DE432812C

DE432812C - Automatic electric current regulator with which a magnetic spreading element is set between two adjustable stops

Info

Publication number: DE432812C
Application number: DEL58005D
Authority: DE
Original assignee: WALTER LANGDON DAVIES
Current assignee: WALTER LANGDON DAVIES
Priority date: 1922-06-19
Filing date: 1923-05-31
Publication date: 1926-08-14

Description

Selbsttätiger elektrischer Stromregler, bei dem ein magnetisches Streuglied zwischen zwei verstellbaren Anschlägen eingestellt wird. Die Erfindung betrifft einen selbsttätigen elektrischen Stromregler, der beispielsweise bei der Lichtbogenschweißung mit Wechselstrom, aber auch für manche andere Zwecke verwendet werden kann.Automatic electric current regulator with a magnetic spreading element is set between two adjustable stops. The invention relates to an automatic electrical current regulator, which is used, for example, in arc welding with alternating current, but can also be used for some other purposes.

Bei der elektrischen Schweißung bevorzugt man einen Strom, der eine sogenannte abfallendeVolt-Ampere-Charakteristik aufweist, d. h. ein Strom, dessen Spannung fällt, wie die Stromstärke zunimmt.In electric welding, preference is given to one current, the one has so-called falling volt-ampere characteristic, d. H. a stream whose Voltage falls as the current increases.

Geht jedoch die Spannung in bezug auf die Stromstärke zu rasch zurück, so ist es schwierig, den Lichtbogen zu entflammen. Erfolgt dagegen der Spannungsabfall zu langsam, so ist die Stromstärke im Lichtbogen leicht zu groß.However, if the voltage decreases too quickly in relation to the current strength, so it is difficult to ignite the arc. If, on the other hand, the voltage drop occurs too slow, the amperage in the arc is easily too high.

Die Erfindung zeigt nun einen Regler, der dem Strom bei Bildung des Lichtbogens selbsttätig eine langsam fallende und nach der Lichtbogenbildung eine schneller fallende Volt-Ampere-Charakteristik gibt.The invention now shows a controller that controls the current when the Automatically a slowly falling arc and one after the arc has formed there are faster falling volt-ampere characteristics.

Bisher hat man eine abfallende Volt-Ampere-Charaktristik dadurch erzielt, daß man eine Impedanz, d. h. entweder einen Widerstand, ein Drosselspule oder beides, finit einigenTeilen des Schweißstromkreises hintereinanderschaltete. Wurde ein Umformer benutzt, so wurde dieser mit dem primären oder sekundären Stromkreis verbunden. Wurde kein Umformer benutzt oder war es nicht zweckmäßig, dessen Verbindungen zti Indern, so wurde die Impedanz mit dem Lichtbogen hintereinandergeschaltet. Eine derartige Impedanz gibt eine bestimmte Volt-Ampere-Charakteristik, die nur durch Änderung des Wertes der so geschalteten Impedanz geändert werden konnte.So far, a falling volt-ampere characteristic has been achieved by that one has an impedance, d. H. either a resistor, an inductor or both, finitely connected in series with some parts of the welding circuit. Became a converter used, it was connected to the primary or secondary circuit. If no converter was used or it was not practical, its connections zti Indians, the impedance was connected in series with the arc. One such impedance gives a certain volt-ampere characteristic, which only goes through Change of the value of the impedance switched in this way could be changed.

Die gleiche Wirkung, nämlich eine abfallende -Volt-Ampere-Charakteristik, wurde auch erhalten, indem man dem Umformer einen gewissen Betrag an magnetischer Streuung gab, indem man dafür sorgte, daß nicht der gesamte entstehende magnetische Fluß durch alle Wicklungen ging, so daß nicht alle Windungen wechselseitig induktiv waren. Diese magnetische Streuung wurde durch.Veränderung der Permeabilität der magnetischen -Streufelder geändert, indem man in verschiedenen Lagen der Felder mehr oder weniger Eisen anordnete. Dies hat die gleiche Wirkung auf die Stromkreise wie die obenerwähnte Änderung der Impedanz.The same effect, namely a falling-volt-ampere characteristic, was also obtained by giving the converter some amount of magnetic There was scattering by making sure that not all of the magnetic Flux went through all the windings so that not all windings were mutually inductive was. This magnetic scattering was caused by a change in the permeability of the magnetic stray fields changed by looking at different positions of the fields arranged more or less iron. This has the same effect on the circuits like the change in impedance mentioned above.

Weiter war das Streuglied in manchen Fällen zwecks Veränderung des Streuungsbetrages einstellbar und in anderen Fällen selbsttätig in Führungen durch den magnetischen Fluß bewegbar, wobei seine Bewegung etwa durch eine Feder und ein Luftkissen beeinflußt wurde.In some cases, the spreading element was also used to change the The amount of spread can be set and in other cases it will be carried out automatically in guided tours the magnetic flux is movable, its movement being roughly controlled by a spring and a Air cushion was affected.

Nach vorliegender Erfindung besteht nun der neue Regler aus einem mit einer oder mehreren Induktionswicklungen versehenen magnetischen Kern, eirein sich selbsttätig im Streufeld des inag<ietischen Kreises bewegenden Streulied und zwei Anschlügen, von denen einer oder beide einstellbar sind, um die Anfangs- und Endstellung des Streugliedes zu bestimmen, so daß die Volt-Ampere-Charakteristik des Reglers zwischen zwei den äußeren Stellungen entsprechenden Grenzkurven liegt. Im Betrieb beginnt die Charakteristik an der einen Grenzkurve und verläuft zur anderen. Das wesentliche 1Ierkmal der Einrichtung besteht darin, daß das sich selbsttätig im Streufeld des magnetischen Kreises bewegende Streuglied keinerlei Wicklung trägt.According to the present invention, the new controller now consists of one provided with one or more induction windings magnetic Core, which moves automatically in the stray field of the inactive circle Scattered song and two keystrokes, one or both of which are adjustable to the Determine the start and end positions of the spreading member, so that the volt-ampere characteristic of the controller lies between two limit curves corresponding to the outer positions. In operation, the characteristic begins at one limit curve and runs to the other. The essential feature of the device is that it is automatic The scattering member moving in the stray field of the magnetic circuit has no winding whatsoever.

Befindet sich nur eine Wicklung auf dem Regler, so wirkt dieser als eine sich selbsttätig ändernde Drossel- oder Impedanzspule: sind zwei Wicklungen vorhanden, so können diese als Teile einer Drossel- oder Impedanzspule wirken, oder die Stromkreise können derart angeordnet sein, daß sie als Primär-und Sekundärwicklung eines Umformers dienen.If there is only one winding on the controller, it acts as a an automatically changing inductor or impedance coil: are two windings present, they can act as parts of a choke or impedance coil, or The circuits can be arranged in such a way that they act as primary and secondary windings a converter.

Das magnetische Feld ist so angeordnet. daß der Streuweg niit dem Hauptweg der magnetischen Kraftlinien von Pol zu Pol übereinstimmt oder daß der Hauptkraftlinienfluß geschlossen ist und das Streuglied sich quer im Feld bewegt.The magnetic field is so arranged. that the scattering path does not Main path of the magnetic lines of force from pole to pole coincides or that the Main line of force flow is closed and the spreader is moving across the field.

Bei Anwendung zweier Wicklungen hat das Streuglied die Aufgabe, die wechselseitige Induktionswirkung der Spulen zu ändern.When using two windings, the spreading member has the task of to change the mutual induction effect of the coils.

Das Streuglied kann drehbar angeordnet oder durch Scharniere am Kern angelenkt sein, und seine Bewegung kann in passender Weise geregelt werden. Wie auch immer die Beweg=ungsart des Streugliedes sein mag, die Anordnung soll vorzugsweise derartig ,:ein. daß gewünschtenfalls das Streuglied in seiner Endstellung den Streuweg soweit als möglich schließt, daß also kein bemerkenswerter Luftspalt zwischen Glied und Polen 'Verbleibt.The spreader member can be rotatably arranged or hinged to the core be articulated, and its movement can be appropriately regulated. As Whatever the type of movement of the spreading member, the arrangement should preferably be such,: a. that if desired, the spreading member in its end position the spreading path closes as much as possible so that there is no noticeable air gap between the limbs and Poland 'Remains.

In der Zeichnung zeigt Abb. i eine Ausführungsform des neuen Reglers eine sche-'niatischer Seitenansicht. Abb.2 veranschaulicht Teile der Abb. i finit (lein Streuglied in anderer Stelltni.In the drawing, Fig. I shows an embodiment of the new regulator a Sche-'niatischer side view. Fig.2 illustrates parts of Fig. I finite (A scattering link in another position.

In den Abb. 3, 4 und 5 sind andere Ausfiihrun:beispiele dargestellt. _ Die -1b. ti zeigt eine des neuen Rczlers.Other embodiments are shown in FIGS. 3, 4 and 5. _ The -1b. ti shows one of the new Rczler.

In den -1b. i. 2 und 3 ist finit _-l ein geschlossener niagnetiScher Stromkreis oder ein Kern bezeichnet. der beispielsweise eine rechteckige Form aufweist. Nach A11. i wirkt der Regler als L'niforiner, in dein der eine Schenkel mit einer I'riniär\vicklttng B. der andere Schenkel finit einer Sekundärwicklung C versehen ist, welche in den Lichtbogen- oder Schweißstromkreis eingeschaltet wird, wenn der Regler bei der Lichtüogenchweißung verwendet wird. An geeigneter Stelle, z. B. in der Mitte des in den Abb. i bis 3 dargestellten magnetischen Kreises, ist ein Streuglied A1 drehbar gelagert, das unter ' der Einwirkung des Magnetfeldes von einer äußersten Stellung, wie sie in -b1. i und in Abb: 3 mit ausgezogenen Linien dargestellt i ist und in der es -von geringstem Einfluß auf ' die Streuung ist, sich in eine andere äußerste Stellung bewegen kann, die in Abb. 2 und in -1b. 3 mit strichpunktierten Linien angedeutet ist und in der das Glied die größte ' Streuung verursacht. Diese beiden Stellungen sind durch Anschläge D, Dl bestimmt, welche in einer in den Abb. i und 2 dargestellten Nut D= verschoben und in gewünschter Lage befestigt werden können. Diese Anschläge arbeiten mit einem-auf der Achse des Streugliedes A1 befestigten Arm E zusammen, auf welchen eine Feder F einwirkt, die den Arie zum Anschlag D hinzuziehen, also denselben i in seine anfängliche Lage zurückzubringen sucht. Die Bewegring des Streugliedes wird durch einen Luftpuffer G beeinflußt, dessen Kolbenstange G1 mit einem bei Hl drehbaren i Hebel H drehbar verbunden ist, während (las freie Ende des Hebels H durch eineStangell=' finit dem Ende des Armes E verbunden ist. Uni eine schnelle Zurückbewea fing des Kolbens des Luftguffers G zu erzielen, kann dieser in bekannter Weise mit einem Ventil versehen sein.In the -1b. i. 2 and 3 is finitely denoted a closed niagnetiScher circuit or a core. which has a rectangular shape, for example. After A11. The regulator acts as a l'niforiner, in which one leg is provided with a linear winding B. the other leg is finitely provided with a secondary winding C, which is switched into the arc or welding circuit when the regulator is used for arc welding will. At a suitable point, e.g. B. in the middle of the magnetic circuit shown in Figs. I to 3, a scattering member A1 is rotatably mounted, which under the action of the magnetic field from an extreme position, as shown in -b1. i and i is shown in solid lines in Fig. 3 and in which it has the slightest influence on the scattering can move to another extreme position, which is shown in Fig. 2 and in -1b. 3 is indicated with dash-dotted lines and in which the link causes the greatest 'dispersion. These two positions are determined by stops D, Dl, which can be moved in a groove D = shown in FIGS. 1 and 2 and fastened in the desired position. These stops work together with an arm E fastened on the axis of the spreading member A1, on which a spring F acts to pull the aria towards the stop D, that is to say to return the same i to its initial position. The movement of the spreading member is influenced by an air buffer G, the piston rod G1 of which is rotatably connected to a lever H rotatable at Hl, while the free end of the lever H is connected to the end of the arm E by a rod To achieve back movement of the piston of the air buffer G, this can be provided with a valve in a known manner.

' Der in Abb. 3 schematisch veranschaulichte Regler weicht in baulicher Hinsicht von dem in den Abb. ;:, 2 dargestellten Regler insofern ab, als die Kanten des drehbaren Streu-' gliedes Al abgerundet sind, um sich den inneren Kanten der geraden Längsseiten des Kernes A anzupassen, da diese Seiten in Abb. 3 einen gleichförmigen Querschnitt.aufweisen und nicht mit bogenförmigen Ausschnitten wie in den Abb. i und 2 versehen sind.The controller shown schematically in Fig. 3 is structurally different Regarding the controller shown in Fig.;:, 2 insofar as the edges of the rotatable scattering member Al are rounded to the inner edges of the straight long sides of the core A, as these sides in Fig. 3 have a uniform Cross-section and not with arched cutouts as in Fig. I and 2 are provided.

In elektrischer Hinsicht unterscheiden sich die Ausführungen nach den Abb. i, 2 und 3 dadurch, daß die Windungen BI und (.'1 ini :@rbeitsstroinkreis hintereinandergeschaltct sind, anstatt als Primär- und @el:un(lürwicl:-Jung eines Umformers zu dienen. Auf diese V\-eise dient der Regler nach < >I>..3 als veränderlicher Drosselwiderstand oder Inipedanz, deren Wirkung sich geinä13 der selbsttäti- eingenommenen Lage des Strcugliedes A1 ändert. Bei dieser Anordnung können- die Spulen eine gleiche oder ungleiche Anzahl von Windungen aufweisen.In electrical terms, the versions differ according to Figs. i, 2 and 3 in that the windings BI and (.'1 ini: @working cycle circle are connected in series, instead of as a primary and @el: un (lürwicl: -Jung one To serve the converter. In this way, the controller according to <> I> .. 3 serves as a variable Choke resistance or inipedance, the effect of which is mutually independent The position of the member A1 changes. With this arrangement, the coils can be identical or have an unequal number of turns.

1 Die in Abb. i und 2 beispielsweise dargestellten Anordnungen des Luftpuffers und der Feder sind in Abb.3- weggelassen worden, wobei es klar ist, (laß dieselben oder ähnliche Anordnungen auch hier vorgesehen sein Ia)lliieii.1 The arrangements of the The air buffer and the spring have been omitted in Fig.3- whereby it is clear (let the same or similar arrangements be provided here as well Ia) lliieii.

In Abb. 4 ist das Streuglied A= an einem 1'o1 oder an einem Vorsprung A3 eines Schenkels des Kerns A drehbar aufgehängt und überbrückt in geschlossener Stellung (siehe strichpunktierte Lage in Abb.4) den Luftraum zwischen dein Pol A3 und dein gegenüberliegenden Pol A. Die Wicklungen B= und C= können hier nach Art der Abb. r, 2 als Umformer oder nach Abb. 3 als Drosselwiderstand oder Impedanz angeordnet sein. Das Streuglied Az ist beispielsweise mit einem Arm Ei versehen, der sich zwischen zwei veränderlichen Begrenzungsanschlägen D= und D3 bewegt, wobei diese Bewegung von einer Feder F1 und einem Luftpuffer G'1 beeinflußt wird.In Fig. 4 the spreading element A = on a 1'o1 or on a protrusion A3 of a leg of the core A rotatably suspended and bridged in closed Position (see dash-dotted position in Figure 4) the air space between your pole A3 and the opposite pole A. The windings B = and C = can be used here according to Art Fig. r, 2 as a converter or according to Fig. 3 as a choke resistance or impedance be arranged. The spreading link Az is provided, for example, with an arm egg, which moves between two variable limit stops D = and D3, where this movement is influenced by a spring F1 and an air buffer G'1.

Bei dem in Abb.5 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Streuglied A" weder angelenkt noch drehbar angeordnet, sondern es gleitet mit einer Stange A11 in einer Führung Al=. Das innere Ende dieser Stange ist mit deni Kolben des Luftpuffers G= verbanden. Die Rückzugfeder F3 legt sich einerseits gegen die feste Führung Al= und andererseits gegen eine einstellbare Mutter A13 auf der Stange A11; die Bewegung des Streugliedes wird durch in geeigneter Weise verstellbare Anschläge D9, D1° begrenzt, indem ein auf der Stange befestigter Arm All zwischen die Anschläge greift. Wie bei den vorherigen Ausführungsformen können die Wicklungen B',.C' entweder als Umformerwicklungen oder als Teile einer Drosselspulenwicklung dienen.In the embodiment shown in Fig.5, the spreading member A "is neither articulated nor rotatably arranged, but it slides with a rod A11 in a guide A1 =. The inner end of this rod is connected to the piston of the air buffer G =. The return spring F3 rests on the one hand against the fixed guide Al = and on the other hand against an adjustable nut A13 on the rod A11; the movement of the spreader member is limited by suitably adjustable stops D9, D1 ° by an arm All attached to the rod reaching between the stops As in the previous embodiments, the windings B ',. C' can serve either as transformer windings or as parts of a choke coil winding.

Die Anordnung der Wicklungen ist nicht auf die oben beschriebenen Fälle beschränkt. sondern es können auch andere bekannte Anordnungen getroffen werden, beispielsweise können Teile der Primär- und Sekundärwicklung auf demselben Kernstück angeordnet werden, oder es können Abzweigungen von einer oder- beiden Wicklungen hergestellt werden.The arrangement of the windings is not different from that described above Limited cases. but other known arrangements can also be made, for example, parts of the primary and secondary windings can be on the same core piece be arranged, or branches from one or both windings can be used getting produced.

In manchen Fällen können auch mehrere Streuglieder angewandt werden: beispielsweise können augenscheinlich zusätzliche Polschuhe oder ähnliche Verlängerungen wie .13, A' in Abb. .4 auch auf der linken Seite des Kern. angebracht sein. Die beiden Streuglieder können symmetrisch oder unsymmetrisch zueinander angeordnet und voneinander unal>h@ingi oder miteinander verbunden und gcnieinsam beeinflußt sein. Die Abb. 6 dient zur Darstellung der Charakteristik des neuen Keglers, die zwischen zwei abfallenden Volt Ampere-Charakteris'tiken liegt, welche der durch die Anschläge bestimmten Anfan11s- und Endstellung entsprechen. Die Kurve a entspricht z. B. der Stellung des Streugliedes .41 (Abb. i und 2) in seiner Anfangsstellung, mit seinem Arm E am Anschlag D anliegend, während die Kurve b der Schlußstellung hei Anlage des Arms E am Anschlag Dl entspricht. Der zwischenliegende Verlauf der Volt-Ampere-Charakteristik ist durch die Kurve c dargestellt, die von der Kurve a ausgeht und zur Kurve b übergeht.In some cases several diffusion members can be used: for example, apparently additional pole pieces or similar extensions such as .13, A ' in Fig. .4 can also be used on the left side of the core. to be appropriate. The two scattering elements can be arranged symmetrically or asymmetrically with respect to one another and mutually independent or connected with one another and influenced together. Fig. 6 shows the characteristics of the new bowler, which lies between two falling volt-ampere characteristics, which correspond to the start and end positions determined by the stops. The curve a corresponds to z. B. the position of the spreader member .41 (Fig. I and 2) in its initial position, with its arm E resting against the stop D, while curve b corresponds to the final position of the arm E resting against the stop Dl. The intermediate course of the volt-ampere characteristic is shown by curve c, which starts from curve a and merges with curve b.

Durch Einstellung des Anschlags D näher zum Anschlag Dl nähert sich die Kurve a der Kurve b und umgekehrt.By setting the stop D closer to the stop Dl approaches curve a of curve b and vice versa.

In Abb. 6. stellt die Abszisse o, d die Stärke des Schlußstroms des Lichtbogens und o, e die des Schweißstromes dar; die Ordinate o, f gibt die Spannung des offenen Lampenstromes und o, g die des Schweißstromes an.In Fig. 6. the abscissa o, d represents the strength of the final current of the arc and o, e that of the welding current; the ordinate o, f indicates the voltage of the open lamp current and o, g that of the welding current.

Die Form der Kurven ändert sich entsprechend der Form des -Magnetkreises und der Anordnung der Wicklungen. Beispielsweise kann die Anordnung so getroffen werden, ilaß nach Erreichung eines gegebenen Stromes die Spannung - des Arbeitsstromes plötzlich abfällt.The shape of the curves changes according to the shape of the magnetic circle and the arrangement of the windings. For example, the arrangement can be made in this way so that after reaching a given current the voltage - of the working current suddenly falls off.

Claims

PATE \ TA \ PROVERBS: r. Automatic electric current regulator. in which a magnetic spreading member is set to an iron core carrying one or more windings, with two stops, one or both of which are adjustable in such a way that they determine the start and end position of the spreading member, characterized in that the spreading member (Al, A = or A1 °) has no turns.

2. Automatic elektrisclie`r-- current regulator according to claim i, characterized in that that the spreading member is rotatably arranged as a one or two-armed lever and of a spring (F) or the like. Is moved back to its initial position.

3. Automatic electrical current regulator according to claim r, characterized in that the core (A) finite two mutual induction windings (B, C) is provided, the moving ring of the scattering member in a manner known per se the mutual induction effect of these windings changes.