DE1052601B - Lichtbogenschweissgleichrichter - Google Patents

Description

DEUTSCHES

ANMELDETAG: 14. M A I 19 5 5

BEKANNTMACHUNG
DKH ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 12.MÄRZ1959

Die Erfindung betrifft einen· Lichtbogenschweißgleichrichter, insbesondere für die · Schutzgässchweißung. . ■ ■■'■■'

Beim Lichtbogenschweißen unter Schutzgas mit einer sich verbrauchenden Elektrode ist es üblich, die Elektrode mit' einer hohen ■ Geschwindigkeit zuzuführen und zu verschweißen; zv B: in der-Größenordnung von einigen 100 cm/min bei einer-Elektrode von etwa 1,5 bis 3 mm Durchmesser: Die Elektrode wird dabei in einer Schweißpistole geführtund mittels eines Motors -vorgeschoben; der in seiner Drehzahl unabhängig von :der. Lichtbogenspannung -eingestellt werden kann und keine Kontrolle'in-bezug·:auf· die Lichtbogenspannung\benötigt. '<■ Da die'Elektrode mit einer hohen Geschwindigkeit zugeführt wird, ist-'das Elektrodenmaterial'um"Lichtbogen inr hohen- Maße verfügbar, und es .kann jedeTendenz· des Lichtbogens, sich zu verlängern, schnell unterdrückt werden. Es ist außerdem üblich, mit niedrigeren Leerlaufspannungen zu arbeiten als bisher,· und es sind diesem Stande der Technik entsprechend Schweißgeräte ■ mit niederer Leerlauf spannung sowohl der-Generator- als auch der Gleichrichtertype ausgeführt worden: Der -Schweißgenerator ist schwer und teuer. · ■ · ^;

Es sind ferner Lichtbogenschweißgleichrichter mit Streupfaden bekanntgeworden, bei denen die Streupfade Wicklungen· tragen, an die eine einstellbare Dreiphasendrossel angeschlossen ist. Bei diesen bekannten Schweißgleichriehte'rn·: handelt es sich ausschließlich um die Steuerung des Schweißstromes über die Streuung, nicht dagegen um eine Steuerung der Leerlauf spannung. ' ,-.

Es sind ferner Schweißstromerzeuger mit flach fallender Kennlinie bekannt, die eine Zunahme der Abschmelzleistung über den gesamten Schweißbereich mit abnehmender Schweißspannung zur Folge hat. ·

Im Gegensatz zu den bekannten Einrichtungen besteht die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe in der Schaffung eines ■ Lichtbogenschweißgleichrichters, bei dem sich ohne besonderen Aufwand ein weiter Stellbereich erreichen läßt und der außerdem auf einfache Weise die Auswahl der günstigsten Kennlinie ermöglicht. . ■■ ·■■■ ,

Erfindungsgemäß wird dies unter Verwendung eines Zusatztransformätors dadurch erreicht, daß Haupt- und Zusatztransformator Mehrphasentransformatoren bzw. aus mehreren Einphasentransformatoren zusammengesetzt sind und ihre Sekundärwicklungen je Phase in Reihe und Vieleckschältung oder Sternschaltung liegen, daß die Primärwicklungen des Zusatztransformators zum Zweck der Erzielung eines weiten Stellbereiches, z. B. von 15 bis 40 Volt Leerlaufspannung, an einen durch Schalt- und/oder Regelmittel beeinflußten Stelltransformator ange-Lichtbogenschweißgleichrichter

Anmelder:

Westinghouse Electric Corporation,
East Pittsburgh, Pa. (V. St. A.)

Vertreter: Dr;-Ing. P. Ohrt, Patentanwalt,
Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Beanspruchte Priorität: .
V. St. v. Amerika vom 14. Mai 1954

Harry J. Bichsel, East Aurora, N. Y. (V. St. A.),
ist als Erfinder genannt worden

schlossen sind und daß sämtliche Transformatoren möglichst geringe Streuung besitzen. ·

•Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden art Hand der Zeichnung näher erläutert:

Fig. 1 zeigt ein Schaltbild eines besonders vorteilhaften Ausführungsbeispieles der Erfindung; ■

Fig. 2 zeigt ein Schaltbild des Ausführungsbeispieles nach Fig. 1, welches die Beziehung zwischen den verschiedenen Wicklungen des Transformators und der Netzanschlüsse klarer erkennen läßt; ·

Fig. 3 zeigt eine' Teilansicht, die die wesentlichen Merkmale der praktisch bei dem erfindungsgemäßen Schweißgerät' verwendeten Regeltransformatoren erkennen läßt; ; ' '

Fig.·4 zeigt ein Schaltbild, welches eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1 darstellt;

Fig. 5 zeigt ein Diagramm von Stromspannungskennlinien eines Schweißgerätes nach dem Ausführungsbeispiel in Fig. 1. .

Das in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Gerät umfaßt ein Schweißgerät, eine Stromversorgungseinrichtung und eine Steuereinrichtung. Die Ha-uptstromquellen des Gerätes sind die Netzsammeischienen oder -leiter 11, 13 und 15, die zu einem Dreiphasennetz mit üblicher Netzfrequenz von z. B. 50 Hz verbunden sein können. Gewöhnlich steht an den Netzleitern eine Spannung von beispielsweise 220 V zur Verfügung. Das Gerät ist erfindungsgemäß jedoch auch für andere Anschlußspannungen verwendbar. Zusätzlich

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wird eine Spannung für gewisse Steueraufgaben von einer Hilfsspannungsquelle oder Leitern 12 und 14 geliefert, welche z. B. ebenfalls 220 V führen können.

Da sich die Erfindung in keiner Weise auf .mechanische Einzelheiten des Schweißgerätes bezieht, wird das Schweißgerät in Fig. 1 rein schematisch dargestellt. Das Schweißgerät besteht aus einer Schweißpistole 17 mit einem Rohr 19, durch welches die Schweißelektrode 21 dem zu verschweißenden Werkstück 22 zugeführt wird, aus einer Rolle 23, von der die Elektrode 21 zugeführt wird, und einem Antrieb 25 für die Elektrode 21. Das Rohr 19 ist mit einer Bürste 27 oder anderen Kontaktmitteln zur Stromzuführung von dem Leiter 29 der Stromversorgungseinrichtung an die Schweißelektrode 21 ausgestattet. An der Schweißpistole 17 ist außerdem ein Zuleitungsrohr 31 angebracht, durch das ein chemisch inaktives (inertes) Schutzgas in das Rohr 19 eingeleitet wird. Das Rohr 19 läuft in eine Düse 33 aus, an deren Ausgang sich das abschmelzende Ende der Elektrode 21 während des Schweißvorganges befindet. Zur gleichen Zeit wird das Schutzgas über die Zuleitung 31 der Düse zugeführt und umhüllt die Schweißelektrode und das gegenüberliegende Werkstück22 mit einer Schutzgasatmosphäre, in welcher der Lichtbogen gezündet und mit einer relativ niedrigen Spannung geschweißt werden kann. An der Schweißpistole 17 ist ferner ein Druckschalter 35 angebracht, der vom Schweißer betätigt werden kann, um den Schalter 37 innerhalb der Schweißpistole zu schließen. Das Werkstück 22 ist über die Zuleitung 39 mit der Stromversorgungseinrichtung verbunden.

Der Elektrodenantrieb 25 kann in an sich bekannter Weise ausgeführt sein. Er ist nur schematisch dargestellt mit einem Antriebsmotor 43 und Antriebsrollen 45 für den Vorschub der Elektrode 21. Der Motor wird von einer Antriebssteuerung 46 gesteuert, die von den Leitern 12 und 14 der Hilfsspannungsquelle über den Druckschalter 37 gespeist wird. Der Aufbau der Antriebssteuerung 46 fällt nicht unter die vorliegende Erfindung und ist daher nicht in seinen Einzelheiten beschrieben. Im allgemeinen enthält diese Steuerung Einrichtungen zum Anlaufen und Abbremsen des Motors 43 und zusätzlich zur Steuerung seiner Drehzahl, so daß die Vorschubgeschwindigkeit der Elektrode 21 gesteuert werden kann.

Die Stromversorgungseinrichtung besteht aus einer Gleichrichteranordnung 51, einem Mehrphasentransformator 53, einem mehrphasigen Zusatztransformator 55, mehreren Regeltransformatoren 61, 63 und 65, wobei einer für jede Phase des Haupttransformators 53 und mehrere Umschalter 67, 69 und 70, von denen ebenfalls einer für jede Phase des Haupttransformators 53 vorgesehen ist. Der Mehrphasentransformator 53 ist so ausgebildet, daß er beispielsweise mit 220 oder 440 V gespeist werden kann. Er hat mehrere Primärwicklungen 53Fl, 53 P 2, 53 P 3. Jede Primärwicklung hat Anschlußklemmen 71 und 73 und eine Anzapfung 75, die jede der Primärwicklungen in zwei Wicklungsteile 77 und 79 aufteilt. Die Wicklungsteile 77 und 79 der Primärwicklungen werden zweckmäßig in Reihe geschaltet, und jeder der Wicklungsteile 77 und 79 kann als Sekundärwicklung eines Spartransformators angesehen werden, von dem 220 V abgeleitet werden können, wenn z. B. 440 V an der Primärwicklung liegen. Wenn das Gerät dagegen an ein 22Q-V-Netää angeschlossen ist, werden die Wicklungslelleff und Ψ® parallel gesehaltet. Der Mehrphasentransformator 53 besitzt außerdem die Sekundärwicklungen 5351, 5352, 53 5" 3. Der Mehrphasen transformator 53 hat niedrige Impedanz. Der Zusatztransformator 55 hat gleichfalls niedrige Impedanz und Primärwicklungen 55Pl, 55 P 2, 55 P 3 und Sekundärwicklungen 5551, 5552, 5553.
Die regelbaren Transformatoren 61, 63, 65 haben niedrige Impedanz, und ihre wesentlichen Merkmale, die sie außer der niedrigen Impedanz besitzen, gehen — soweit sie unter den Erfindungsgegenstand fallen — aus Fig. 3 hervor. Wie dort gezeigt, ist der Regeltransformator aus einer großen. Zahl, von dicht aneinandergelegten, aber isolierten .Windungen 81 aufgebaut, die auf einen zylindrischen Kern 83 gewickelt sind. Jede der Windungen 81 hat runde Querschnittsform, wobei die Teile der Windungen 85 auf der oberen Seite des zylindrischen Kernes 83 flachgedrückt und ohne Isolation angeordnet sind. Ein Gleitkontakt 91 zur Stromübertragung, der mit einer axialen Welle . 93 verbunden und durch Verdrehen der Welle beweglich ist, kommt mit den blanken Windungsteilen 85 in

ao Eingriff. Der Regeltransformator hat ein Paar Endanschlüsse 97 und 99, zwischen denen vorzugsweise alle Windungen 81 liegen. Wenn der Gleitkontakt 9 von einer Endklemme, z. B. 97, zu der anderen Klemme 99 bewegt wird, ändert er die Zahl der Windüngen 81 zwischen sich und beiden Endklemmen. Da die Windungen. 81 dicht aneinander! iegen und da der Gleitkontakt 91 gleichzeitig mit mehreren Windungen in Eingriff kommt, ist die Zahl der Windungen zwischen dem Gleitkontakt und den Endanschlüssen 97 und 99 nicht in Stufen veränderlich, sondern praktisch stufenlos, und zwar von einem niedrigen Wert zu einem hohen Wert in bezug auf die eine der Anschlußklemmen und von einem hohen Wert zu einem niedrigen Wert in bezug auf die. andere Anschlußklemme. Auf diese Weise wird das Verhältnis der Windungszahlen zwischen den festen Anschlußklemmen 97 und 99 des Regeltransformators und die Windungen zwischen dem Gleitkontakt 91 und jeder der Anschlußklemmen stufenlos geändert, und es wird somit von dem Regeltransformator eine stufenlos einstellbare Spannung abgegeben. Die Gleitkontakte 91 der Regeltransformatoren 61, 63, 65 sind in solcher Weise miteinander verbunden, daß die Regeltransformatoren als eine Einheit angesehen werden können.

Da der oben beschriebene Regeltransformator 61, 63, 65, welcher mit Rücksicht auf die besonderen Aufgaben der Erfindung bevorzugt wurde, in der Technik als regelbarer Transformator bezeichnet wird, kann er auch als eine veränderbare induktive Reaktanz oder eine veränderbare Impedanz ähnlich einem Spannungsteiler angesehen werden. In bezug auf einen hier und in den Ansprüchen genannten Regeltransformator soll im weiteren Sinne der Erfindung ein Transformator der beschriebenen Type oder ein ähnlicher Gegenstand mit niedriger Impedanz verstanden werden, der imstande ist, die gleiche Aufgabe wie der Regeltransformator zu lösen, d. h. den Zusatztransformator mit einer Spannung zu speisen, welche im Gegensatz zu der üblichen Stufenregelung einstellbar ist. Es soll dabei die Bezeichnung oder die besondere Art des Aufbaues dieser Einrichtung ohne Bedeutung sein.

Jeder der Umschalter kann in an sich bekannter Weise ausgeführt sein und ist daher nur schematisch in Form eines Zylinders dargestellt, der mehrere feste Kontakte 101, 103, 105 und 107 hat und mit diesen zusammenarbeitende bewegliche Kontakte 111, 113, 115 und 117. Jeder der Schalter hat zwei Stellungen; eine Stellung I, in der die beweglichen Kontakte 111

:-■■;:, und! 413 mit den festen Kontakten 101 bis 107 ver-

■70 buriden sind, und eine Stellung.!!, in der die anderen

beweglichen Kontakte 115. und 117 mit den festen Kontakten verbunden sind — in der Stellung I gegenüber der Stellung II im elektrischen Sinne umgekehrt. Der Betätigungsmechanismus der Schalter 67, 69, 70 ist schematisch durch die gestrichelte Linie 121 dargestellt und verbindet die Schalter so, daß sie gemeinsam betätigt werden können.

Die Gleichrichteranordnung 51 besteht aus mehreren paarweise angeordneten Gleichrichtereinheiten 51R1, 51R2, 51 i? 3, 51i?4, 51P.5,51i?6, wobei jedes Paar einer Phase des Transformators zugeordnet ist. Die Anode eines Gleichrichters 517?2, 51R4, 517?6 von jedem Paar und die Kathode des anderen Gleichrichters 51Rl, 51R 3, 51R 5 sind an den Verbindungsstellen 131, 133 und 135 miteinander verbunden. Die Kathoden der einen Gleichrichter 51R 2, 51R 4, 51R 6 der drei Gleichrichterpaare sind mit dem Leiter 29 und die Anoden der anderen Gleichrichter 51.Rl, 51R S₁ 51R 5 der drei Paare sind mit dem Leiter 39 verbunden.

Die Sekundärwicklungen 5351, 5352, 5353 des Haupttransformators 53 sind jeweils mit den zugeordneten Sekundärwicklungen des Zusatztransformators 5551, 5552 und 55 5 3 in Reihe geschaltet und j ede_v dieser Reihenschaltungen in Form einer Vieleckoder Dreieckschaltung verbunden. Die Ecken 141, 143 und 145 des Dreiecks sind jeweils an die Verbindungsstellen 131, 133 und 135 angeschlossen. Wenn die Transformatoren 53 und 55 gespeist werden, kann auf diese Weise dem Leiter 29 positiver Gleichstrom von den Ecken 141, 143, 145 zugeleitet werden, der von dem Leiter 39 zu den Ecken fließt.

Nach einer bevorzugten praktischen Ausführung der Erfindung werden die Primärwicklungen 53Pl, 53 P2, 53 P 3 in einer Vieleck- oder Dreieckschaltung mit den Ecken 151, 153 und 155 verbunden. Die Speiseleitungen 161, 163 und 165 sind jeweils an den Ecken 151, 153 und 155 angeschlossen.

Die Anschlußklemmen 97 und 99 der Regeltransformatoren 61, 63, 65 sind jeweils über die zugehörigen Umschalter 67, 69 und 70 jeweils einem Wicklungsteil 77 der zugehörigen Primärwicklungen 53Pl, 53 P 2, 53 P 3 parallel geschaltet.

Zu diesem Zweck werden die Anschlußklemmen 97 und 99 jedes Regeltransformators jeweils mit den festen Kontakten 103 und 107 des zugehörigen Umschalters verbunden und die Anzapfungen 75 und die eine der Anschlußklemmen 71 der zugehörigen Primärwicklungen des Haupttransformators jeweils an die festen Klemmen 105 und 101 angeschlossen. Wenn die Umschalter sich in Stellung I befinden, werden die Anschlußklemmen 97 der Regeltransformatoren mit den Anschlußklemmen 71 der Primärwicklungen des Haupttransformators und die Anschlußklemmen 99 der Regeltransformatoren mit den Anzapfungen 75 der Primärwicklungen des Haupttransformators verbunden. Wenn die Schalter sich in Stellung II befinden, werden die linken Anschlußklemmen 97 der Regeltransformatoren mit der Anzapfung 75 der Primärwicklungen des Haupttransformators und die rechten Anschlußklemmen 99 der Regeltransformatoren mit den Anschlußklemmen 71 der Primärwicklung des Haupttransformators verbunden. Der einstellbare Gleitkontakt 91 von jedem der Regeltransformatoren 61, 63, 65 und eine der Anschlußklemmen 99 werden jeweils an die zugehörigen Primärwicklungen 55Pl, 55 P 2, 55 P 3 des Zusatztransformators 55 angeschlossen.

Nach einer bevorzugten praktischen Ausführung der Erfindung sind die Wicklungen des Mehrphasentransformators 53 so ausgelegt, daß jede der Sekundärwicklungen 53 51, 5352, 5353 eine Spannung von etwa 21 V (effektiv) abgibt, wenn beispielsweise 220 oder 440 V an die Primärwicklungen 53Pl, 53 P 2, 53 P 3 gelegt werden. Die Wicklungen des Zusatztransformators 55 sind so ausgelegt, daß dann, wenn die zugeordneten Regeltransformatoren 61, 63, 65 die höchste Spannung, nämlich 220 V (effektiv), abgeben, die Spannung an jeder Sekundärwicklung 535 etwa

ίο 10 V (effektiv) beträgt. Auf diese Weise kann die effektive Spannung an den Reihenschaltungen, die aus jeweils einer Sekundärwicklung 5351, 5352, 5353 des Haupttransformators und der zugehörigen Sekundärwicklung 5551, 5552, 5553 des Zusatztransformators bestehen, in Abhängigkeit von der Stellung des zugehörigen Umschalters 67, 69, 70 entweder 11 oder 31 V für jeden Regeltransformator betragen, wenn diese Stellung die maximale Spannung liefert. Diese Spannung kann praktisch stufenlos von 11 bis 31 V geändert werden oder im entgegengesetzten Sinne dann, wenn die Anschlußklemmen des zugehörigen Regeltransformators vertauscht worden sind. Die entsprechenden Gleichstromspannungen, die zwischen den Zuleitungen zu Elektrode und Werkstück entstehen, ändern sich von 15 bis zu 40. V. Diese Spannung ist-für das Zünden und Aufrechterhalten eines Lichtbogens zwischen Elektrode und Werkstück in einer Schutzgasatmosphäre geeignet, wenn das Elektrodenmaterial mit einer Geschwindigkeit von einigen hundert cm/min zugeführt wird.

Die Steuereinrichtung enthält mehrere Kontakte 171, 173 und 175, die von einem Elektromagneten 179 (Schütz) geschlossen werden können. Die Kontakte 171, 173, 175 verbinden im geschlossenen Zustand die Speiseleitungen 161, 163, 165 der Stromversorgungseinrichtung jeweils mit den Netzsammeischienen 11, 13 und 15. Die Steuereinrichtung enthält außerdem ein Relais 181 mit einem normalerweise offenen Kontakt 183 (Arbeitskontakt). Der Arbeitskontakt 183 liegt im Stromkreis des Elektromagneten 179 (Schütz), welcher an die Leiter 11 und 13 angeschlossen ist. Die Wicklung des Relais 181 wird beim Schließen des Kontaktes 184 in der Antriebssteuereinrichtung 46 an Spannung gelegt, wenn die Antriebssteuerung eingeschaltet ist. Die Hauptsteuereinrichtung enthält ferner einen Spartransformator 195, der an die Sammelschienen 11 und 13 angeschlossen ist und einen Motor 197 zum Antrieb eines Lüfters 199 speist, Im Bereitschaftszustand des Schweißgerätes sind die Schalter oder Leistungsschalter (nicht dargestellt) zu den. Netzleitung'en 11, 13 und 15 geschlossen und die Netzleitung'en unter Spannung. Der Lüftermotor 197 ist demnach gespeist und treibt den Lüfter 199 an. Außerdem liegt Spannung an den Leitungen 11 und 13, an welche der Elektromagnet 179 (Schütz) angeschlossen ist, und ebenso an den Leitungen 12 und 14. Wenn eine Schweißung mit dem Schweißgerät vorgenommen werden soll, wird die Elektrode 21 durch die Schweißpistole 17 geführt, so daß ihr Ende aus der Düse 33 herausragt. Die Schweißpistole 17 wird dann in die Hand genommen und der Druckschalter 35 gespannt. Auf diese Weise wird ein Stromkreis über die Wicklung des Relais 181 geschlossen und damit das Relais zum Ansprechen gebracht. Der normalerweise offene Kontakt 183 (Arbeitskontakt) des Relais schließt den Kreis über den Elektromagneten 179 (Schütz) und betätigt, dadurch die Schaltkontakte 171, 173, 175, so daß Spannung an die Klemmen der Dreieckschaltung der Primärwicklungen des Haupttransformators 53Pl, 53 P 2 und 53 P 3 gelangt.

Es steht jetzt Spannung zwischen der Schweißelektrode 21, die mit der Elektrodenstromzuf ührung 29 verbunden ist, und dem Werkstück 22 zur Verfügung. Zusätzlich wird zur gleichen Zeit die Gasflasche (nicht dargestellt) geöffnet, und das Gas fließt in Richtung auf die Elektrode und das Werkstück und umgibt diese mit einer inerten, d. h. chemisch inaktiven Gasatmosphäre. Der Schweißer berührt jetzt mit der Elektrode das Werkstück, die Elektrode schmilzt, und es wird ein Lichtbogen zwischen Elektrode und Werkstück gezogen; der Vorschubmotor 45 für die Elektrode 21 ist eingeschaltet, und die Schweißung kann fortgesetzt werden.

Die Art und Weise, in der das Schweißgerät gemäß der Erfindung arbeitet, ist in den Diagrammen der Fig. 5 dargestellt. Die Meßwerte in diesen Diagrammen beruhen auf Messungen, die bei der Herstellung dauerhafter Schweißnähte mit gewöhnlichen heißgewalzten Stahlblechen und einer Eisenelektrode von etwa 1,5 mm (V₁₆") Durchmesser hergestellt wurden, wobei die Elektrode mit einer besonderen, den Lichtbogen stabilisierenden sauerstoffhaltigen Umhüllung versehen war.

Fig. 5 zeigt die Stromspannungskennlinien des Schweißgerätes bei drei verschiedenen Einstellungen as der Regeltransformatoren 61, 63 und 65 und Umschalter 67, 69, 70. Die Spannung ist senkrecht und der Strom waagerecht aufgetragen. Die Kennlinie A gilt für eine Einstellung einer Leerlaufspannung von 40 V zwischen der Elektrodenzuleitung 29 und der Werkstückzuleitung 39, die Kennlinie B für eine Einstellung einer Leerlaufspannung von 27,5 V und die Kennlinie C für eine Leerlauf spannung von 15 V. Zur Ableitung der Meßwerte für die Kennlinien A, B und C wurde das Schweißgerät für jede der dargelegten Leerlaufspannungen eingestellt und Spannung und Strom bei verschiedenem Widerstand zwischen Elektrodenzuleitung 29 und Werkstückzuleitung 39 gemessen. Es hat sich gezeigt, daß bei jeder Einstellung die Änderung des Stromes bei einer Änderung der Spannung groß ist. Es ergibt sich im Bereich von etwa 500 A, für den das Schweißgerät vorzugsweise verwendet werden soll, eine stufenlose Änderung von 100 A bei einer Änderung von nur 1 V Spannung. Es zeigt sich, daß unter diesen Umständen die Möglichkeit für eine stufenlose Einstellung der Spannung über den ganzen Bereich wünschenswert ist.

Es zeigt sich, daß die Nachgiebigkeit der Steuerung, die durch das Schweißgerät, gemäß der Erfindung gewährleistet ist, zum Erreichen der gewünschten Steuerung der Vorschubgeschwindigkeit und der Lichtbogenspannung wesentlich ist. Die Regeltransformatoren 61, 63, 65 machen es dem Schweißer möglich, die zwischen Elektrode und Werkstück auftretende Leerlaufspannung genau einzustellen und auf diese Weise die Lichtbogenspannung auf den Schweißstrom abzustimmen, mit dem die Schweißung in Abhängigkeit vom Elektrodennachschub vorgenommen werden soll.

Der Zusatztransformator 55 ist derart gewickelt, daß er eine Spannung von 220 V auf etwa 10 V herabsetzt.

Die Beziehung zwischen der Sekundärwicklung 55 Sl, 55 S2, 55 S 3 und der Primärwicklung 55Pl, 55 P 2, 55 P 3 der Wicklungen des Zusatztransformators ist etwa die gleiche, wie sie zwischen einem Leiter und der Wicklung eines an diesen Leiter angekoppelten Stromwandlers besteht. Diese Beziehung ist von besonderer Bedeutung, wenn die Regeltransformatoren 61, 63, 65 sich in der Einstellung befinden, bei der die von ihnen gelieferte Spannung Null ist. In diesem Falle kann eine hohe Spannung in der Primärwicklung des Zusatztransformators induziert werden, wenn in der Sekundärwicklung dieses Transformators der Schweißstrom oder der Kurzschlußstrom fließt. Unter diesen Umständen ist es wichtig, daß die Gleitkontakte 91 ausreichend stark bemessen sind, um die dann fließenden Ströme führen zu können.

Im weiteren Sinne der Erfindung können die Umschalter 67, 69, 70 auch in jedem Falle zwischen die Regeltransformatoren 61, 63, 65 und die Primärwicklungen 55Pl, 55 P 2, 55 P 3 des Zusatztransformators geschaltet werden, eher als zwischen jede der Primärwicklungen des Haupttransformators und eines Regeltransformators .;■ aber eine solche Schaltung ist nicht empfehlenswert.. Wenn man die Schalter zwischen die Regeltransformatoren und die Primärwicklungen des Zusatztransformators einfügen würde, würden die Schaltkontakte der Schalter bei der Betätigung einer hohen Spannung ausgesetzt sein, wenn infolge des oben beschriebenen Stromwandlereffektes Strom im Schweißkreis fließt. Eine solche hohe Spannung würde eine Lichtbogenbildung an den Kontakten hervorrufen, würde die Schalter schwer beschädigen und könnte außerdem ein Kurzschließen der Stromquelle bewirken.

Das in Fig. 4 dargestellte Schweißgerät unterscheidet sich von dem in Fig. 1 bis 3 dargestellten Gerät nur dadurch, daß es Regeltransformatoren 201, 203, 205 enthält, die zusätzlich zu dem einstellbaren Gleitkontakt 209 eine feste Mittelanzapfung 207 haben. Derartige Regeltransformatoren machen die Umschalter 67, 69 und 71 in Fig. 1 überflüssig.

Wenngleich in der Zeichnung und Beschreibung nur gewisse Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert sind, so sind doch viele Abwandlungen hiervon möglich. Die Erfindung ist daher nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt.

Statt der in Fig. 1, 2 und 4 angewendeten Dreieckschaltung der Primär- und Sekundärwicklungen des Haupttransformators 53 ist es z. B. auch möglich, in an sich bekannter Weise von der Stern-Dreieck- oder Stern-Stern-Schaltung der Transformatorwicklungen Gebrauch zu machen, wie es in gewissen Fällen, beispielsweise für einen Anschluß an ein Dreiphasennetz mit der verketteten Spannung von 380¹V zweckmäßig sein kann. Statt der Regeltransformatoren 61, 63, 65 der beschriebenen Bauart können mit Vorteil auch Drehtransformatoren verwendet werden, mit denen eine völlig stufenlose Spannungsregelung im Primärkreis der Zusatztransformatoren möglich ist. Die besonderen Merkmale der Erfindung bleiben von den genannten Abwandlungen vollkommen unberührt.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Lichtbogenschweißgleichrichter, vorzugsweise für die Schutzgasschweißung mit abschmelzender Elektrode, mit flacher Stromspannungskennlinie und stufenloser Einstellung der Leerlaufspannung durch einen Zusatztransformator, dadurch gekennzeichnet, daß Haupt- und Zusatztransformator Mehrphasentransformatoren bzw. aus mehreren Einphasentransformatoren zusammengesetzt sind und ihre Sekundärwicklungen je Phase in Reihe und Vieleokschaltung oder Sternschaltung liegen; daß die Primärwicklungen des· Zusatztransformators zum Zweck der Erzielung, eines weiten Stellbereiches, z. B. von 15 bis 40 V Leerlauf spannung, an einen durch Schalt- und/oder"

Regelmittel beeinflußten Stelltransformator angeschlossen sind und daß sämtliche Transformatoren möglichst geringe Streuung besitzen.

2. Lichtbogenschweißgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatztransformator (55) primärseitig je Phase von den Regeltransformatoren (61, 63, 65) gespeist wird, deren Ausgangsklemmen in einem festen Abgriff (99) an einem Ende der Sekundärwicklungen und einem beweglichen Abgriff (91) bestehen und deren Primärwicklungen über Schaltmittel (67, 69, 70) zur Vertauschung ihrer Anschlüsse parallel zu den Primärwicklungen oder zu einem Teil der Primärwicklungen des Haupttransformators (53) geschaltet sind.

3. Lichtbogenschweißgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklungen der Regeltransformatoren (61, 63, 65) vorzugsweise nach Art vonJSpartransformatoren ausgebildet und für jede Phase getrennt oder auf einem gemeinsamen Kern angeordnet sind und Mittel, vorzugsweise mechanische Betätigungs-

organe, zur gemeinsamen gleichmäßigen Einstellung der beweglichen Abgriffe (91) vorhanden sind.

4. Lichtbogenschweißgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltmittel (67, 69, 70) zur Vertauschung der Primäranschlüsse der Regeltransformatoren (61, 63, 65) mit gemeinsamen, vorzugsweise mechanischen Betätigungsorganen (121) verbunden sind.

5. Lichtbogenschweißgerät nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Regeltransformator (201, 203, 205) ein Paar Endanschlüsse (211, 213), eine Mittelanzapfung (207) und einen beweglichen Abgriff (209) hat, wobei die Eingangsklemmen die Anschlüsse an den Enden (211, 213) sind und die Ausgangsklemmen in der Mittelanzapfung (207) und dem beweglichen Abgriff (209) bestehen (Fig. 4).

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 881 091, 896 099,
279;

französische Patentschrift Nr. 857 947.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 809· 76W480 3.59