Schweissdynamo mit umschaltbaren Wichlnugen. In Stromkreisen, in denen elektromoto rische Kräfte tätig sind, ist ein gewisses Mass von Widerstand zur Dämpfung von Schwingungen nützlich oder sogar nötig. Dies ist zum Beispiel .der Fall hei Speisung eines Lichtbogens durch eine Dynamoma schine, die eine dem Lichtbogen angepasste Spannungscharakteristik, das heisst, fallende Spannung bei steigender Stromstärke, hat.
Bei einer Änderung der gegenelektromoto- rischen Kraft des Lichtbogens wird sieh der Strom ändern und da=durch die Spannung der Dynamomaschine auf den nötigen grösseren oder kleineren Wert bringen, aber nicht mo mentan, sondern mit einer gewissen Verzö gerung, die durch Selbstinduktion und- Re manenz verursacht wird, während dieser Ver zögerung treten Stromwellen -auf, die nur durch .den Widerstand des greises gedämpft werden. Bei zu geringem Widerstand ent stehen in gewissen Fällen nachteilige Wir kungen, besonders bei dünnen Elektroden,
bei denen ein zu viel, an Strom eine momen tane übermässige Erwärmung der Elektroden kuppe und damit ein Verspritzen der Metall teilchen hervorrufen kann, während ein zu wenig an Strom eine zu grosse Abkühlung der Elektrodenkuppe und unter ungünstigen Umständen ein Auslöschen des Lichtbogens hervorruft.
Es hat sich gezeigt, dass eine Maschine, die bei Stromstärken vom normalen bis hal ben normalen Strom zufriedenstellend arbei tet, ;Schwierigkeiten bei dünnen Elektroden gibt, die einen bedeutend kleineren .Strom erfordern und dass diese Schwierigkeiten be seitigt werden können, -wenn man in den Schweissstromkreis einen Widerstand ein schaltet, der zusammen mit dem innern Wi derstand der Maschine und dem übrigen Wi derstand des Sehweissstromkreises einen Spannungsabfall von einigen Volt ergibt., zum Beispiel bei einer bestimmten Elektrode 3 bis 4 Volt.
Die Zufügung eines äussern Widerstandes ist unbequem und bietet keine Gewähr, dass der :Schweisser ihn nur bei kleiner Strom stärke verwendet. Man kann wohl einen Selbstschalter vorsehen, der bei Überschrei tung eines :gewissen Stromes den Zusatzwi derstand kurzschliesst, doch können solche Apparate versagen und bedeuten jedenfalls zusätzliche Kosten in Anschaffung und Er- b altung.
Gemäss der vorliegenden Erfindung be sitzt die Schweissdynamo eine felderze.iz- gende Reihenschlusswicklung, die aus meh reren Teilen besteht, die so geschaltet werden können, dass sie für Betrieb mit starken Elektroden grössere wirksame Windungszahl und kleineren Widerstand, für Betrieb mit schwachen Elektroden kleinere wirleame Windungszahl und grösseren Widerstand er geben.
Als Ausführungsbeispiel sei eine reihen- schlusserregte Querfeldmaschine (R,osenberg- dynamo) genannt. ,Solche Maschinen sind :sowohl ohne als mit Regulierpolen zur Spei sung eines Lichtbogens geeignet.
Das Pri märfeld wird von einer mit den Nutzbürsten des Ankers und dem äussern Stromkreis in Reihe geschalteten Feldwicklung erzeugt; die Nutzbürsten schleifen auf den Kod;lektor- lamellen, die zu Ankerleitern in der Pol schuhmitte gehören, während Hilfsbürsten, die .sich in der normalen neutralen Zone be finden, miteinander kurzgeschlossen sind und die Möglichkeit bieten, dass beispielsweise im zweipoligen Anker Strom aus einem An kerviertel in .das diametral, gegenüberliegende übertragen wird, so dass die Ankerrückwir kung eine Komponente ergibt,
die zum Pri märfeld senkrecht steht., und. eine andere, die ihm entgegengesetzt gerichtet ist. Ein Teil .des Feldes ist mit geringem Eisenqueischnitt versehen, so dass sich dort starke Sättig(ang ergibt. Bei einer Rosenbergdynamo ohne Regulierpole kann innerhalb gewisser Gren zen eine Regulierung des Stromes durch einen Parallelwiderstand zur Reihenschlusswicklung erfolgen.
Bei der Maschine mit Regulierpolen lässt sich durch das Verschieben eines Eisen- teils im magnetischen Kreis der stark gesät tigte Querschnitt nach Belieben verändern, so da.ss die Maschine ohne Anderun.g in den Wicklungen auf verschiedene Kurzschluss ströme eingestellt werden kann.
Es möge nun eine für 400 Amp. Ma ximalstrom gebaute Maschine bei einem Strom von 200 Amp. gerade noch genügend innern Widerstand aufweisen und es wird gewünscht, sie auch bei einem Strom von 100 Ainp. für Drahtschweissung zu verwen den, wozu ein Gesamtwiderstand der Ma schine vom Doppelten des früheren Wider standes erforderlich wäre.
Bei einer Maschine mit nur einem Kol lektor wird die Widerstandsänderung ledig lich durch Uranschaltung der Magnetspulen erreicht. Die Reihenschlussmagnetspule hat in der Regel viel weniger Widerstand als der Anker. Um daher den innern Widerstand der Maschine bei gleichbleibendem Anker widerstand zu verdoppeln, mag es ndtig sein, den Widerstand ,der Magnetspulen auf den vierfachen oder einen noch Höheren Wert zu bringen. Dies kann auf verschiedene Arten geschehen.
Bei einer Ausführungsform werden die Magnetspulen aus zwei Leitern bewickelt, deren einer einen weitaus gerin geren Querschnitt hat als der andere und für den kleinen Strom bestimmt ist. Für den geringen Strom kann man -den schwachen Leiter allein verwenden, für den vollen Strom entweder den'@'t(a.rlien. Leiter allein odelr in Pa rallelschaltung mit dem schwachen Leiter.
Es ist zweclzmässig dieWicklung so vorzunehmen, dass die schwachen Leiter von starken Lei tern umgeben sind, so da.ss sie die von ihnen_ erzeugte Wärme an die vom Strom nicht durchflüssenen starken Leiter abgeben kön nen. Dies -wird am leichtesten bei ba.n.dför- migen Leitern dadurch erzielt, dass man dicke und dünne, gegeneinander isolierte Kupfer bänder .gleichzeitig aufspult.
Soll der dünne Leiter die halbe Stromstärke wie der dicke vertragen, so ist e5 bei gleicher Windungs- zahl und gleichem Leitermaterial zulässig, seinen Querschnitt gleich einem Viertel des jenigen des dicken Leiters zu machen, weil dann in der ganzen Spule nur der gleiche Wärmeverlust stattfindet als wenn der dicke Leiter vom vollen Strom durchflossen wäre. ,Uran kann auch Iden schwachen Leiter an Stellen der Spule bringen, die besonders gute Wärmeableitung geniessen und kann dadurch die Beanspruchung unter Umständen noch steigern.
Würden die schwachen Leiter nach aussen, die starken nach innen gelegt, so ist die mittlere Windungslänge der schwachen Leiter grösser als die der starken, so, dass auch aus diesem Grunde eine Widersta.nd;sveimelr- rung erfolgt.
Bei der beschriebenen Schweissdynamo wäre noch keine Sicherheit ,dagegen gegeben, dass oder Schweisser aus Irrtum beim Schwei ssen starker Drähte die Wicklung benützt, de nur für schwache Drähte dimensioniert ist, so dass eine Überhitzung der :Spule ein tritt.
Um .dies zu verhindern, wird die .Schwachdrahtspude mit kleinerer wirksamer Windungszahl ausgeführt als die Starkdraht- spule. In einem konkreten Fall wird beispiels. weise bei Verringerung der Feldwindungen auf<B>60%</B> der höchst erreichbare Ankerstrom auf die Hälfte vermindert. Führt man daher die Schwachdrahtwicklung mit weniger wirk samen Windungen aus, so kann man eine Überlastung hintanhalten.
Die Ausführung kann entweder in der Art geschehen, dass die Schwa,chdrahtwicklung effektiv weniger Windungen erhält oder dass sie zwar ebenso viele Windungen erhält wie die Starkdraht wicklung, :dass aber ein Teil gegen den an dern Teil der Windungen geschaltet wird, beispielsweise 80% der Windungen in .der selben Richtung wie,die Starkclralriwieklung und 20% entgegengeschaltet, so dass zur Magnetisierung nur<B>80-20</B>= 60% der Windungen in der Schwachdra.htwickiung wirksam sind, gegenüber 100 in der Stark drahtwicklung.
Bei einer andern Ausführungsform wird eine Schwa.chdrahtgegenwicklung verwendet. Die Starkdrahtwicklung bleibt :dauernd ein geschaltet und wird zur Erzielung höheren Widerstandes und geringeren Stromes in Reihe geschaltet mit cler in entgegen.gesetz- tem Sinne gewickelten Schwachdra-htwick- lung, die beispielsweise 40% der Windungen besitzt, so dass die wirksame Windungszahl 100-40=60% ist,
während die Ohm- sehen Widerstände der Stark- und Schwach- drahtwicklun.g hintereinander geschaltet sind. Zur Erreichung vollen Stromes und kleinen inneren Widerstandes der Maschine kann man die Schwachdrahtwicklung kUTZSChlie- ssen oder :den äussern Stromkreis an eine Klemme anschliessen, die zwischen Stark und Schwachdrahtwicklung liegt.
Eine weitere Ausführungsform der Erfin dung besteht darin, zwei Wicklungshälften mit ungleicher Windungszahl für Betrieb mit grossem Strom parallel, für Betrieb mit kleinem Strom gegeneinander zu schalten. Man kann beispielsweise eine Wicklung mit 20, eine mit 10 Windungen versehen. Haben sie beide etwa infolge verschiedener mitt lerer Windungslänge gleichen Widerstand, so wird bei Parallelschaltung jede den ha#l- ben Strom führen und sie wirken so, wie eine Spule von 15 Windungen, die den vollen Strom führt.
Sind sie gegeneinander geschal tet, so wirken sie wie eine ,Spule von 20 -10 =10 Windungen. Der Widerstand in letzterem Fälle ist .der vierfache wie bei Parallelschaltung.
Im vorhergehenden wurde der Ausdruck >,Schwach"- und "Stark"-Drahtwiclzlung in der Voraussetzung angewendet, dass beide Wicklungen aus gleichem Material bestehen und daher zur Erhöhung des Widerstandes der Leiterquerschnitt verringert wird. Es kann aber auch statt dessen ein Material mit hohem spezifischen Widerstand und grösserem (.Auerschnitt angewendet werden.