WO2005115673A2 - Schweisstransportversorgungssystem - Google Patents

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WO2005115673A2
WO2005115673A2 PCT/AT2005/000168 AT2005000168W WO2005115673A2 WO 2005115673 A2 WO2005115673 A2 WO 2005115673A2 AT 2005000168 W AT2005000168 W AT 2005000168W WO 2005115673 A2 WO2005115673 A2 WO 2005115673A2
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welding
conductor
compensation
current
power supply
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Bernhard Erntl
Peter Mair
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Fronius International GmbH
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Fronius International GmbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/32—Accessories
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B9/00—Power cables
    • H01B9/001—Power supply cables for the electrodes of electric-welding apparatus or electric-arc furnaces

Definitions

  • the invention relates to a welding power supply system, a hose package for a welding system and a welding system as described in the preambles of claims 1, 21 and 22.
  • Welding systems are known from the prior art which are designed to carry out a welding process using electrical energy.
  • the electrical energy in the area of a consumer in particular an arc or workpiece, is converted into thermal energy in order to cause the material to melt on the workpiece.
  • a power supply line with different potentials is applied to the workpiece and a welding torch or an electrode, a welding gun or the like.
  • the power supply lines of a welding power supply system are in the state of the
  • the welding current supply systems for the welding current known from the prior art have the disadvantage that the electrical and magnetic radiation produced by the current flow in the welding conductor is emitted by the latter with an undiminished intensity during a welding process and has an effect on charge carriers located in the field ,
  • the low-frequency, magnetic fields can be compared with the power supply lines known from the prior art Environment must not be shielded or reduced.
  • people in the area of the welding system, in particular the user of a welding machine are directly exposed to the magnetic fields, which has an effect on the charge carriers of the body or objects.
  • the power supply lines of a welding system usually run between the outputs of the power source in the form of a closed conductor loop which encloses an interior.
  • electrical and magnetic fields act to an increased extent within the annular conductor loop and these fields can cause instabilities or process fluctuations in a welding process, in particular in the case of steep current increases within a welding process.
  • the object of the present invention is to prevent the occurrence of electrical and / or magnetic radiation in the area of welding current conductors or to reduce their intensity.
  • the object of the invention is solved independently by the features stated in the characterizing part of claim 1.
  • the resultant advantage lies primarily in the fact that the intensity of the magnetic radiation in the area of components carrying the welding current in the welding system can be greatly reduced by means of the power supply line, or the radiation can be completely shielded.
  • An embodiment according to claim 2 is advantageous because low-frequency magnetic fields, which are otherwise only shieldable by means of expensive special materials, can also be shielded by means of a compensation device that secretes magnetic radiation.
  • an embodiment according to claim 3 is advantageous since the magnetic field of the welding current can be reduced or extinguished by the spatially opposite magnetic field of the compensation device.
  • the features of claim 4 are advantageous, since by means of a compensation conductor connected to a power source or a power supply device, which is, for example, cable-like, a space-saving and flexible laying of the field generator in the room is possible and the field strength and field direction by regulating the power source or the Power supply device output compensation current is possible.
  • the features according to claim 5 are advantageous, since in a described arrangement, due to the spatial proximity of the compensation conductor to the welding conductor, the magnetic fields cancel or reduce one another efficiently by applying opposing currents, only in the interspace between the conductors an increase in the magnetic Field takes place, but in the outer environment a strong weakening of the fields is brought about.
  • the magnetic field caused by the welding current can be shielded particularly effectively by the coaxial cable-like construction of the welding conductors and the construction of the welding conductors can be kept compact.
  • electrical fields of the welding conductor can be shielded from the outside by the outer waveguide.
  • a cylindrical configuration of the compensation conductors according to claim 8 is advantageous since cable lines that have been tried and tested in the prior art, in particular single or multi-core copper cables or the like, can be used as compensation conductors.
  • An embodiment according to claim 9 is advantageous since the compensation conductor and the welding conductor can be arranged next to one another, and these can thus each be formed by conventional welding current cables, which may be structurally independent of one another.
  • the features according to claim 10 are advantageous since the field generated by the welding current can be weakened or compensated for by a parallel arrangement of the welding and compensation conductor over its longitudinal course. Especially in the case of welding conductors with a cylindrical cross section, which are surrounded by a ring-shaped magnetic field around them, the parallel, adjacent compensation conductor can spatially counteract a largely exactly opposite magnetic field for compensation.
  • An embodiment according to claim 14 is advantageous since the compensation conductor and the welding conductor can be combined to form a structural unit, as a result of which a space-saving and easy-to-use welding power supply system is formed.
  • a further advantageous embodiment of the welding power supply system is described in claim 15, because by merging an existing, foreign type line of the welding system, e.g. a gas or cooling line, a wire guide or the like.
  • an existing, foreign type line of the welding system e.g. a gas or cooling line, a wire guide or the like.
  • the structure of the welding power supply system is simplified and its production costs can be kept low.
  • a configuration according to the features described in claim 20 enables the electrical fields possibly present around the welding line to be derived from the earth.
  • the object of the invention is further independently achieved by a hose package as described in claim 21. It is advantageous here that the lines lying in the hose package, for example electrical control lines, are not influenced by appropriately shielded or field-compensated welding conductors and that no effect is exerted on the surroundings of the hose package by electrical and / or magnetic fields.
  • the object of the invention is further independently achieved by the features set out in claim 22.
  • the advantage of such a welding system is that it is output at the further outputs of the power source or the power supply device
  • Compensation current the electrical and / or magnetic fields caused by the welding current can be reduced by a welding conductor carrying the welding current by actively generating opposing fields by means of a compensation conductor carrying the compensation current. This prevents an undesired effect of the magnetic fields on electrical charges in the area of the welding system.
  • the features according to claim 23 are advantageous because the compensation current, which is emitted by the current source or the power supply device, can be regulated in its properties depending on the welding current. Time-variable properties of the magnetic field generated by the welding current, such as field strength or field direction, can be compensated for by readjusting the additional field generated by the compensation current.
  • the welding conductor and the compensation conductor can be connected to only one current source by interposing the supply circuit.
  • Figure 1 shows a welding system with a welding power supply system according to the invention in side view.
  • FIG. 2 shows a possible embodiment variant of the welding power supply system according to the invention for a welding system in a side view
  • FIG. 3 shows a further possible embodiment variant of a welding power supply system according to the invention in cross section
  • FIG. 4 shows a partial section of a further embodiment variant of a welding power supply system in a side view
  • FIG. 5 shows the welding power supply system according to FIG. 4, cut along the line V-V;
  • FIG. 6 shows a partial section of a further embodiment variant of a welding power supply system in a side view
  • FIG. 7 shows a partial section of a further embodiment variant of a welding power supply system in a side view
  • FIG. 8 shows a further embodiment variant of a welding power supply system in a hose package according to the invention in cross section
  • Fig. 10 shows a possible embodiment of a welding system with a power supply device.
  • the same parts are provided with the same reference numerals or the same component names, and the disclosures contained in the entire description can be applied analogously to the same parts with the same reference numerals or the same component names.
  • the position information selected in the description such as, for example, top, bottom, side, etc., are based on the figure described and illustrated immediately and are to be transferred accordingly to the new position in the event of a change in position.
  • individual features or combinations of features from the different exemplary embodiments shown and described can also represent independent, inventive or inventive solutions.
  • FIG. 1 shows a possible embodiment variant of a welding system 1, which is used to carry out a welding process known from the prior art, for example a MIG / MAG; TIG; TIG; Stick electrode or spot welding process.
  • the actual welding process is carried out by means of electrical energy which is generated by a current source 2, which has a power unit 3 and a control device 4 and a switching element 5 assigned to the power unit 3 or the control device 4.
  • the switching element 5 or the control device 4 is connected to a control valve 6, which is arranged in a supply line 7 for a gas, in particular a protective gas, such as nitrogen, helium or argon and the like, between a gas storage device 8 and a welding torch 9.
  • a wire feed device 10 can also be controlled via the control device 4, a welding wire 12 being fed from a storage drum 13 in the area of the welding torch 9 via a wire guide 11.
  • the energy for building up the arc 14, between the welding wire 12 and a workpiece 15, is supplied via a welding power supply system, in particular a power supply line 16, from the power unit 3 of the power source 2 to the welding torch 9 or the welding wire 12 and the workpiece 15, a first , e.g. positive potential of the power supply line 16 is applied to the welding wire 12 and another, e.g. negative, potential - represented by a welding conductor 22 - is applied to the workpiece 15.
  • a first e.g. positive potential of the power supply line 16 is applied to the welding wire 12
  • another, e.g. negative, potential - represented by a welding conductor 22 - is applied to the workpiece 15.
  • a cooling circuit 17 if necessary with the interposition of a flow monitor, be connected to a coolant tank 18, in particular a water tank, so that when the welding torch 9 is started up, the cooling circuit 17 can be started by the control device 4, as a result of which the welding torch 9 is cooled.
  • At least some of the different lines in particular the gas supply line 7, the wire guide 11, the cooling lines of the cooling circuit 17, control lines or the like, which are fed to the welding torch 9 or a welding gun for a spot welding process, can be surrounded by an outer protective jacket 19 and be combined into a hose package 20.
  • the welding system 1 can have an input and / or output device 21 which e.g. from operating elements, a keyboard and / or a display element, such as a screen or a display, and with which the most varied welding parameters or feasible operating modes of the welding system 1 can be set.
  • the values set or selected via the input and / or output device 21, in particular welding-specific parameters, are forwarded to the control device 4, so that the individual components of the welding system 1 then correspond from the control device 4 in accordance with the specified values or from these values generated control functions or control signals can be activated.
  • the welding current supply system has at least one welding conductor 22 which carries the welding current.
  • the welding conductor 22 is connected to one of the outputs 23; 24, in particular an output terminal, of the current source 2, so that a further welding conductor 22, which is connected to the further output 23; 24 is connected, one between the outputs
  • the electrical consumer 14 is, for example, the arc 14, which extends over an arc length between the workpiece 15 and the welding wire 12 or an electrode.
  • the consumer can also be formed directly by the workpiece 15, via which the welding current flows while the material is heated, as is the case with spot welding processes.
  • the power supply supply line 16 or the welding conductor 22 a closed conductor loop 25 which runs between the outputs 23, 24 of the power source 2 and encloses an interior 26.
  • the welding conductor 22 is assigned a compensation device 29 and / or a shielding device 27, each of which is designed to compensate or reduce and / or shield the electrical and / or magnetic radiation, in particular magnetic fields, emitted by the welding conductor 22 and within one Compensation section and or shielding section 28 of the power supply line 16 is effective.
  • the compensation device 29 is preferably designed to compensate for magnetic fields, which the welding conductor 22 e.g. surrounded in a ring.
  • the compensation device 29 has a field generator 30 for generating a magnetic opposing field that reduces or extinguishes the magnetic field of the welding conductor 22.
  • the principle of operation of the compensation device 29, in particular of the field generator 30, is based on the fact that, in accordance with the physical laws, a magnetic field at a certain point has a field strength that represents a vectorial quantity, the amount of which essentially depends on the spatial distance to the center of the field and one the current causing the magnetic field is determined. Is now at the same point
  • the field generator 30 of the compensation device 29 is thus designed to generate a compensation magnetic field H K that is opposite to the magnetic field Hs of the welding conductor 22 in space.
  • Fig. 2 is a possible arrow 31
  • a directional arrow 32 is shown in the opposite direction to the directional arrow 31, which corresponds to the direction of the compensation field generated by the field generator 30.
  • the H K runs.
  • the compensation conductor 33 and the welding conductor 22 always have opposite current directions in space with respect to one another.
  • the field generator 30 of the compensation device 29 is preferably formed for the active, in particular controllable or controllable, generation of the compensation field H K by a compensation conductor 33, which is connected to the power source 2 or a power supply device 34.
  • the power supply device 34 can be designed as part of the compensation device 29 and assigned to the welding conductor 16, or can be designed as part of the welding system 1, in particular the power source 2.
  • the power supply device 34 can have its own, further power source 35 for generating or providing electrical power or can be formed by a supply circuit 48, as described in the course of FIG. 8.
  • the field generator 30 it is also possible for the field generator 30 to be formed by a permanent magnet with a constant and permanent compensation field.
  • the welding conductor 22 and / or the compensation conductor 33 can have one or more electrically conductive wires 36, which are preferably encased in their entirety by an insulation 37 and along their longitudinal extent and which carry the welding or compensation current.
  • the wires 36 are made of a current-conducting material known from the prior art, such as Copper, metallic alloys or the like.
  • the welding conductor 22 and / or the compensation conductor 33 has a cylindrical full profile cross-section, with this cross-sectional shape the magnetic generated when a current flows in the welding conductor 22
  • Field runs concentrically and annularly to a center point 38 in the cross section of the welding conductor 22 and / or the compensation conductor 33.
  • the current delivered by the current source 2 or the power supply device 34 to the compensation conductor 33 can be controlled and / or regulated in its properties, in particular its current strength, frequency or phase angle.
  • the current direction of the compensation current in the compensation conductor 33 is expediently directed opposite the current direction of the welding current in the welding conductor 22.
  • the compensation current 180 ° out of phase with the welding current, so that a mutual cancellation or reduction of the magnetic fields caused and superimposed by the currents mentioned can take place.
  • the compensation conductor 33 is preferably arranged in the immediate vicinity of the welding conductor 22 and the compensation conductor 33 extends over the shielding section 28 essentially along the longitudinal profile of the welding conductor 22.
  • the current-carrying wires 36 of the welding conductor 22 and the compensation conductor 33 are galvanically separated from one another ,
  • an entry or exit region 39 is formed, in which the compensation conductor 33 merges with the welding conductor 22 or in which they take a separate course.
  • the compensation section of the welding line 16 extends between two entry or exit areas 39, in which the compensation conductor 33 enters and exits the welding line 16, i.e. that the compensation section occurs where the welding conductor 22 and the compensation conductor 33 are spatially close to one another, as is the case in the hose package 23.
  • an entry or exit area 39 is arranged at the front end area of the welding torch 9 and a further entry or exit area 39 is arranged in the front end area of the welding current line 16.
  • one or more further entry or exit areas 39 for the compensation conductor 33 can be arranged at any point on the welding current line 16, the welding torch 9 or a further component of the welding system 1, for example at the mouth region of the welding current line 16 into the welding torch 9, as in dashed lines indicated.
  • Coupling elements can be arranged in the entry or exit areas 39, to which the compensation conductors 33 can be mechanically connected to corresponding coupling elements, for example via a plug or screw connection.
  • the compensation conductor 33 can be formed in several pieces, part of the compensation conductor 33 being permanently arranged or integrated in the power supply line 16 or the welding torch 9. Another, outside the power supply line 16 or the welding torch Ners 9 extending part of the compensation conductor 33 can be releasably connected to this via the coupling elements.
  • the compensation conductor 33 can also be non-detachably connected to the power supply line 16 or the welding torch 9 and this can optionally be formed in one piece.
  • the compensation conductor 33 in particular a waveguide, which is tubular or hollow profile-like, runs coaxially to the center 35 of the welding conductor 22.
  • the compensation conductor 33 delimits a cavity 41 with an inner surface 40, the inner surface 40 preferably having a closed circumferential contour in cross section.
  • Arranged in the cavity 41 is the welding conductor 22, which has the core 33 in the center and which is surrounded by the insulation 34, which forms a dielectric between the compensation conductor 33 and the core 36.
  • the power supply line 1 is preferably surrounded by an insulating outer jacket 42.
  • the compensation conductor 33 can be formed by a braided or wound on an outer surface 43 of the welding conductor 22 made of one or more electrically learnable materials, or can be formed from a one-piece hollow profile, in particular a hollow cylinder.
  • FIGS. 4 and 5 show a further embodiment variant of the power supply line 16, in which the conductive wires 36 of the welding conductor 22 and the compensation conductor 33 are spaced apart from one another by a distance 44 in the transverse direction to their longitudinal course.
  • the compensation conductor 33 extends essentially parallel to the welding conductor 22, the distance 44 of the welding conductor 22 to the compensation conductor 33 preferably remaining constant over the extending longitudinal profile.
  • the compensation conductor 33 and the welding conductor 22 are preferably as close together as possible. Such an, in particular, close parallel routing of the power lines 22, 33 to one another bundles or strengthens the magnetic fields in the space over the distance 44, but weakens or extinguishes the magnetic fields in the surrounding outer region of the power supply line 16.
  • a distance 44 between the Welding conductor 22 and the Compensation conductor 33 can be, for example, within a range of 1 mm to several cm.
  • the welding conductor 22 and the compensation conductor 33 can be combined in the outer jacket 41 to form a conductor package, or the welding conductor 22 and the compensation conductor 33 are connected to one another via a connecting element 45 shown in broken lines.
  • the connecting element 45 is formed, for example, by a mechanical connection, such as an outer wrapping by means of so-called cable ties, insulating tapes, adhesive tapes or the like, or by a material connection, such as an adhesive or plastic welded connection between the insulations 34.
  • the connecting element 45 can at the same time be designed as a spacer between the welding conductor 22 and the compensation conductor 33 in order to allow a parallel guidance thereof.
  • FIG. 6 shows a further embodiment variant of a power supply line 16 according to the invention, the welding conductor 22 being wrapped with the compensation conductor 33.
  • the compensation conductor 33 runs transversely to the welding conductor 22 and is wound with a slope along the welding conductor 22 around the outer surface 43 in the manner of a screw line.
  • FIG. 7 shows a further embodiment variant of the power supply line 16, in which the welding conductor 22 and the compensation conductor 33 are twisted into one another.
  • the current conductors 22, 33 extend in the longitudinal direction in each case along a helix or a screw line which are intertwined with one another, as a result of which a compact and stable construction of the power supply line 16 is achieved.
  • the twisting of the lines means that the spatial directions are changed by rotating the conductors, so that there is particularly good compensation.
  • FIG. 8 shows an embodiment variant of the welding current conductor 16 or the hose package 20 which may be independent.
  • the welding conductor 22 runs together with at least one further line, for example the gas supply line 7 or one
  • the compensation conductor 33 is integrated in the line.
  • a tubular body 46 of the line for example the gas line 7 inside which a gas flows, is at least partially formed from an electrically conductive material and the tubular body 46 is connected to the power source 2 or the power supply device 34, so that the compensation current is transmitted via the tubular body 46 can flow.
  • the welding power supply system prefferably has the shielding device 27 formed by a shielding layer 47.
  • the compensation conductor 33 and / or the welding conductor 22 can be surrounded by the shielding layer 47, for example a braid made of copper or the like, in order to shield the fields originating from the compensation conductor 33 or from the welding conductor 22, as exemplified in FIG. 4 and 5.
  • the shielding layer 47 is formed from a material shielding magnetic and / or electrical fields. For example, the shielding position
  • the shielding layer 47 formed flat, in particular film-like, and it forms the shielding section 28, optionally in conjunction with the insulation 37, for example a plastic jacket.
  • the shielding layer 47 can be formed from an electrically conductive, non-magnetic material, for example from copper, the shielding layer 47 possibly compensating conductor 33 and / or welding conductor 22 in the manner of a Faraday - encloses cage.
  • the shielding layer 47 can be formed from an electrically conductive, ferromagnetic material, for example a soft magnetic iron-nickel alloy, in particular MU metal.
  • the welding power supply system especially the Power supply line 16 can run independently of other lines, such as the gas supply line 7, the wire guide 11, the cooling circuit 18 or the like, or can be combined with several lines of the welding system 1 in the protective jacket 19 to form the hose package 20, as exemplified in FIG. 7 is shown.
  • the hose package 20 runs here, for example, between an inlet-side connector in which all the lines are combined to form a bundle and a further outlet-side connector which is connected or fastened, for example, to the welding torch 9.
  • FIG. 9 shows a further and, if appropriate, independent embodiment of the
  • the welding system 1 shown, again using the same reference numerals for the same parts as in the previous figures.
  • the welding system 1 in this case has a power supply device 34 connected downstream of the power source 2 at the outputs 23, 24.
  • the power supply device 34 is formed by a supply circuit 48 which is connected on the input side to the positive and negative potential at the outputs 23, 24 of the current source 2 and which has a first pair of outputs 49a, 49b on the output side, which is connected to the welding conductor 22 below Formation of a positive and negative potential for delivering the welding current are connected or connectable.
  • the supply circuit 48 On the output side, the supply circuit 48 has a further pair of outputs 50a, 50b, which in turn are connected or can be connected to the compensation conductor 33 to form a positive and negative potential for delivering the compensation current.
  • the sense of direction of the circuits formed at the outputs 49a, 49b and the outputs 50a, 50b is different, so that the welding conductor 22 and the compensation conductor 33 are surrounded by opposing magnetic fields.
  • the exact structure of the supply circuit 48 which splits the current provided by the current source 2 into two pairs of outputs 49a, 49b, 50a, 50b and, if necessary, defines the parameters of the currents mentioned, is not discussed in more detail here. since the person skilled in the field of electrical engineering, in particular circuit technology, can derive the interconnection of the corresponding components, such as, for example, inverter modules, rectifier or inverter modules, amplifier modules, etc., from the function described above in order to set up the circuit. 10 shows an exemplary current profile of the welding current Is flowing in the welding conductor 22 and a compensation current I ⁇ flowing in the compensation conductor 33 over a time t.
  • the compensation current I ⁇ can be out of phase with the welding current Is by an angle ⁇ of 180 ° over time.
  • the amplitude 51 of the compensation current I ⁇ for example, is equal to an amplitude 52 of the welding current Is at the same time.
  • the parameters of the compensation current I ⁇ can be determined or regulated by a control device, for example the control device 4 of the current source 2, as a function of the welding current Is, so that the frequency or current change in the welding current Is is used to calculate the supply device caused by the current source 2 or the current 34 emitted compensation current I ⁇ can be taken into account.
  • the compensation current I ⁇ is higher or lower than the welding current Is or compensation current I ⁇ compared to the welding current Is out of phase by angle ⁇ which is greater or less than 180 °.
  • angle ⁇ which is greater or less than 180 °.
  • the exemplary embodiments show possible design variants of the welding power supply system or of the hose package 20 or of the welding system 1, it being noted at this point that the invention is not restricted to the specially illustrated design variants thereof, but rather also various combinations of the individual design variants with one another are possible are and this possibility of variation due to
  • FIGS. 1, 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8th; 9; 10 shown embodiments form the subject of independent, inventive solutions.
  • the relevant tasks and solutions according to the invention can be found in the detailed descriptions of these figures.
  • Welding system 36 wire power source 37 insulation power unit 38 center point of control device 39 inlet or outlet area changeover element 40 inner surface of control valve 41 cavity of supply line 42 outer jacket of gas storage 43 outer surface of welding torch 44 distance wire feeder 45 connecting element wire guide 46 tubular body welding wire 47 shielding position supply drum 48 supply circuit arcing 49 output workpiece 50 output current supply line 51 Amplitude of cooling circuit 52 Amplitude of coolant tank Protective jacket Hose package Input and / or output device Welding conductor output Output conductor loop Interior Shielding device Shielding section Compensation device Field generator Directional arrow Directional arrow Compensation conductor Power supply device Power source

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Abstract

Die Erfindung beschreibt ein Schweißstromversorgungssystem, insbesondere eine Stromversorgungsleitung (16), für über elektrische Energie durchzuführende Schweißprozesse, das zumindest einen, einen Schweißstrom führenden Schweißleiter (22) aufweist. Dem Schweißleiter (22) ist eine Kompensationseinrichtung (29) und/oder eine Schirmungseinrichtung (27) zugeordnet, die zur Kompensation, Verringerung und/oder zur Abschirmung eines durch einen Stromfluss im Schweißleiter (22) hervorgerufenen magnetischen Feldes in einem Kompensationsabschnitt und/oder Schirmungsabschnitt (28), insbesondere an einem Schlauchpaket (20) und/oder einem Schweißbrenner (9), ausgebildet ist. Die Erfindung betrifft weiters ein Schlauchpaket für einen Schweißbrenner oder eine Schweißanlage, sowie eine Schweißanlage.

Description

Schweißtransportversorgungssystem
Die Erfindung betrifft eine Schweißstromversorgungssystem, ein Schlauchpaket für eine Schweißanlage, sowie eine Schweißanlage, wie diese in den Oberbegriffen der Ansprüche 1 , 21 und 22 beschrieben sind.
Es sind aus dem Stand der Technik Schweißanlagen bekannt, die zur Durchführung eines Schweißprozesses mittels elektrischer Energie ausgebildet sind. Bei diesen Schweißanlagen wird die elektrische Energie im Bereich eines Verbrauchers, insbesondere Lichtbogens oder Werkstücks, in thermische Energie umgewandelt, um eine Materialaufschmelzung am Werkstück zu verursachen. Um einen Stromübergang im Bereich des Werkstückes zu ermöglichen, ist eine Stromversorgungsleitung mit je unterschiedlichen Potentialen an das Werkstück und einen Schweißbrenner bzw. eine Elektrode, eine Schweißzange oder dergleichen angelegt.
Die Stromversorgungsleitungen eines Schweißstromversorgungssystems sind im Stand der
Technik üblicherweise durch einen ein- oder mehradrigen Schweißleiter und eine diesen umgebenden Isolationsummantelung gebildet. Wie allgemein bekannt, geht von Strom bzw. Spannung führenden Leitern ein niederfrequentes elektrisches und magnetisches Feld oder hochfrequente elektromagnetische Wellen aus, wobei neben einer Distanz zum Zentrum der Felder die maßgebende Größe für die Stärke des elektrischen Feldes die Spannung und die maßgebende Größe für die Stärke des magnetischen Feld die Stromstärke im Leiter ist. Bei von Schweißanlagen durchgeführten Schweißprozessen treten vor allem niederfrequente e- lektrische und magnetische Felder um die stromführenden Stromversorgungsleitungen auf, die entsprechend der Frequenz des Schweißstromes in einem Frequenzbereich von 0 bis 30 kHz liegen können, wobei auch hochfrequente, elektromagnetische Wellen im Bereich von
30 kHz bis ca. 1 MHz ausgesendet werden können.
Die aus dem Stand der Technik bekannten Schweißstromversorgungssysteme für den Schweißstrom weisen den Nachteil auf, dass die durch den Stromfluss im Schweißleiter ent- stehende elektrische und magnetische Strahlung bei einem Schweißprozess mit unverminderter Intensität von diesem abgestrahlt wird und eine Wirkung auf innerhalb des Feldes befindliche Ladungsträger ausübt. Insbesondere die niederfrequenten, magnetischen Felder können mit den aus dem Stand der Technik bekannten Stromversorgungsleitungen gegenüber der Umgebung nicht abgeschirmt oder vermindert werden. Vor allem Personen im Bereich der Schweißanlage, insbesondere der Benutzer eines Schweißgeräts, sind den magnetischen Feldern unmittelbar ausgesetzt, was eine Wirkung auf die Ladungsträger der Körper oder Gegenstände hervorruft.
Des weiteren verlaufen die Stromversorgungsleitungen einer Schweißanlage üblicherweise zwischen den Ausgängen der Stromquelle in Art einer geschlossenen Leiterschleife, die einen Innenraum umschließt. Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Stromversorgungsleitungen entsteht hierbei der weitere Nachteil, dass innerhalb der ringförmigen Leiterschleife in verstärktem Maße elektrische und magnetische Felder wirken und diese Felder Instabilitäten oder Prozessschwankungen in einem Schweißprozess verursachen können, insbesondere bei steilen Stromanstiegen innerhalb eines Schweißprozesses.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, das Auftreten von elektrischer und/oder magneti- scher Strahlung im Bereich von Schweißstromleitern zu verhindern oder deren Intensität zu vermindern.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch die im Kennzeichenteil des Anspruches 1 angeführten Merkmale eigenständig gelöst. Der sich daraus ergebende Vorteil liegt vor allem darin, dass die Intensität der magnetischen Strahlung im Bereich von schweißstromführenden Komponenten der Schweißanlage mittels der Stromversorgungsleitung stark verringert werden kann oder die Strahlung vollständig abgeschirmt werden kann. Somit kann einerseits eine Wirkung in Gegenständen oder Personen, hervorgerufen durch die Strahlung, im Bereich von Schweißanlagen verhindert werden und andererseits eine Beeinflussung des Schweißprozesses durch innerhalb der Leiterschleife wirkende Strahlungen verhindert werden, wodurch auch
Schweißprozesse mit sehr steilem Stromanstieg durchführbar sind.
Eine Ausgestaltung nach Anspruch 2 ist vorteilhaft, da mittels einer Kompensationseinrichtung, die magnetische Strahlung absondert, auch niederfrequente magnetische Felder, die ansonsten nur mittels teurer Spezial Werkstoffe abschirmbar sind, abgeschirmt werden können. Insbesondere ist eine Ausgestaltung nach Anspruch 3 von Vorteil, da das Magnetfeld des Schweißstromes durch das räumlich entgegen gerichtete Magnetfeld der Kompensationseinrichtung verringert oder ausgelöscht werden kann. Die Merkmale nach Anspruch 4 sind vorteilhaft, da mittels einem mit einer Stromquelle oder einem Stromversorgungsgerät verbundenen Kompensationsleiter, der beispielsweise kabelartig ausgebildet ist, eine raumsparende und flexible Verlegung des Felderzeugers im Raum möglich ist und die Feldstärke und Feldrichtung durch Regelung des von der Stromquelle oder dem Stromversorgungsgerät abgegebenen Kompensationsstroms möglich ist.
Weiters sind die Merkmale gemäß Anspruch 5 vorteilhaft, da bei einer beschriebenen Anordnung aufgrund der räumlichen Nähe des Kompensationsleiters zum Schweißleiter sich die magnetischen Felder durch Anlegen entgegen gerichteter Ströme effizient gegenseitig aufhe- ben oder verringern, wobei lediglich im Zwischenraum zwischen den Leitern eine Verstärkung des magnetischen Feldes erfolgt, in der äußeren Umgebung jedoch eine starke Ab- schwächung der Felder bewirkt wird.
Durch die in Anspruch 6 und 7 wiedergegebenen Merkmale kann das vom Schweißstrom hervorgerufene Magnetfeld durch den koaxialkabelartigen Aufbau der Schweißeiter besonders effektiv abgeschirmt werden und der Aufbau der Schweißeiter kompakt gehalten werden. Gleichzeitig können durch den äußeren Hohlleiter elektrische Felder der Schweißeiter nach Außen hin abgeschirmt werden.
Eine zylindrische Ausgestaltung der Kompensationsleiter gemäß Anspruch 8 ist vorteilhaft, da im dem Stand der Technik erprobte Kabelleitungen, insbesondere ein- oder mehradrige Kupferkabel oder dgl., als Kompensationsleiter verwendet werden können.
Eine Ausgestaltung nach Anspruch 9 ist von Vorteil, da eine nebeneinander liegende Anord- nung des Kompensationsleiters und des Schweißleiters möglich ist und diese somit jeweils durch herkömmliche, gegebenenfalls baulich voneinander unabhängige Schweißstromkabel gebildet sein können.
Die Merkmale gemäß Anspruch 10 sind von Vorteil, da durch eine parallele Anordnung des Schweiß- und Kompensationsleiters über deren Längsverlauf das durch den Schweißstrom erzeugte Feld abgeschwächt bzw. kompensiert werden kann. Vor allem bei im Querschnitt zylindrischen Schweißleitern, die von einem ringförmig um diese verlaufenden Magnetfeld umgeben werden, kann durch den parallelen, benachbarten Kompensationsleiter ein räumlich weitgehend exakt entgegen gerichtetes Magnetfeld zur Kompensation entgegenwirken.
In den Ansprüchen 11 und 12 sind jeweils zweckmäßige Anordnungen des Schweißleiters und des Kompensationsleiters zueinander angegeben, mit denen eine effektive Abschwä- chung der magnetischen Felder erreicht wird.
Mittels einer Ausgestaltung gemäß Anspruch 13 können als Kompensations- und Schweißleiter erprobte und kostengünstige Stromkabel, wie diese aus dem Stand der Technik bekannt sind, verwendet werden.
Eine Ausgestaltung gemäß Anspruch 14 ist vorteilhaft, da der Kompensationsleiter und der Schweißleiter zu einer baulichen Einheit zusammengefasst werden können, wodurch ein platzsparendes und einfach handhabbares Schweißstromversorgungssystem gebildet wird.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Schweißstromversorgungssystems ist in Anspruch 15 beschrieben, da durch die Zusammenführung einer vorhandenen, artfremden Leitung der Schweißanlage, wie z.B. einer Gas- oder Kühlleitung, einer Drahtführung oder dgl., mit dem stromführenden Kompensationsleiter der Aufbau des Schweißstromversorgungssystems vereinfacht wird und dessen Herstellungskosten gering gehalten werden können.
Die Merkmale nach einem der Ansprüche 16 oder 17 sind von Vorteil, da mittels einer Schirmungslage eine zusätzliche Abschirmung der magnetischen bzw. elektrischen Felder des Schweißleiters und/oder Kompensationsleiters möglich ist.
Durch die in Anspruch 18 beschriebene Ausgestaltung der Schirmungslage können elektrische bzw. elektromagnetische Felder effektiv abgeschirmt werden, wogegen mittels der Ausbildung nach den Merkmalen des Anspruchs 19 die Abschirmung von magnetischen Feldern über die Schirmungslage ermöglicht wird.
Durch eine Ausgestaltung gemäß den im Anspruch 20 beschriebenen Merkmalen ist eine Ableitung der gegebenenfalls um die Schweißleitung vorhandenen elektrischen Felder gegen die Erde möglich. Die Aufgabe der Erfindung wird weiters eigenständig durch ein Schlauchpaket, wie dies in Anspruch 21 beschrieben ist, gelöst. Von Vorteil ist dabei, dass die im Schlauchpaket liegenden Leitungen, beispielsweise elektrische Steuerleitungen, durch entsprechend abgeschirmte bzw. feldkompensierte Schweißleiter nicht beeinflusst werden und auf das Umfeld des Schlauchpaketes keine Wirkung durch elektrische und/oder magnetische Felder ausgeübt wird.
Die Aufgabe der Erfindung wird weiters eigenständig durch die in Anspruch 22 wiedergegebenen Merkmale gelöst. Von Vorteil ist bei einer derartigen Schweißanlage, dass durch den an den weiteren Ausgängen der Stromquelle oder des Stromversorgungsgerätes abgegebenen
Kompensationsstrom die durch den Schweißstrom hervorgerufenen elektrischen und/oder magnetischen Felder um einen den Schweißstrom führenden Schweißleiter durch die aktive Erzeugung von Gegenfeldern mittels eines den Kompensationsstrom führenden Kompensationsleiters reduzierbar sind. Eine unerwünschte Wirkung der magnetischen Felder auf elektri- sehe Ladungen im Bereich der Schweißanlage wird somit verhindert.
Die Merkmale gemäß Anspruch 23 sind vorteilhaft, da der Kompensationsstrom, welcher von der Stromquelle oder dem Stromversorgungsgerät abgegeben wird, in Abhängigkeit des Schweißstroms in dessen Eigenschaften geregelt werden kann. Zeitlich veränderbare Eigen- Schäften des durch den Schweißstrom erzeugten Magnetfeldes, wie Feldstärke oder Feldrichtung, können durch Nachregelung des weiteren, durch den Kompensationsstrom erzeugten Feldes ausgeglichen werden.
In den Ansprüchen 24 und 25 sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Stromquelle bzw. des Stromversorgungsgerätes beschrieben, mit denen eine besonders effektive Reduktion des vom Schweißstrom erzeugten Magnetfeldes möglich ist.
Durch die in Anspruch 26 beschriebenen, vorteilhaften Merkmale kann der Schweißleiter und der Kompensationsleiter mittels Zwischenschaltung der Versorgungsschaltung an nur einer Stromquelle angeschlossen werden.
Die Erfindung wird im nachfolgenden anhand der in den schematischen Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Schweißanlage mit einem erfindungsgemäßen Schweißstromversorgungssystem in Seitenansicht;
Fig. 2 eine mögliche Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Schweißstromversorgungssystems für eine Schweißanlage in Seitenansicht;
Fig. 3 eine weitere mögliche Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Schweiß- Stromversorgungssystems im Querschnitt;
Fig. 4 ein Teilabschnitt einer weiteren Ausführungsvariante eines Schweißstromversorgungssystems in Seitenansicht;
Fig. 5 das Schweißstromversorgungssystem gemäß Fig. 4, geschnitten gemäß der Linie V-V;
Fig. 6 ein Teilabschnitt einer weiteren Ausführungsvariante eines Schweißstromversorgungssystems in Seitenansicht;
Fig. 7 ein Teilabschnitt einer weiteren Ausführungsvariante eines Schweißstromversorgungssystems in Seitenansicht;
Fig. 8 eine weitere Ausführungsvariante eines Schweißstromversorgungssystems in einem erfindungsgemäßen Schlauchpaket im Querschnitt;
Fig. 9 eine möglicher Stromverlaufeines Schweißleiters und eines Kompensationsleiters des Schweißstromversorgungssystems, dargestellt in einem Strom-Zeit- Diagramm;
Fig. 10 eine mögliche Ausführungsvariante einer Schweißanlage mit einem Stromversorgungsgerät. Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen. Weiters können auch Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispielen für sich eigenständige, erfinderische oder erfin- dungsgemäße Lösungen darstellen.
In der Fig. 1 ist eine mögliche Ausführungsvariante einer Schweißanlage 1 dargestellt, die zur Durchführung eines aus dem Stand der Technik bekannten Schweißverfahrens, beispielsweise eines MIG/MAG-; TIG-; WIG-; Stabelektroden- oder Punkt- Schweißverfahrens, aus- gebildet ist. Die Durchführung des eigentlichen Schweißprozesses erfolgt dabei mittels elektrischer Energie, die von einer Stromquelle 2, die ein Leistungsteil 3 und eine Steuereinrichtung 4 und ein dem Leistungsteil 3 bzw. der Steuereinrichtung 4 zugeordnetes Umschaltglied 5 aufweist, erzeugt wird.
Das Umschaltglied 5 bzw. die Steuereinrichtung 4 ist mit einem Steuerventil 6 verbunden, welches in einer Versorgungsleitung 7 für ein Gas, insbesondere einem Schutzgas, wie beispielsweise Stickstoff, Helium oder Argon und dgl., zwischen einem Gasspeicher 8 und einem Schweißbrenner 9 angeordnet ist. Zudem kann über die Steuereinrichtung 4 auch ein Drahtvorschubgerät 10 angesteuert werden, wobei über eine Drahtfiihrung 11 ein Schweiß- draht 12 von einer Vorratstrommel 13 in dem Bereich des Schweißbrenners 9 zugeführt wird.
Die Energie zum Aufbau des Lichtbogens 14, zwischen dem Schweißdraht 12 und einem Werkstück 15, wird über ein Schweißstromversorgungssystem, insbesondere eine Stromversorgungsleitung 16, vom Leistungsteil 3 der Stromquelle 2 dem Schweißbrenner 9 bzw. dem Schweißdraht 12 und dem Werkstück 15 zugeführt, wobei ein erstes, z.B. positives, Potential der Stromversorgungsleitung 16 am Schweißdraht 12 angelegt ist und ein weiteres, z.B. negatives, Potential - dargestellt durch einen Schweißeiter 22 - am Werkstück 15 angelegt ist.
Zum Kühlen des Schweißbrenners 9 kann dieser über einen Kühlkreislauf 17, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines Strömungswächters, mit einem Kühlmittelbehälter 18, insbesondere einem Wasserbehälter, verbunden sein, sodass bei der Inbetriebnahme des Schweißbrenners 9 der Kühlkreislauf 17 von der Steuereinrichtung 4 gestartet werden kann, wodurch eine Kühlung des Schweißbrenners 9 erreicht wird.
Zumindest einige der unterschiedlichen Leitungen, insbesondere die Gas- Versorgungsleitung 7, die Drahtführung 11 , die Kühlleitungen des Kühlkreislaufs 17, Steuerleitungen oder dergleichen, welche dem Schweißbrenner 9 oder einer Schweißzange für einen Punktschweiß- prozess zugeführt werden, können von einem äußeren Schutzmantel 19 umgeben sein und zu einem Schlauchpaket 20 zusammengefasst sein.
Weiters kann die Schweißanlage 1 eine Ein- und/oder Ausgabeeinrichtung 21 aufweisen, die z.B. aus Bedienelementen, einer Tastatur und/oder einem Anzeigeelement, wie z.B. einem Bildschirm oder einem Display, besteht und mit der die unterschiedlichsten Schweißpara- meter bzw. durchführbare Betriebsarten der Schweißanlage 1 eingestellt werden können. Dabei werden die über die Ein- und/oder Ausgabeeinrichtung 21 eingestellten bzw. ausgewählten Werte, insbesondere schweißspezifische Parameter, an die Steuereinrichtung 4 weitergeleitet, sodass anschließend von der Steuereinrichtung 4 die einzelnen Komponenten der Schweißanlage 1 entsprechend der vorgegebenen Werte bzw. den aus diesen Werten gene- rierten Steuenmgsfunktionen bzw. Steuersignalen aktiviert werden können.
Das Schweißstromversorgungssystem weist zumindest einen, den Schweißstrom führenden Schweißleiter 22 auf. Der Schweißleiter 22 ist mit einem der Ausgänge 23; 24, insbesondere einer Ausgangsklemme, der Stromquelle 2 verbunden, wodurch über einen weiteren Schweiß- leiter 22, der mit dem weiteren Ausgang 23; 24 verbunden ist, ein zwischen den Ausgängen
23, 24 verlaufender Stromkreis gebildet wird. Im Stromkreis ist als elektrischer Verbraucher beispielsweise der Lichtbogen 14, der sich über eine Lichtbogenlänge zwischen dem Werkstück 15 und dem Schweißdraht 12 bzw. einer Elektrode erstreckt, vorgesehen. Beispielsweise kann der Verbraucher auch direkt durch das Werkstück 15 gebildet sein, über welches der Schweißstrom unter Erwärmung des Werkstoffes abfließt, wie dies bei Punktschweißverfahren der Fall ist.
Wie aus dem in der Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ersichtlich, bildet die Stromversor- gungsleitung 16 bzw. der Schweißleiter 22 eine geschlossene Leiterschleife 25, die zwischen den Ausgängen 23, 24 der Stromquelle 2 verläuft und einen Innenraum 26 umschließt.
Dem Schweißleiter 22 ist erfindungsgemäß eine Kompensationseinrichtung 29 und/oder eine Schirmungseinrichtung 27 zugeordnet, die je zur Kompensation bzw. Verringerung und/oder Abschirmung von der durch den Schweißleiter 22 ausgesendeten elektrischen und/oder magnetischen Strahlung, insbesondere magnetischen Feldern, ausgebildet ist und innerhalb eines Kompensationsabschnittes und oder Schirmungsabschnittes 28 der Stromversorgungsleitung 16 wirksam ist.
Bevorzugt ist die Kompensationseinrichtung 29 zur Kompensation von magnetischen Feldern ausgebildet, die den Schweißleiter 22 z.B. ringförmig umgeben. Die Kompensationseinrichtung 29 weist hierzu einen Felderzeuger 30 zur Erzeugung von einem das magnetische Feld des Schweißleiters 22 verringernden oder auslöschenden, magnetischen Gegenfeldes auf.
Das Funktionsprinzip der Kompensationseinrichtung 29, insbesondere des Felderzeugers 30, beruht darauf, dass entsprechend den physikalischen Gesetzmäßigkeiten ein magnetisches Feld an einem gewissen Punkt eine Feldstärke aufweist, die eine vektorielle Größe darstellt, deren Betrag im Wesentlichen durch die räumliche Distanz zum Zentrum des Feldes und einen das Magnetfeld verursachenden Strom bestimmt ist. Ist nun am selben Punkt eine dem
Feldverlauf des ersten Feldes entgegen gerichtete Feldstärke eines weiteren Feldes wirksam, ist der Betrag der resultierenden Feldstärke an diesem Punkt die Differenz der entgegen gerichteten Magnetfelder. Über ein durch den Felderzeuger 30 der Kompensationseinrichtung 29 erzeugtes, magnetisches Kompensationsfeld HK kann die Feldstärke des den Schweißleiter 22 umgebenden Magnetfeldes Hs verringert werden oder es können sich bei exakt gleichem
Betrag der Feldstärken die Felder gegenseitig auslöschen.
Der Felderzeuger 30 der Kompensationseinrichtung 29 ist somit zur Erzeugung eines zum Magnetfeld Hs des Schweißleiters 22 im Raum entgegengesetzt gerichteten Kompensations- magnetfeldes HK ausgebildet. In der Fig. 2 ist durch einen Richtungspfeil 31 eine mögliche
Verlaufrichtung der den Schweißleiter 22 umgebenden Feldlinien des Feldes Hs gezeigt und es ist in entgegengesetzter Richtung zum Richtungspfeil 31 ein Richtungspfeil 32 dargestellt, der entsprechend der Richtung des durch den Felderzeuger 30 erzeugten Kompensationsfel- des HK verläuft. Der Kompensationsleiter 33 sowie der Schweißleiter 22 weisen gegenüber einander stets entgegengesetzte Stromrichtungen im Raum auf.
Der Felderzeuger 30 der Kompensationseinrichtung 29 ist vorzugsweise zur aktiven, insbe- sondere Steuer- oder regelbaren, Erzeugung des Kompensationsfeldes HK durch einen Kompensationsleiter 33 gebildet, der mit der Stromquelle 2 oder einem Stromversorgungsgerät 34 verbunden ist. Das Stromversorgungsgerät 34 kann als Teil der Kompensationseinrichtung 29 ausgebildet sein und der Schweißeiter 16 zugeordnet sein, oder als Teil der Schweißanlage 1, insbesondere der Stromquelle 2, ausgebildet sein. Das Stromversorgungsgerät 34 kann eine eigene, weitere Stromquelle 35 zur Erzeugung bzw. Bereitstellung elektrischer Leistung aufweisen oder durch eine Versorgungsschaltung 48 gebildet sein, wie im Zuge der Fig. 8 beschrieben.
Es ist in einer weiteren Ausführungsvariante auch möglich, dass der Felderzeuger 30 durch einen Permanentmagneten mit einem konstanten und dauerhaften Kompensationsfeld gebildet ist.
Zum Aufbau des Schweißleiters 22 und/oder des Kompensationsleiters 33 sei angemerkt, dass diese ein oder mehrere elektrisch leitfähige Adern 36 aufweisen können, die bevorzugt von einer Isolation 37 vollumfanglich und entlang deren Längserstreckung ummantelt sind und die den Schweiß- bzw. Kompensationsstrom führen. Die Adern 36 sind hierzu aus einem aus dem Stand der Technik bekannten, stromleitenden Werkstoff, wie z.B. Kupfer, metallische Legierungen oder dgl., ausgebildet. Beispielsweise weist der Schweißleiter 22 und/oder der Kompensationsleiter 33 einen zylindrischen Vollprofilquerschnitt auf, wobei bei dieser Querschnittsforni bei einem Stromfluss im Schweißleiter 22 das entstehende, magnetische
Feld konzentrisch und ringförmig zu einem Mittelpunkt 38 im Querschnitt des Schweißleiters 22 und/oder des Kompensationsleiters 33 verläuft.
Der von der Stromquelle 2 oder dem Stromversorgungsgerät 34 an den Kompensationsleiter 33 abgegebene Strom ist in dessen Eigenschaften, insbesondere seiner Stromstärke, Frequenz oder seinem Phasenwinkel, Steuer- und/oder regelbar. Zweckmäßigerweise ist die Stromrichtung des Kompensationsstroms im Kompensationsleiter 33 der Stromrichtung des Schweißstromes im Schweißleiter 22 entgegengerichtet. Beispielsweise ist der Kompensationsstrom gegenüber dem Schweißstrom um 180 ° phasenverschoben, sodass eine gegenseitige Aufhebung oder Verminderung der sich durch die genannten Ströme hervorgerufenen und sich überlagernden Magnetfelder erfolgen kann.
Vorzugsweise ist die Kompensationsleiter 33 im unmittelbaren Nahbereich des Schweißleiters 22 angeordnet und es erstreckt sich der Kompensationsleiter 33 über den Schirmungsab- schnitt 28 im Wesentlichen entlang des Längsverlaufs des Schweißeiters 22. Die stromführenden Adern 36 des Schweißleiters 22 und des Kompensationsleiters 33 sind dabei galvanisch voneinander getrennt.
An der Schweißstromleitung 16 oder einer den Kompensationsleiter 33 aufweisenden Komponente der Schweißanlage 1, beispielsweise der Schweißbrenner 9, ist ein Ein- oder Austrittsbereich 39 ausgebildet, in dem der Kompensationsleiter 33 mit dem Schweißleiter 22 zusammenläuft oder in dem diese einen voneinander getrennten Verlauf nehmen. Beispiels- weise erstreckt sich der Kompensationsabschnitt der Schweißleitung 16 zwischen zwei Ein- oder Austrittsbereichen 39, in denen der Kompensationsleiter 33 in die Schweißleitung 16 hinein- und heraustritt, d.h. dass der Kompensationsabschnitt dort auftritt, wo der Schweißleiter 22 und der Kompensationsleiter 33 räumlich nahe zueinander liegend geführt sind, wie dies im Schlauchpaket 23 der Fall ist. Gemäß der Darstellung in der Fig. 2 ist ein Ein- oder Austrittsbereich 39 am vorderen Endbereich des Schweißbrenners 9 angeordnet und ein weiterer Ein- oder Austrittsbereich 39 im stirnseitigen Endbereich der Schweißstromleitung 16 angeordnet. Selbstverständlich können ein oder mehrere weitere Ein- oder Austrittsbereiche 39 für den Kompensationsleiter 33 an beliebiger Stelle der Schweißstromleitung 16, dem Schweißbrenner 9 oder einer weiteren Komponente der Schweißanlage 1 angeordnet sein, beispielsweise am Mündungsbereich der Schweißstromleitung 16 in den Schweißbrenner 9, wie in strichlierten Linien angedeutet.
In den Ein- oder Austrittsbereichen 39 können Kupplungselemente angeordnet sein, an die mit korrespondierenden Kuppelelementen der Kompensationsleiter 33 mechanisch verbind- bar sind, beispielsweise über eine Steck- oder Schraubverbindung. Der Kompensationsleiter
33 kann hierbei mehrstückig ausgebildet sein, wobei in der Strom Versorgungsleitung 16 bzw. dem Schweißbrenner 9 ein Teil des Kompensationsleiters 33 dauerhaft angeordnet bzw. integriert ist. Ein weiterer, außerhalb der Stromversorgungsleitung 16 bzw. des Schweißbren- ners 9 verlaufender Teil des Kompensationsleiters 33 kann mit diesen über die Kupplungselemente lösbar verbunden sein. Selbstverständlich kann der Kompensationsleiters 33 auch unlösbar mit der Stromversorgungsleitung 16 bzw. dem Schweißbrenner 9 verbunden sein und dieser gegebenenfalls einteilig ausgebildet sein.
In der Fig. 3 ist eine mögliche Ausführungsvariante der Stromversorgungsleitung 16 dargestellt, bei der der Schweißleiter 22 zentral angeordnet ist, und koaxial zum Mittelpunkt 35 des Schweißleiters 22 der röhren- bzw. hohlprofilartig ausgebildete Kompensationsleiter 33, insbesondere Hohlleiter, verläuft. Der Kompensationsleiter 33 begrenzt dabei mit einer In- nenoberfläche 40 einen Hohlraum 41, wobei die Innenoberfläche 40 im Querschnitt vorzugsweise eine geschlossene Umfangskontur aufweist. Im Hohlraum 41 ist der Schweißleiter 22 angeordnet, der im Zentrum die Ader 33 aufweist und der von der Isolation 34, welche ein Dielektrikum zwischen dem Kompensationsleiter 33 und der Ader 36 ausbildet, umgeben ist. Bevorzugt ist die Stromversorgungsleitung 1 durch einen isolierenden Außenmantel 42 um- geben.
Der Kompensationsleiter 33 kann durch eine an einer Außenoberfläche 43 des Schweißleiters 22 aufgezogenes oder aufgewickeltes Leitergeflecht aus ein oder mehreren elektrisch lertfa- higen Materialien gebildet sein, oder aus einem einstückigen Hohlprofil, insbesondere Hohl- zylinder, gebildet sein.
In der Fig. 4 und 5 ist eine weitere Ausführungsvariante der Stromversorgungsleitung 16 dargestellt, bei der die leitenden Adern 36 des Schweißleiters 22 und des Kompensationsleiters 33 in Querrichtung zu deren Längsverlauf um einen Abstand 44 voneinander distanziert sind.
Der Kompensationsleiter 33 erstreckt sich Wesentlichen parallel zum Schweißleiter 22, wobei der Abstand 44 des Schweißleiters 22 zum Kompensationsleiter 33 über den sich erstreckenden Längsverlauf vorzugsweise konstant bleibt. Bevorzugt liegen der Kompensationsleiter 33 und der Schweißleiter 22 möglichst nahe beisammen. Durch eine derartige, ins- besondere enge Parallelführung der Stromleitungen 22, 33 zueinander erfolgt zwar eine Bündelung bzw. Verstärkung der Magnetfelder im Zwischenraum über den Abstand 44, jedoch eine Abschwächung oder Auslöschung der Magnetfelder in umliegenden Außenbereich der Stromversorgungsleitung 16. Ein Abstand 44 zwischen dem Schweißleiter 22 und dem Kompensationsleiter 33 kann beispielsweise innerhalb eines Bereiches von 1 mm bis mehreren cm liegen.
Der Schweißleiter 22 und der Kompensationsleiter 33 können im Außenmantel 41 zu einem Leiterpaket zusammengefasst sein, oder es sind der Schweißleiter 22 und der Kompensationsleiter 33 über ein strichliert dargestelltes Verbindungselement 45 miteinander verbunden. Das Verbindungselement 45 ist beispielsweise durch eine mechanische Verbindung, wie beispielsweise einer Außenumwicklung mittels sogenannten Kabelbindern, Isolierbändern, Klebebändern oder dgl. gebildet, oder durch eine stoffschlüssige Verbindung, wie eine Klebe- oder Kunststoffschweißverbindung zwischen den Isolationen 34, gebildet. Das Verbindungselement 45 kann gleichzeitig als Abstandshalter zwischen dem Schweißleiter 22 und der Kompensationsleiter 33 ausgebildet sein, um ein parallele Führung von diesen zu ermöglichen.
In der Fig. 6 ist eine weitere Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Stromversor- gungsleitung 16 dargestellt, wobei der Schweißleiter 22 mit den Kompensationsleiter 33 umwickelt ist. Gemäß Fig. 5 verläuft der Kompensationsleiter 33 quer zum Schweißleiter 22 und ist mit einer Steigung entlang des Schweißleiters 22 um die Außenoberfläche 43 schraubli- nienartig verlaufend aufgewickelt.
In der Fig. 7 ist eine weitere Ausführungsvariante der Stromversorgungsleitung 16 dargestellt, bei der der Schweißleiter 22 und der Kompensationsleiter 33 ineinander verdrillt sind. Die Stromleiter 22, 33 erstrecken sich in Längsrichtung dabei jeweils entlang einer Wendelbzw, einer Schraublinie, die ineinander verschlungen sind, wodurch ein kompakter und stabiler Aufbau der Stromversorgungsleitung 16 erreicht wird. Durch die Verdrillung der Leitun- gen wird erreicht, dass durch das räumliche Drehen der Leiter die Feldrichtungen gewechselt werden, sodass eine besonders gute Kompensation gegeben ist.
Die Fig. 8 zeigt eine gegebenenfalls für sich eigenständige Ausführungsvariante des Schweißstromleiters 16 bzw. des Schlauchpaketes 20. Der Schweißleiter 22 verläuft dabei gemeinsam mit zumindest einer weiteren Leitung, beispielsweise der Gasversorgungsleitung 7 oder einer
Kühlleitung des Kühlkreislaufs 17, innerhalb des Schlauchpakets 20, wobei diese Leitung gleichzeitig den stromdurchflossenen Kompensationsleiter 33 ausbildet. Es besteht auch die Möglichkeit, dass der Kompensationsleiter 33 in der Leitung integriert ist. Beispielsweise ist ein Rohrkörper 46 der Leitung, beispielsweise der Gasleitung 7 in dessen Inneren ein Gas strömt, zumindest teilweise aus einem elektrisch leitfahigem Werkstoff gebildet und es ist der Rohrkörper 46 mit der Stromquelle 2 oder dem Stromversorgungsgerät 34 verbunden, sodass über den Rohrkörper 46 der Kompensationsstrom fließen kann.
Mit einem derartigen, grundsätzlichen Aufbau eines Schweißstromversorgungssystems gemäß den Fig. 2 bis 8 wird einerseits eine Reduktion der durch die Stromversorgungsleitung 16 nach Außen erzeugten magnetischen Felder erreicht, indem durch den Kompensationsleiter 33 durch das Fließen des Kompensationsstroms ein entgegen gerichtetes Kompensations- feld erzeugt wird. Andererseits kann gegebenenfalls eine Schirmung der vom Schweißleiter
22 ausgehenden elektrischen Störsignale bzw. Felder durch den Werkstoff und den Aufbau des Kompensationsleiters 33 erreicht werden.
Es ist weiters möglich, dass das Schweißstromversorgungssystem die durch eine Schir- mungslage 47 gebildete Schirmungseinrichtung 27 aufweist. Hierzu kann der Kompensationsleiter 33 und/oder der Schweißleiter 22 von der Schirmungslage 47, beispielsweise einem Geflecht aus Kupfer oder dgl., umgeben sein, um eine Abschirmung der vom Kompensationsleiter 33 bzw. vom Schweißleiter 22 ausgehenden Felder zu bewirken, wie exemplarisch in Fig. 4 und 5 dargestellt. Die Schirmungslage 47 ist hierzu aus einem magnetische und/oder elektrische Felder abschirmenden Werkstoff gebildet. Beispielsweise ist die Schirmungslage
47 flächig, insbesondere folienartig, ausgebildet und es bildet diese gegebenenfalls im Verbund mit der Isolation 37, beispielsweise einem Kunststoffmantel, den Schirmungsabschnitt 28 aus. Für eine abschirmende Wirkung gegen elektrische Felder bzw. elektromagnetische Strahlung kann die Schirmungslage 47 aus einem elektrisch leitfahigen, nicht-magnetischen Werkstoff, beispielsweise aus Kupfer, gebildet sein, wobei die Schirmungslage 47 den Kompensationsleiter 33 und/oder den Schweißleiter 22 gegebenenfalls in Art eines Faraday- Käfigs umschließt. Für eine abschirmende Wirkung gegen magnetische Felder kann die Schirmungslage 47 aus einem elektrisch leitfahigen, ferromagnetischen Werkstoff, beispielsweise einer weichmagnetischen Eisen-Nickel-Legierung, insbesondere MU-Metall, gebildet sein. Weiters kann die Schirmungseinrichtung 27, insbesondere die Schirmungslage
47, mit einer Erdungsleitung zur Ableitung von Elektrizität verbunden sein.
Im Allgemeinen sei angemerkt, dass das Schweißstromversorgungssystem, insbesondere die Stromversorgungsleitung 16, unabhängig von weiteren Leitungen, wie z.B. der Gasversorgungsleitung 7, der Drahtführung 11 , dem Kühlkreislauf 18 oder dergleichen, verlaufen kann, oder mit mehreren Leitungen der Schweißanlage 1 im Schutzmantel 19 zum Schlauchpaket 20 zusammengefasst sein kann, wie dies exemplarisch in Fig. 7 dargestellt ist. Das Schlauch- paket 20 verläuft hierbei beispielsweise zwischen einem eingangsseitigen Anschlussstück, in welchem sämtliche Leitungen zu einem Bündel zusammengefasst werden und einem weiteren, ausgangsseitigen Anschlussstück, welches beispielsweise am Schweißbrenner 9 angeschlossen bzw. befestigt ist.
In der Fig. 9 ist eine weitere und gegebenenfalls für sich eigenständige Ausführungsform der
Schweißanlage 1 gezeigt, wobei wiederum für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen wie in den vorangegangenen Fig. verwendet werden. Die Schweißanlage 1 weist hierbei ein der Stromquelle 2 an den Ausgängen 23, 24 nachgeschaltetes Stromversorgungsgerät 34 auf.
Das Stromversorgungsgerät 34 ist durch eine Versorgungsschaltung 48 gebildet, die ein- gangsseitig mit dem positiven und negativen Potential an den Ausgängen 23, 24 der Stromquelle 2 verbunden ist und die ausgangsseitig ein erstes Paar von Ausgängen 49a, 49b aufweist, die mit dem Schweißleiter 22 unter Bildung eines positiven und negativen Potentials zur Abgabe des Schweißstroms verbunden oder verbindbar sind. Die Versorgungsschaltung 48 weist ausgangsseitig ein weiteres Paar von Ausgängen 50a, 50b auf, die mit dem Kompensationsleiter 33 wiederum unter Bildung eines positiven und negativen Potentials zur Abgabe des Kompensationsstroms verbunden oder verbindbar sind. Der Richtungssinn der an den Ausgängen 49a, 49b und den Ausgängen 50a, 50b gebildeten Stromkreise ist dabei unterschiedlich, sodass der Schweißleiter 22 und der Kompensationsleiter 33 von gegensinnig gerichteten Magnetfeldern umgeben sind.
Auf den genauen Aufbau der Versorgungsschaltung 48, die eine Aufsplittung der des von den Stromquelle 2 bereitgestellten Stromes auf zwei Paare von Ausgängen 49a, 49b, 50a, 50b vornimmt und die gegebenenfalls die Parameter der genannten Ströme festlegt, wird an dieser Stelle nicht näher eingegangen, da der auf dem Gebiet der Elektrotechnik, insbesondere Schaltungstechnik, tätige Fachmann die Zusammenschaltung der entsprechenden Komponenten, wie beispielsweise Invertermodule, Gleich- bzw. Wechselrichtermodule, Verstärkermodule usw., zum Aufbau der Schaltung aus der vorstehend beschriebener Funktion ableiten kann. In der Fig. 10 ist ein beispielhafter Stromverlauf des im Schweißleiter 22 fließenden Schweißstroms Is und eines im Kompensationsleiter 33 fließenden Kompensationsstroms Iκ über eine Zeit t dargestellt. Wie aus der Darstellung ersichtlich, kann der Kompensationsstrom Iκ gegenüber dem Schweißstrom Is im zeitlichen Verlauf um einen Winkel φ von 180 ° phasenverschoben sein. Die Amplitude 51 des Kompensationsstroms Iκ, ist beispielsweise gleich einer Amplitude 52 des Schweißstroms Is am selben Zeitpunkt. Die Parameter des Kompensationsstroms Iκ können durch eine Steuereinrichtung, beispielsweise der Steuereinrichtung 4 der Stromquelle 2, in Abhängigkeit des Schweißstromes Is festgelegt bzw. geregelt werden, sodass Frequenz oder Stromstärkenänderung des Schweißstromes Is zur Berech- nung des durch die Stromquelle 2 bzw. das Strom Versorgungsgerät 34 abgegebenen Kompensationsstromes Iκ berücksichtigt werden können.
Es ist auch möglich, dass in Abhängigkeit eines Abstands 44 (siehe Fig. 4) oder der räumlichen Lage des Schweißleiters 22 und des Kompensationsleiters 33 zueinander der Kompen- sationsstrom Iκ gegenüber dem Schweißstrom Is eine höhere oder niedrigere Stromstärke aufweist oder Kompensationsstrom Iκ gegenüber dem Schweißstrom Is um Winkel φ phasenverschoben ist, der größer oder kleiner 180 ° ist. Somit kann in Abhängigkeit der räumlichen Lage des Schweißleiters 22 und des Kompensationsleiters 33 zueinander eine effiziente Verringerung oder eine Auslöschung des Schweiß- Magnetfeldes erfolgen.
Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten des Schweißstromversorgungssystems bzw. des Schlauchpaketes 20 bzw. der Schweißanlage 1, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass die Erfindung nicht auf die speziell dargestellten Ausführungsvarianten derselben eingeschränkt ist, sondern vielmehr auch diverse Kombinationen der einzelnen Aus- führungsvarianten untereinander möglich sind und diese Variationsmöglichkeit aufgrund der
Lehre zum technischen Handeln durch gegenständliche Erfindung im Können des auf diesem technischen Gebiet tätigen Fachmannes liegt. Es sind also auch sämtliche denkbaren Ausführungsvarianten, die durch Kombinationen einzelner Details der dargestellten und beschriebenen Ausführungsvariante möglich sind, vom Schutzumfang mitumfasst.
Der Ordnung halber sei abschließend daraufhingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus des Schweißstromversorgungssystems bzw. des Schlauchpaketes 20 bzw. der Schweißanlage 1 diese bzw. deren Bestandteile teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden.
Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrundeliegende Aufgabe kann der Beschreibung entnommen werden.
Vor allem können die einzelnen in den Fig. 1, 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10 gezeigten Ausführungen den Gegenstand von eigenständigen, erfindungsgemäßen Lösungen bilden. Die diesbezüglichen erfindungsgemäßen Aufgaben und Lösungen sind den Detailbeschreibungen dieser Figuren zu entnehmen.
Bezugszeichenaufstellung
Schweißanlage 36 Ader Stromquelle 37 Isolation Leistungsteil 38 Mittelpunkt Steuereinrichtung 39 Ein- oder Austrittsbereich Umschaltglied 40 Innenoberfläche Steuerventil 41 Hohlraum Versorgungsleitung 42 Außenmantel Gasspeicher 43 Außenoberfläche Schweißbrenner 44 Abstand Drahtvorschubgerät 45 Verbindungselement Drahtführung 46 Rohrkörper Schweißdraht 47 Schirmungslage Vorratstrommel 48 Versorgungsschaltung Lichtbogen 49 Ausgang Werkstück 50 Ausgang Strom Versorgungsleitung 51 Amplitude Kühlkreislauf 52 Amplitude Kühlmittelbehälter Schutzmantel Schlauchpaket Ein- und/oder Ausgabeeinrichtung Schweißleiter Ausgang Ausgang Leiterschleife Innenraum Schirmungseinrichtung Schirmungsabschnitt Kompensationseinrichtung Felderzeuger Richtungspfeil Richtungspfeil Kompensationsleiter Stromversorgungsgerät Stromquelle

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Schweißstrom Versorgungssystem, insbesondere Stromversorgungsleitung (16), für über elektrische Energie durchzuführende Schweißprozesse, das zumindest einen, einen Schweißstrom führenden Schweißleiter (22) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass dem
Schweißleiter (22) eine Kompensationseinrichtung (29) und/oder eine Schirmungseinrichtung (27) zugeordnet ist, die zur Kompensation, Verringerung und/oder zur Abschirmung eines durch einen Stromfluss im Schweißleiter (22) hervorgerufenen magnetischen Feldes in einem Kompensationsabschnitt und/oder Schirmungsabschnitt (28), insbesondere an einem Schlauchpaket (20) und/oder einem Schweißbrenner (9), ausgebildet ist.
2. Schweißstrom Versorgungssystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Kompensationseinrichtung (29) einen Felderzeuger (30) zur Erzeugung eines magnetischen Kompensationsfeldes, aufweist.
3. Schweißstromversorgungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Felderzeuger (30) zur Erzeugung eines zum Magnetfeld des Schweißleiters (22) räumlich entgegen gerichteten Magnetfeldes ausgebildet ist.
4. Schweißstromversorgungssystem nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Felderzeuger (30) durch einen elektrisch leitfahigen, insbesondere kabelartigen, Kompensationsleiter (33), der mit einer Stromquelle (2) oder einem Stromversorgungsgerät (34) verbunden ist, gebildet ist.
5. Schweißstromversorgungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der
Kompensationsleiter (33) innerhalb des Kompensationsabschnittes im unmittelbaren Nahbereich des Schweißleiters (22) angeordnet ist und der Kompensationsleiter (33) sich im wesentlichen entlang des Längsverlaufs des Schweißleiters (22) erstreckt.
6. Schweißstromversorgungssystem nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kompensationsleiter (33) röhren- bzw. hohlprof lartig ausgebildet ist und diese einen Hohlraum (41) umschließt, in dem der Schweißleiter (22) angeordnet ist.
7. Schweißstromversorgungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der
Kompensationsleiter (33) koaxial zum von diesem umschlossenen, innen liegenden Schweißleiter (22) verläuft.
8. Schweißstrom Versorgungssystem nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kompensationsleiter (33) einen geschlossenen, insbesondere zylindrischen, Vollprofilquerschnitt aufweist.
9. Schweißstromversorgungssystem nach einem der Ansprüche 4 bis 6 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Kompensationsabschnitt der Kompensationsleiter (33) und der
Schweißleiter (22) in Querrichtung zu deren Längsverlauf um einen Abstand (44) voneinander distanziert sind.
10. Schweißstromversorgungssystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Kompensationsleiter (33) im Kompensationsabschnitt im Wesentlichen parallel zum
Schweißleiter (22) erstreckt.
11. Schweißstromversorgungssystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Kompensationsleiter (33) im Kompensationsabschnitt im Wesentlichen entlang einer um eine Außenoberfläche (43) des Schweißleiters (22) verlaufene Schraublinie erstreckt.
12. Schweißstromversorgungssystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Schweißleiter (22) und der Kompensationsleiter (33) im Kompensationsabschnitt in einander verdrillt sind.
13. Schweißstromversorgungssystem nach einem der Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Kompensationsleiter (33) und/oder der Schweißleiter (22) ein oder mehrere stromleitende Adern (36) aufweisen, die bevorzugt jeweils von einer Isolation (37), insbesondere einem Dielektrikum, vollumfänglich umgeben werden.
14. Schweißstromversorgungssystem nach einem der Ansprüche 4 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Kompensationsleiter (33) und der Schweißleiter (22) innerhalb eines diese umgebenden Außenmantels (41) zusammengefasst sind oder durch ein oder mehrere Verbindungselemente (45) zusammengefasst sind.
15. Schweißstromversorgungssystem nach einem der Ansprüche 4 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Kompensationsleiter (33) in einer weiteren Leitung der Schweißan- läge (1), insbesondere einer Gas- Versorgungsleitung (7), einer Kühlleitung des Kühlkreislaufs (17), einer Drahtführung (11), usw., integriert ist oder durch diese gebildet ist.
16. Schweißstromversorgungssystem nach Anspruch 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Schirmungseimichtung (27) eine den Schweißstromleiter (22) und/oder eine den Kompensationsleiter (33) umhüllende Schirmungslage (47) aufweist, die aus einem magnetische und/oder elektrische Felder isolierenden bzw. abschirmenden Werkstoff gebildet ist.
17. Schweißstromversorgungssystem nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Schirmungslage (47) flächig, insbesondere folienartig, ausgebildet ist und diese gegebe- nenfalls im Verbund mit der Isolation (37), beispielsweise einem Kunststoffmantel, den
Schirmungsabschnitt (28) ausbildet.
18. Schweißstrom Versorgungssystem nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Schirmungslage (47) aus einem elektrisch leitfähigen, nicht-magnetischen Werkstoff, beispielsweise aus Kupfer, gebildet ist.
19. Schweißstromversorgungssystem nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Schirmungslage (47) aus einem elektrisch leitfähigen, ferromagneti- schen Werkstoff, beispielsweise einer weichmagnetischen Eisen-Nickel-Legierung, insbe- sondere MU-Metall, gebildet ist.
20. Schweißstromversorgungssystem nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Schirmungseinrichtung (27), insbesondere die Schirmungslage (47), mit einer Erdungsleitung zur Ableitung von Elektrizität verbunden ist.
21. Schlauchpaket (20) für eine Schweißanlage (1) oder einen Schweißbrenner (9), das einen äußeren Schutzmantel (19) aufweist, in dem mehrere Leitungen, beispielsweise Gas- Versorgungsleitungen (7), Kühlleitungen eines Kühlkreislaufs (17), Steuerleitungen, Draht- führung (11), oder dergleichen, zusammengefasst sind und das ein Schweißstrom Versorgungssystem, insbesondere eine innerhalb des Schutzmantels (19) liegende Strom Versorgungsleitung (16), aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Schweißstromversorgungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 20 ausgebildet ist.
22. Schweißanlage (1) zur Durchfiihrung von Schweißprozessen mittels elektrischer Energie, die zumindest eine Stromquelle (2) mit Ausgängen (23, 24) zur Abgabe eines Schweißstroms und ein mit den Ausgängen (23, 24) verbundenes Schweißstromversorgungssystem, insbesondere eine Stromversorgungsleitung (16), mit einem Schweißleiter (22) auf- weist, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromquelle (2) oder ein Stromversorgungsgerät (34) weitere Ausgänge (50a, 50b) zur Abgabe eines Kompensationsstomes aufweist, die mit einem Kompensationsleiter (33) des Schweißstrom Versorgungssystems, das insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 20 ausgebildet ist, verbunden ist.
23. Schweißanlage nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromquelle (2) oder das Stromversorgungsgerät (34) zur Abgabe eines Kompensationsstromes mit steuer- bzw. regelbaren Parametern, insbesondere Stromstärke, Frequenz oder Phasenverschiebung, ausgebildet sind.
24. Schweißanlage nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromquelle (2) oder das Stromversorgungsgerät (34) zur Erzeugung eines Kompensationsstromes ausgebildet sind, der dem Schweißstrom entgegengerichtet ist, insbesondere um 180° zum Schweißstrom phasenverschoben ist.
25. Schweißanlage nach einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromquelle (2) oder das Stromversorgungsgerät (34) zur Erzeugung eines Kompensationsstromes ausgebildet sind, der eine gleiche Frequenz zum Schweißstrom aufweist.
26. Schweißanlage nach einem der Ansprüche 22 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Stromversorgungsgerät (34) durch eine Versorgungsschaltung (48) gebildet ist, die ein- gangsseitig mit den Ausgängen (23, 24) der Stromquelle (2) verbunden ist und die ausgangsseitig erste Ausgänge (49a, 49b) aufweist, an denen der Schweißstrom anliegt, und weitere Ausgänge (50a, 50b) aufweist, an denen der Kompensationsstrom anliegt.
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