DE2914540C2

DE2914540C2 - Ringtransformator für Maschinen zum elektrischen Widerstandsstumpfschweißen

Info

Publication number: DE2914540C2
Application number: DE2914540A
Authority: DE
Inventors: Stanislav D. Dobrovolskij; Boris A. Galjan; Sergej I. Ku&ccaron;uk-Jacenko; Vladimir K. Lebedev; Boris E. Paton; Vasilij A. Sacharnov; Michail N. Kiew/Kiev Sidorenko
Original assignee: Institut Elektrosvarki Imeni E O Patona Akademii Nauk Ukrainskoi Ssr
Current assignee: Institut Elektrosvarki Imeni E O Patona Akademii Nauk Ukrainskoi Ssr
Priority date: 1978-06-15
Filing date: 1979-04-10
Publication date: 1985-02-21
Also published as: US4249153A; JPS5648277B2; CA1122665A; SU792307A1; FR2428903B1; DE2914540A1; SE422255B; GB2023350A; FR2428903A1; IT1125048B; SE7902604L; AU528973B2; AU4576779A; JPS551985A; GB2023350B; IT7941545A0

Description

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Die Erfindung betrifft einen Ringtransformator zum elektrischen Widerstandsstumpfschweißen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Ein solcher Ringtransformator ist durch den SU-Urheberschein 93 847 bekannt. Dort ist der Magnetkern als ein Ganzes mit einem vieleckigen bzw. rechteckigen Querschnitt ausgebildet. Nötigenfalls kann man den Magnetkern mit einer Trennfuge herstellen. Dadurch, daß die Seitenflächen i*> der Primär- und Sekundärwicklungen weitgehend freiliegen und damit den Schwcißspriizern ausgesetzt sind, besteht die Gefahr der Beschädigung der Isolation bzw. von Kurzschlüssen.

Die Herstellung einer Wicklung durch Einziehen in die Öffnung eines geschlossenen ungeteilten Magnetkerns erfordert viel Handarbeit und läßt sich nur schwer mechanisieren. Es ist bereits bekannt, ringförmige Magnetkerne von Drosselspulen aus einzelnen stirnseitig aneinanderstoßenden, vorher bewickelten Abschnitten zusammenzusetzen (GB-PS 13 22 264).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ringtransformator der eingangs genannten Art so auszubilden, daß er möglichst einfach herzustellen ist und eine möglichst hohe Betriebssicherheit aufweist.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 beschriebene Ausbildung gelöst.

Um einem Abbiegen der offenen Enden der Sekundärwicklung unter der Wirkung der elektromagnet!- sehen Kräfte im Transformator vorzubeugen, können die beiden offenen Enden der Sekundärwicklung jeweils durch einen Ring aus unmagnetischem Material, der entlang der durch die offenen Enden gebildeten Trennfuge angeordnet ist, gehalten sein. wi

Die erfindungsgemäße Ausbildung eines Ringtransformaiors erleichteri seine Herstellung, bietet die Möglichkeit, den Transformator ims einzelnen Elementen entsprechend den Umrissen der Schweißteile zusammenzubauen und ihn nötigenfalls durch Ersatz, von de- μ fckteii Elementen leicht /u reparieren. Darüber hinaus werden dank der kleinen Spalten /wischen der Primärwicklung, der Sekundärwicklung und dem Magnetleiter die Verluste im Transformator verringert und damit sein Wirkungsgrad erhöht

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 einen Ringtransformator, der innerhalb von zu verschweißenden Rohren angeordnet ist (im Längsschnitt),

Fig. 2 einen Schnitt in der Richtung der Linie H-Il auf Fig. 1,

Fig.3, 5 und 6 elektrische Schaltbilder der Primärwicklung eines Transformators nach Fig. 1,

Fig.4 einen Schnitt in der Richtung der Linie IV-IV auf Fig. 1.

Ein ringförmiger Schweißtransformator 1 (Fig. 1) zum Widerstandsstumpfschweißen von Rohren mit großem Durchmesser ist innerhalb der Rohre 2 untergebracht.

Der Transformator I (Fig.2) enthält neun Wicklungselemcnte 3. Jedes Wicklungselcment 3 enthält einen offenen Magnetleiter 4 sowie einen Teil der Primärwicklung 5 und einen Teil der Sekundärwicklung 6 und ist gegenüber den anderen Wicklungselementen 3 so angeordnet, daß die Stirnflächen seines offenen Magnetkerns 4 mit den Stirnflächen 7' der offer.sn Magnetkerne 4' de^r beiden Nachbarclemcnte 3' kontaktieren und insgesamt gemeinsam mit den offenen Magnetkernen 4 aller Wicklungselemente 3 einen geschlossenen Magnetkern 8 des Transformators 1 bilden, dessen Form in den Hauptzügen dem Umriß der Schwcißrohrc 2 entspricht, wobei seine Primärwicklung 5 mit den Primärwicklungen 5' der anderen Wicklungselemente 3' so verbunden ist, daß die Primärwicklung 9 des Transformators I gebildet wird, und seine Sekundärwicklung 6 gemeinsam mit den Sekundärwicklungen 6' der anderen Wicklungsclcmcntc 3' insgesamt eine Windung der Sekundärwicklung 10 des Transformators bildet. (Weiterhin sind in der Beschreibung sämtliche Wicklungselcmente mit der Ziffer 3, die offenen Magnetkerne mit 4, die Primär- und die Sekundärwicklungen der Wicklungselcmente entsprechend mit 5 und 6, die Stirnflächen des Magnetkerns 4 mit 7 bezeichnet).

Die Parallelschaltung der Primärwicklungen 5 der Wicklungselemente 3 ist in F i g. 3 gezeigt, wo jede Primärwicklung 5 des Wicklungsclements 3 zwei in Serie geschaltete Abschnitte 11 und 12 enthält. Die Zahl solcher Abschnitte kann eins und mehr betragen.

Die Primärwicklung 9 (F ig. I) und die Sekundärwicklung 10 des Transformators 1 liegen entsprechend auf dem geschlossenen Magnetkern 8 und der Primärwicklung 9 gleichmäßig längs der Schweißstöße 13 der Rohre 2 und sind voneinander getrennt: — die Primärwicklung 9 vom Magnetkern 8 einerseits und von der Sekundärwicklung 10 andererseits durch die Isoliereinlagcn 14 bzw. 15.

Zwischen den Stirnflächen 7 der Magnetkerne 4 der Wicklungselemente 3 des Transformators 1 sind Einlagen 16 aus einem elastischen Elcktroisoliermaterial angeordnet. Die Einlagen 16 isolieren die Stirnflächen der offenen Magnetkerne 4 voneinander, indem sie die Entstehung von Wirbclströmcn ausschließen und folglich die Verluste verringern, während ihre elastischen Eigenschaften die Möglichkeit bieten, den geschlossenen Magnetkern 8 zu einer stabilen Konstruktion zusammenzubauen, die unter der Wirkung der bei tier Arbeit des Transformators entstehenden elektromagnetischen Kräfte nicht vibriert.

Die Primärwicklung 9 (Fig. 4) des Transformators I

hat Ausführungen 17 zum Anschluß der Primärwicklung

9 an die Kontaktringe 18, die mit Klemmen 19 verbunden und in Nuten von Einlagen 20 angeordnet sind, welche die Kontaktringe 18 von der Sekundärwicklung

10 isolieren. An die Klemmen 19 wird auf bekannte ■> Weise ein Wechselstromnetz angeschlossen.

Die Windungsenden der Sekundärwicklung 10 (Fig. 1) sind durch den Isolator 21 voneinander isoliert. Diese Windungsenden der Sekundärwicklung 10 werden bekannlerweise durch Slromzuführungselemente (in der Zeichnung nicht dargestellt) der Maschine — jedes entsprechend mit seinem zu schweißenden Rohr 2 - verbunden. Um ein Abbiegen der Windungsenden der Sekundärwicklung 10 unter der Einwirkung der elektromagnetischen Kräfte zu verhindern, sind unmittelbar auf der Sekundärwicklung 10 in direkter Nähe von jedem entsprechenden Windungsende der Sekundärwicklung 10 (im Falle einer Sekundärwicklung mit mehreren Windungen — von den entsprechenden offenen Windungsenden) zwei Ringe 22 aus einem unmagnetischen Material mit Andrückbolzen 23, beispielsweise aus unmagnetischem Stahl angeordnet.

Die Wicklungselemente 3 des Transformators 1 sind auf der Hohlwelle 24 der Widerstandsstumpfschweißmaschine angeordnet, welche gegebenenfalls als Kühlkörper des Schweißtransformators 1 dient.

Es wurde eine Ausführungsvariante eines Transformators mit neun Wicklungselementcn des Transformators und zwei Abschnitten der Primärwicklung in jedem Element beschrieben, wobei die Primärwicklung jides Wicklungselements mit den Primärwicklungen der anderen Wicklungselemente reihenparallel verbunden ist. Es sind jedoch Ausführungsvarianten möglich, wo die Primärwicklung 25 (Fig.5) jedes Wicklungselements des Transformators mit den Primärwicklungen 25 der anderen Wicklungselementc parallel verbunden ist und die Primärwicklung 26 des Transformators bildet, sowie auch Varianten, wo die Primärwicklung 27 (Fig.6) jedes Wicklungselements mit den Primärwicklungen 27 der anderen Wicklungselemente in Reihe geschaltet ist und die Primärwicklung 28 des Transformators bildet. In diesen Fällen ist die Zahl der Wicklungselemente entsprechend gleich acht und vier, und die Primärwicklung der Wicklungselemente hat nur einen Abschnitt.

Der Transformator wird wie folgt montiert:

Die offenen Magnetkerne 4 (F i g. 2) der Wicklungseicincntc 3 werden an den Stellen, wo die Primärwicklung 5 angeordnet wird, mit den Isoliereinlagen 14 beklebt. Unter Verwendung des beklebten offenen Magnetkerns als Spule der Primärwicklung 5 wird auf ihn bekannterweise die Primärwicklung 5 — gegebenenfalls aus einem Kupferband ausgeführt — aufgewickelt, auf welche dann die Isoliereinlagen 15 angeordnet werden. Auf den offenen Magnetkern 4 mit einem Teil der Primärwicklung 5 und den Einlagen 15 wird seitens der Stirnfläche 7 des Magnetkerns 4 ein aus Kupfer ausgeführter Windungsteil der Sekundärwicklung 6 aufgepreßt, wonach zwischen den offenen Windungsenden der Sekundärwicklung 6 der Isolator 21 eingesetzt wird. Auf diese Weise spielt die Sekundärwicklung gleichzei- wi tig die Rolle eines Gehäuses, indem sie die Primärwicklung und den Magnetkern gegen die Spritzer des beim Schweißen geschmolzenen Metalls völlig überdeckt, wodurch die Gefahr eines Kurzschlusses ausgeschlossen wird, Fi'r einen erfindungsgemäßen Transformator b5 kann die Herstellung der Primärwicklung vollständig mechanisiert werden. Wie bereits erwähnt wurde, wird der Manuel kern als Spule verwendet, da die Wicklungen auf den Magnetkern aufgewickelt werden. Darum werden die Spalten zwischen ihnen i>nd dem Magnetkern verringert, wodurch die Verluste herabgesetzt und der Wirkungsgrad des Transformators gesteigert wird.

Die Ausführungen 17 (Fig.4) der Primärwicklung 9 werden durch die Nuicn der Einlagen 20 hindurchgeführt, die auf der Sekundärwicklung 10 angeordnet sind und von dieser die Ausführungen 17 sov.ie die Kontaktringe 18 elektrisch isolieren, und an die Kontaktringe 18 angeschlossen, wobei ein Ende der Primärwicklung 9 an einen Ring 18 — und das andere Ende an den zweiten Ring 18 angeschlossen wird.

Sodann werden die zusammengebauten Wicklungselemente 3 (Fig. 1) auf der Welle 24 befestigt, indem zwischen den Stirnflächen 7 der offenen Magnetkerne 4 der Wicklungselemente 3 die Einlagen 16 angeordnet werden. Die Windungsenden der Sekundärwicklung 10 werden durch entsprechende Elemente der Widerstandsstumpfschweißmaschine mit der Innenfläche der Schweißrohre 2 in unmittelbarer Nähe der Stoßflächen 13 verbunden. Nun ist der Schweißtransformator betriebsbereit.

Auf die gleiche Art, nur mit anders angeordneten und anders gestalteten Wicklungselementen kann man einen erfindungsgemäßen Transformator für Schweißteile von beliebigen anderen Maßen zusammenbauen.

Die Konstruktion eines erfindungsgemäßen Transformators ermöglicht seine mechanisierte Herstellung fast ohne Anwendung von Handarbeit, gewährleistet eine hohe Betriebssicherheit, leichte Montage und Reparatur, problemlose Änderung seiner Konfiguration je nach der äußeren Form der betreffenden Schweißteile durch entsprechende Vergrößerung oder Verringerung der Zahl der Wicklungselementc

Darüber hinaus ermöglicht es ein erfindungsgemäßer Transformator, beim Übergang vom Schweißen einer Form von Teilen zu einer anderen, die Transformatorelemente in einer anderen Reihenfolge anzuordnen bzw. einen Teil derselben durch Wickl ungselemente von einer anderen Form zu ersetzen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Ringtransformator für Maschinen zum elektrischen Widerstandsstumpfschweißen, enthaltend einen ringförmigen Magnetkern und mehrere auf dem Magnetkern längs des Schweißstoßes gleichmäßig verteilte Wicklungselemente, die jeweils einen Teil der Primär- und Sekundärwicklung bilden, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Magnetkern (4) aus einzeln stirnseitig aneinander stoßenden Abschnitten (4') zusammengesetzt ist und jedes der Wicklungselemente (3) einen dieser Abschnitte enthält und die Sekundärwicklungsteile (6') der Wicklungselemente stirnseitig aneinanderstoßcnd ein die Primärwicklung (9) und den Magnetkern (4) einschließendes Gehäuse bilden.

2. Ringtransformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden offenen Enden der Sekundärwicklung (6) jeweils durch einen Ring (22) aus unmagnetischem Material, der entlang der durch die offenen Enden gebildeten Trennfuge angeordnet ist, gehalten sind.