-
Gerät zur Lieferung von Wechselstrom zum Lichtbogenschweißen Vorliegende
Erfindung betrifft einen Lichtbogenschweißtransformator mit vormagnetisierter Drossel.
-
Bei Schweißtransformatoren mit Regelung durch Vormagnetisierung einerDrossel
imSchweißstromkre:is werden kleine Abmessungen und, leichte Einst ellbarke:it als
Vorteil erreicht. Bei Schweißapparaten der üblichen Form wird: aber die im Ausgangsstromkreis
erzeugte Stromwelle so verzerrt, daß sie unerwünscht lange Pausen mit niedriger
Stromstärke ergibt.
-
Ein Zweck der Erfindung ist es, ein Wechselstromgerät zur Lichtbogenschweißung
zu schaffen., bei dem die Stromwellencharakteristiken schnell durch die Nullachse
gehen, ohne wesentliches Verweilen; bei oder nahe bei der Nullachse. Auf diese Weise
wird der erzeugte Lichtbogen stabiler.
-
Die Erfindung besteht aus einer Anlage zur Lieferung von Wechselstrom
zum Lichtbogenschwe,ißen,, ebenfalls bestehend aus einem Transformator in Verbindung
mit einer durch Gleichstromvormagnetis:ierung geregelten Sch.weißstromdrossel.
-
Das Neue besteht in der Kombination, daß der Magnetkern der Drossel
drei Schenkel hat; nämlich einen Mittelschenkel, der mit einer vom Schweißstrom
durchflossenen Spule versehen ist, %velche in Serie mit der Sekundärwicklung des
Transformators im Ausgangskreis der Anordnung geschaltet ist; die anderem beiden
Seitenschenkel sind in ebenfalls bekannter Weise mit Wicklungen
versehen,
welche durch einen: Gleichstrom erregbar sind, der unabhängig ist von den im Ausgangskreis
herrschentden Spannungen, wobei der mittlere Schenkel ,des Eisenkernes durch einen
Luftspalt unterbrochen: ist.
-
Durch Gleichstromvormagnetisierung geregelte dreischenklige Drosselscheiben
mit Luftspalt im mittleren, die Wechselstrom.wicklung tragenden Schenkel sind an
sich bekannt.
-
Die Erfindung ist, in der Zeichnung beispielsweise und schematisch
veranschaulicht.
-
Fig. i; zeigt schematisch eine Form dies Gerätes nach der vorliegenden
Erfirvdlung; Fig.2 zeigt schematisch in der Form eines Diagramms eine Stromwellenform,
die unwünschenswert lange Intervalle niedrigen Stromes hat, zum Vergleich mit der
Stromwelle, welche das Schweißgerät nach der vorliegenden Erfindung liefert; Fig.3
zeigt schematisch in der Form eines Diagramms den Stromverlauf, wie ihn das Schweißgerät
nach der vorliegenden Erfindung liefert. Hier geht der Strom schneller durch die
Nullachse, ohne,. wesentliches Verweilen bei nieldrigen Stromwerten.
-
Die Zeichnungen seien nunmehr im einzelnen erörtert, und' zwar zunächst
Fig. i.
-
Das vorliegende Gerät besteht danach aus zwei Hauptteilen, nämlich
einem Transformator, der allgemein mit der Nummer i bezeichnet ist', und aus einem
Magnetkern in Form einer Sättigungsdrosselspule, die allgemein durch die Nummer
:2 bezeichnet ist. Der Transformator i ist mit einem Kern 3 versehen, auf den in
der üblichen Weise eine Primärwicklung 4 aufgebracht ist, welche Klemmen 5, 5 hat,
die geeignet sind, mit einer Wechselstromquelle verbunden zu werden. Der Transformator
i ist ferner mit einer Sekundärwicklung 6 versehen, die geeignet ist, Strom in einer
Menge und mit einem Potential zu liefern, welche etwas größer sind als die zur Lichtbogenschweißung
erforderlichen Werte.
-
Die S-ekunidärwickl.ung 6. des Transformators i ist durch eine Leitung
7 mit einer Wicklung B. verbunden, die den Mittelschenkel 17 des Kernes der Sättigungsdrosselspule
2 umgibt. Das andere Ende der Wicklung 8 ist durch eine Leitung 9 mit einer Klemme
io verbunden, die durch ein Kabel ii mit einer Sch-,veißelekprode 12, wie gezeigt,
zu verbind den ist. Das Ende der Sekundärwicklung 6 gegenüber der Leitung 7 ist
durch einte Leitung r3- mit einer Klemme 14 verbunden, die durch eine Erdleitung
15 mit einem Werkstück 16 verbunden werden kann, an dem die Schweißung durchgeführt
verdien soll.
-
Der Kern der Drosselspüle 2 besteht aus einem Mitfielschenkel 17,
der schon vorher erwähnt wurde, und aus den Seitenschenkeln. 18 und i9, ferner aus
Seitenschenkeln 2o und 21 und aus dem oberen. Schluß.stücktei12a, welches von dem
Ende des Mittelschenkels 1,7 etwas entfernrt ist. Es entsteht so ein Luftspalt z3,
wie ihn die Zeichnung zeigt, Um die äußeren Teile 18 und i9 sind Erregerwicklungen
24 und 25; gewickelt, ,die miteinander durch die Leitung 26, wie die Figur zeigt,
verbunden sind. Die freien Enden der Wicklungen. 25 und, 24 sind, über die Leitungen
31 und 27-29 mit den Klemmen 32 und 3o der Gleichstromquelle verbunden. Auf diese
Weise kann mit einem in der Leitung 27-29 befindlichen Widerstand 2t8 die Magnetisierung
des Kernes der Drosselspule 2 in jeder gewünschten Weise bis zur vol.lständigenSättigung
verändert wenden. Die Wicklungen 24 und 25 sind mit solchem Wicklungssinn gewickelt,
daß sie das in, duzierte magnetische Wechselpotential, das aus dem ini .den W.icklungen'&
fließenden Schweißstrom entsteht, zwischen sich aufteilen.
-
Beim Betrieb wind das obenerwähnte Gerät mit Wechselstrom durch die
Klemmen 5"5 gespeist; diabei sind die Klemmen i.oi und 14, wie gezeigt, mit einer
Schweißelektrode und dem Arbeitsstück wer= bunlden. Der Widerstand 28 wind; wie
gewünscht eingestellt, um eine bestimmte Magnetis:ierung im Kern der Drosselspule
z zu erzeugen und eine bestimmte Stromstärke der Schweißelektrode zuzuführen. Unter
diesen. Verhältnissen hat der Strom, der zur Elektrade geht und; der mit diesem
Gerät erzeugt wird!, eine Schwingungsform, welche mehr oder ,weniger der des Diagramms
in Fig.3 entspricht, wobei erreicht isst; daß der Strom die Nullachse .in. einer
steil geneigten Linie schneidet. Auf Grund dieser Schwingungsform ist die Pause,
in der der Strom bei oder nahe bei Null bleibt, kurz, was dazu beiträgt, daß der
Lichtbogen stabil gehalten werden kann. Es wurde gefunden., daß in den früher üblichen
Geräten, die sich von dem hier beschriebenen: dadurch unterscheiden, daß sie den
Luftspalt 23 nicht haben, die Schwingungsform dies Schweißstromes so war, wie die
Fig. 2 zeigt, wobei ersichtlich ist, daß ein, längeres Verweilen des Stromes bei
oder nahe bei Null jedesmal der Fall ist, wenn der Strom die Nullachse schneidet.
Solch ein Verweilen ,des Stromes bei oder nahe bei Null wirkt sich sehr auf die
Stabilität des Lichtbogens aus.
-
Die Vorteile der gedrängten Bauweise und -der Leichtigkeit der Einstellung
der Leistung eines Gerätes, welches einen nicht einstellbaren Transformator in Verbindung
mit einer Drosselspule hat, werden so in einer Form ausgenutzt, bei welcher der
Strom Charakteristiken besitzt, die geeignet sind, einen stabilen Lichtbogen aufrechtzuerhalten.
Es wurde gefunden, daß der Luftspalt 2,-3 schon wünschenswerte Ergebnisse erzielt,
selbst wenn er verhältnismäßig klein ist, und ein verhältnismäßig kleiner Luftspalt
ist vorzuziehen, da dis Ausmaß der Wicklungen und die Menge des magnetischen Materials,
die erforderlich sind, um den Grad, der notwendigen Regelung zur Lichbbogenschweißung
zu erhalten, auf diese Weise klein gehalten wird. Wo es jedoch nicht nötig ist;
Material und Platz zu sparen, kann ,der Luftspalt 23 von. beträchtlicher Größe sein.
Gewöhnlich liegt er bei praktischen Konstruktionen bei einer Größe von o-,5, bis
2,3 mm. Will man, besondere Ergebnisse erzielen, dann empfiehlt sich ein Spalt von
i bis 1,5, mm.
Obgleich die verbesserte Stabilität d"s von dem erfindungsgemäßen
Gerät erzeugten Lichtbogens offensichtlich in !licht geringem Umfange von der günstigen
Stro@m@vellenfcr m verursacht ist, wurde gefuniden, daß die eintretende Verbesserung
in der Stabilität des Lichtbogens diejenige übertrifft, die aus der Verbesserung
der Wellieniform des Stroms zu erwarten gewesen wäre, und Lichtbögen von einer Stabilität,
die man früher nur mit komplizierten und, teueren. Hilfsgeräten zur Stützung des
Lichtbogens erzielte, können mit dem erfiniIungsgemäßen Gerät allein erzielt werden.