Schaltung für Widerstandsschweißung gezeichnet,
indem das Ende einer Spule und der Anfang der nächsten an einen 'Kontakt geführt
sind im Gegensatz zu Abb. i der normalen` Schaltung für Wsderstandsschweißmaschinen.
Die Sekundärseite erhält zweckmäßigerweise zwei Arbeitsstellen zum Widerstandsschweißen
(mit der Spannung E =etwa 2,5 Volt) und außerdem eine Stelle zum Abbrennschweißen
(mit der Spannung E # V3), wozu bei passender Konstruktion die gleichen Spannvorrichtungen
benutzt werden können. Die dargestellte Konstruktion hat außerdem noch den Vorteil,
daß nach. Bedarf auch die beiden Wicklungshälften in die gleiche Phase, z. B. zwischen
U und V, .eingeschaltet werden können, wobei einfach die Klemme U mit
W verbunden wird. Man hat dann einen normalen .einphasägen Schweißtransformator.
Schaltet man dagegen die beiden primären Wicklungssäulen'hintereinander, indem man
nur U und W anschließt, V dagegen ,nicht anschließt, so hat man eine Widerstandsschweißmaschine
halber Leistung, mit der man auch die feinsten Arbeiten erledigen kann.