(57)【要約】  本発明は蓄電器（２）のエネルギをアーク（６）の操作のために変換する方法であって、電力ユニット（３）と、アーク（６）を操作する電流を設定するための入力および／出力装置（５）とを、エネルギの変換に使用する方法および装置並びに溶接装置に関し、ユーザに蓄電器（２）の状態の情報を提供可能とするために、アーク（６）の操作のための残り時間を、蓄電器（２）の所定の容量、および、入出力装置（５）において設定された電流の値を使用して算出し、その時間対応する表示ユニット（２７）に表示する。
2013504427.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電器（２）のエネルギをアーク（６）の操作のために変換する方法であって、電力ユニット（３）と、前記アーク（６）を操作する電流を設定するための入出力装置（５）とを、エネルギの変換に使用する方法において、
前記アーク（６）の操作のための残り時間を、前記蓄電器（２）の所定の容量、および、前記入出力装置（５）において設定された電流の値を使用して算出および表示することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記残り時間の値を、調節し、前記アーク（６）の操作の間に表示することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記残り時間の値の調節を所定の時間間隔で実行し、それぞれの前記残り時間の値を記憶することを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記残り時間の値を、設定された電流でのエネルギ消費の記憶した値に基づいて算出することを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記蓄電器（２）の容量を、該蓄電器（２）の少なくとも１つのコントローラにおいて読み出すことにより決定することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
アーク（６）の操作のために蓄電器（２）のエネルギを変換するための装置であって、エネルギを変換する電力ユニット（３）と、アーク（６）の操作のための電流を設定する入出力装置（５）とを有する装置において、
前記蓄電器（２）の所定の容量、および、前記入出力装置（５）において設定された電流の値に基づいて、前記アーク（６）の操作のための残り時間の値の算出をする計算ユニットと、算出した前記残り時間の値を表示するディスプレイユニット（２７）とを備えることを特徴とする装置。
【請求項７】
前記計算ユニットは、前記残り時間の値を、所定の時間間隔で算出し、
さらに、それぞれの前記残り時間の値を記憶する記憶装置を備えることを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記蓄電器（２）の少なくとも１つのコントローラを備え、該コントローラを前記蓄電器（２）の容量を決定するのに使用できることを特徴とする請求項６または７に記載の装置。
【請求項９】
前記蓄電器（２）を充電するためのユニットを備えることを特徴とする請求項６から８のいずれかに記載の装置。
【請求項１０】
前記蓄電器（２）の充電状態を表示する発光ダイオード（３１）が、前記入出力装置（５）に設けられていることを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
充電装置をオンおよびオフするための設定要素（３０）が、前記入出力装置（５）に設けられていることを特徴とする請求項９または１０に記載の装置。
【請求項１２】
蓄電器（２）と、アーク（６）を形成するトーチ（７）と、入出力装置（５）と、前記アーク（６）を操作するために前記蓄電器（２）のエネルギを変換する変換装置とを有し、前記変換装置は、請求項から５のいずれかに記載の方法を実行するように構成されている溶接装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アークの操作のための蓄電器のエネルギを変換するための方法であって、電源ユニットとアークを操作するために電流を設定する入出力装置とが使用されてエネルギを変換する方法に関する。
【０００２】
本発明は、さらに、アークを操作するために蓄電器のエネルギを変換する装置、および、アークを操作するために電流を設定する入出力装置に関する。
【０００３】
最後に、本発明は、蓄電器と、アークを発生するトーチと、入出力装置と、アークを操作するために蓄電器のエネルギを変換する装置とを含む溶接装置にも関する。
【背景技術】
【０００４】
可搬性を促進するために、前記装置を使用して実行され得る適用例のような、適当な装置の電子システムまたはパワーエレクトロニクスに電気エネルギを供給するための電源として蓄電器を使用すると一般に理解されている。そのエネルギが限定されているので、蓄電器は定期的に再充電されなければならない。
【０００５】
溶接装置のような金属加工用装置における蓄電器の使用は、例えば、ＤＥ２６５０５２２Ａ１およびＧＢ２３１６２４４Ａの明細書から公知である。
【０００６】
ＵＳ２００５／０１０９７４８Ａ１は、溶接エネルギまたはアークを生成する電源をそれぞれ有する溶接装置を記載する。蓄電器の電圧は、ステップアップコンバータによって中間電圧に変換され、続いて、下流のステップダウンコンバータによってアークに必要な電圧に降圧される。蓄電器は、充電装置を使用して再充電できる。前記充電装置は、独立したユニットであり、溶接装置に組み込まれてもよく、外部装置として蓄電器に接続されてもよい。アークのためのエネルギが２段階で生成されることは、ステップアップコンバータとステップダウンコンバータの両方においてスイッチング損失が生じ、それにより効率が低下するので、不利である。加えて、ステップダウンコンバータは、昇圧した中間電圧をアーク電圧に変換する必要があるので、大きな電圧差によりスイッチング損失が増大する。
【０００７】
ＵＳ２００９／００８３７４Ａ１およびＵＳ２００７／１８１５４７は、バッテリの充電状態が表示される可搬電池駆動溶接装置を記載している。
【０００８】
また、ＪＰ１０−２７２５６３ＡおよびＪＰ２００３−０２８９３９は、ユーザに関係するバッテリの充電容量の情報が提供される可搬電池駆動溶接装置を記載している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の課題は、ユーザがエネルギの充電状態の情報を得られる上述の方法および上述の装置の創成である。公知の方法および装置の欠点は、回避または少なくとも低減されなければならない。
【００１０】
本発明の他の課題は、それによってユーザが蓄電器の限定されたエネルギを使用するための理想的エネルギ管理の提供を受けられるような、溶接装置およびそれにより実行され得る方法を創成することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の課題は、アークの操作のために残っている時間を計算し、蓄電器の所定の容量に基づく設定電流、および、入出力装置に設定された電流の値と共に表示する、上述の方法によって解決される。溶接装置用のアークを操作する場合、前記パラメータは、電流が設定されたときに溶接のためにまだ残っている時間である残り溶接時間であろう。ここで、装置を始動したときに、既にユーザは、蓄電器をあとどのくらいの長さ使用できるか、つまり、ユーザがあとどのくらい溶接できるかについて、最初の情報を得ている。
【００１２】
有利にも、計算値に基づく前記情報は、調節または推定され、アークの操作中、つまり、エネルギを消費している間、表示される。
【００１３】
所定の時間間隔で残り時間の値の調節が行われ、それぞれの残り時間が記憶されるのであれば、アークの操作のための電流の開始または変更のとき、記憶した値によってより正確な計算が有意にも行われる。
【００１４】
他の利点は、コントローラを有する蓄電器の使用であり、それにより計算の正確性が促進される。
【００１５】
本発明の課題は、また、アークの操作のための残り時間を、所定の蓄電器の容量と入出力装置に設定されたアークを操作する電流のための値とに基づいて算出する装置と、残り時間の計算値を表示するディスプレイユニットとが設けられた、上述の装置によっても達成される。それによりもたらされる利点およびさらなる利点は、上述の利点および以下の記載に見られる。
【００１６】
有利には、蓄電器を再充電する装置が、蓄電器の充電プロセスがユーザに伝達される情報に基づいて迅速且つタイミングよく実行できるように設けられる。
【００１７】
入出力装置には、蓄電器の充電状態を表示する発光ダイオードが設けられる。
【００１８】
さらに、充電装置をオンおよびオフするための設定要素を、入出力装置に設け得る。
【００１９】
最後に、本課題は、上述の方法を実行するように設計され、或いは、上述の装置を有する、上述の溶接装置によっても解決される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】溶接装置の概略図である。
【図２】アークの操作のために蓄電器のエネルギを変換する装置の概略ブロック図である。
【図３】そのような変換装置の回路図である。
【図４】本発明により設計された溶接装置の入出力装置の概略図である。
【図５】本発明により設計された溶接装置の入出力装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明は、添付の概略図の助けを借りて、より詳細に説明される。
【００２２】
前置きとして、実施形態の同じ部分は同じ参照記号によって示されることを注記する。
【００２３】
図１には、少なくとも１つの蓄電器２と、電力ユニット３と、制御装置４と、入出力装置５とを含む装置１が示されている。装置１は、制御装置４によって制御されたアーク６を形成するように構成されている。よって、装置１は、例えば、溶接装置、切断装置、清掃装置またははんだ付け装置として使用できる。そのような装置１のトーチ７の冷却のような細部は、それが従来技術から公知であるので、より詳細には説明しない。
【００２４】
アーク６のための電流は、トーチ７に移動させられ、または、電極ホルダに保持された電極３２とそれぞれの工作物８との間に生成される。いくつかの部品からなる工作物８も、装置１に接続される。したがって、電流は、蓄電器２から供給されて電力ユニット３から提供される。さらに、電流およびさらなるパラメータは、適用可能であれば、入出力装置５において調節または制御され得る。このため、入出力装置５は、制御装置４に接続されている。好ましくは、電力ユニット３は、出力に、それを介してトート７または工作物８を接続できるように、ポートまたはブシュが設けられる。よって、電力ユニット３は、例えば、以下の実施形態において説明するように溶接プロセスが実行できるように、蓄電器２に蓄えられたエネルギを変換する。
【００２５】
蓄電器２が制限された範囲で利用可能であるために、電力ユニット３のアーク６の操作のためにステップダウンコンバータを使用して、過渡電圧を抑制する方法で蓄電器に接続されたステップダウンコンバータの少なくとも１つのスイッチ９のスイッチング手順を実行することにより、最小限のスイッチング損失でアーク６にエネルギが提供される。このために、過渡電圧を抑制したスイッチング手順を実行するためのスナバ回路１０がステップダウンコンバータに組み込まれている。
【００２６】
今から、スナバ回路１０を含む電力ユニット３を、図２および３の助けを借りて説明する。ステップダウンコンバータの基本的構成要素は、スイッチ９および１１およびインダクタ１２である。これは、同期変流器とも呼ばれ、同期ステップダウンコンバータとして使用される。効率的に、つまり、およそ９９％の効率でアーク６用のエネルギを生成するために、スイッチ９は、スイッチオン手順での過渡電圧抑制およびスイッチオフ手順での過渡電圧抑制の両方を果たすように、スナバ回路１０に結線される。このように、非常に小さいエネルギが熱に変換され、それにより、電力ユニット３の電子部品の最小限度の冷却だけが要求される。したがって、要求される電力ユニット３のスペースも最小限に低減される。
【００２７】
この実施形態において、スナバ回路１０は、キャパシタおよびインダクタのような蓄電要素、並びに、ダイオードを備えると認められる。通常、ダイオードは、電流の向きを制御し、それにより、蓄電器２のエネルギを、最小限のスイッチング損失で、少なくともスイッチ９のスイッチング動作において、溶接プロセス、切断プロセスまたは清掃プロセスのアーク６に必要なエネルギに変換する。
【００２８】
スイッチオン用スナバは、２つの回路に分割され、第１の回路は、スイッチ９に直列に接続されたインダクタ１３からなり、第２の回路は、キャパシタ１４およびダイオード１５により構成される。第２の回路は、制御ユニット１６によって能動的に制御される。第１の回路は、全体として能動的なスイッチオン時の過渡電圧抑制がなされるように、第２の回路を介して間接的に能動制御される。
【００２９】
制御ユニット１６は、蓄電器２に接続された入力側のスイッチ９と同様のスイッチ１７により形成された最も簡単な形態である。この場合、スイッチ１７もまた、過渡電圧抑制される。具体的には、スイッチオフ時の過渡電圧抑制は、キャパシタ１８およびダイオード１９を介して達成され、スイッチオン時の過渡電圧抑制は、インダクタ２０および２１を介して達成される。
【００３０】
スイッチ９のためのスイッチオフ時の過渡電圧抑制は、スイッチ１７と同様にキャパシタ２２およびダイオード２３を介して達成される。ダイオード２３は、スイッチ９がオンされたときに、スイッチ９を介したキャパシタ２２の制御されない充電を抑止する。
【００３１】
スイッチ１１のための過渡電圧抑制は、従来技術から公知の同期ステップダウンコンバータの基本動作の原則から自動的に達成されるので、必要ではない。
【００３２】
溶接装置１の制御装置４によって同期コンバータの制御に応じて能動的に制御されるスイッチング手順におけるスイッチオン時およびスイッチオフ時の過渡電圧抑制の機能は、以下の初期状態を基礎として詳細に説明される。
【００３３】
スイッチ９は開、スイッチ１１は閉、キャパシタ１４，１８および２２並びにインダクタ２０，２１および１３は放電済み。
【００３４】
前記初期状態によれば、出力電流Ｉａまたは溶接エネルギは、スイッチ１１およびインダクタ１２で形成された電気回路を介して供給され、スイッチ１１の電圧は実質的にゼロである。続いて、インダクタ１２は放電される。次のステップにおいて、インダクタ１２を再充電するために、スイッチ９がオンされてスイッチ１１が過渡電圧抑制されてスイッチオフされる。
【００３５】
スイッチ９をスイッチオンするとき、スイッチオン時の過渡電圧抑制は、本発明にしたがって、スイッチオン時にスイッチ９の自己キャパシタンスが再充電されるだけでよいように機能する。よって、少ない、無視できるスイッチオン損失だけがもたらされる。これは、スイッチオン時に電流の増加を電流増加がインダクタ１３の大きさに応じて連続的に生じるように制限するスイッチ９に直列に接続されたインダクタ１３によって達成される。このため、最低限のスイッチング損失が出力電流Ｉａの僅かな量によって生じるだけである。
【００３６】
前記電流の増加は、インダクタ１３を通して流れる電流が出力電流Ｉａと同じ程度に大きい限り継続する。つまり、電流の制限のために、出力電流Ｉａスイッチ９からの出口に対して全体に遅れて流れる。よって、電流は、スイッチ１１に並列に接続したダイオード１５を介した出力にはもはや流れず、キャパシタ１５がスイッチと並列に再充電される。再充電は、前記キャパシタ１４に直列に接続したインダクタ１３を介して実行される。これは、結節点Ｋ１の電圧を遅れて連続的またはゆっくりと供給電圧、つまり、蓄電器２の電圧まで上昇させる。
【００３７】
さらに、このゆっくりとした電圧上昇によって、スイッチ９およびスイッチ１１の両方における電圧の尖鋭な上昇が防止され、スイッチ９または１１の望まざる短期のスイッチングが防止される。特に、スイッチ９をオンするとスイッチ１１もオンされることが防止される。ここで、溶接エネルギが蓄電器２により直接供給されるいわゆる「導通フェーズ」に言及する。これは、供給電圧が結節点Ｋ１に印加される場合である。
【００３８】
「導通状態」の間、続くスイッチオフ時過渡電圧抑制および次のスイッチオン時過渡電圧抑制のための適切な準備がなされる。「導通状態」の中で「再充電状態」を実行する間に、キャパシタ１４，１８および２２が制御ユニット１６の作動、つまり、スイッチ１７のオンにより充電される。制御ユニット１６の動作の最初に可能な時間点は、供給電圧が結節点Ｋ１に印加されたときである。スイッチ１７は、キャパシタ１４に半分の供給電圧が印加されている限りオンされたままである。さらに、キャパシタ１４よりも大きさが小さいキャパシタ２２および１８は、この時間の間にインダクタ２１およびダイオード２４を介して完全に充電される。前記インダクタ２１およびダイオード２４は、キャパシタ１８とキャパシタ２２との間に配設され、キャパシタ１８，２２の両方が同じ充電電流ＩＬ２で充電される。インダクタ２１は、等しい大きさのキャパシタ１８および２２の充電時間をそれらが同時に等しく供給電圧まで充電されるように制御する。キャパシタ１８および２２は、遅くとも、キャパシタ１４における供給電圧の半分に達するのに必要な時間内に充電される。それにしたがって、インダクタ２１の大きさが決められる。さらに、インダクタ２１およびダイオード２４は、キャパシタ１８および２２を充電中直列に接続する。スイッチオフ時の過渡電圧抑制を達成するために、キャパシタ１８およびダイオード１９、または、キャパシタ２２およびダイオード２３が互いに独立して作用する。
【００３９】
この時間の間、エネルギは、キャパシタ１３の充電電流ＩＬ１に応じて、スイッチ１７に直列に接続されたインダクタ２０の中に保存される。
【００４０】
スイッチ１７は、キャパシタ１８および２２が完全に充電され、キャパシタに半分の供給電圧が印加される。充電されたキャパシタ１８およびダイオード１９は、スイッチ１７のためのスイッチオフ時の過渡電圧抑制の機能を果たす。スイッチングの際、キャパシタ１８により供給電圧が出力側にも印加され、それにより、スイッチ１７は、十分に無電位または電位差なしにスイッチオフまたは開放され得る。そして、キャパシタ１８の完全な放電は、インダクタ２０を介してキャパシタ１４または出力に作用する。したがって、インダクタ２１、ダイオード１９およびダイオード２５により、この中間保存されたエネルギは失われない。キャパシタ１８は、キャパシタ２２がさらに供給電圧に維持されている間に放電する。
【００４１】
スイッチ１７をオフすると、キャパシタ１４は、インダクタ２０の中に保存されたエネルギで供給電圧まで再充電される。これは、インダクタ２０、キャパシタ１４およびダイオード２５で形成された電気回路を介して行われる。インダクタ２０は、スイッチ１７がオフされるときにキャパシタ１４を供給電圧まで再充電するために、スイッチ１７のスイッチオン時間の間に十分なエネルギが保存されるような大きさである。
【００４２】
最後に、キャパシタ１４における供給電圧に達して、「導通フェーズ」の間に「再充電フェーズ」も完了される。したがって、「導通フェーズ」は、それがスイッチ９のためのスイッチオフ時の過渡電圧抑制のために設けられているので、やはり完了できる。加えて、スイッチ９をオフするときのスイッチオン時の過渡電圧抑制もスイッチ９の次のスイッチオン手順のために略同時に提供されるように、インダクタ１３からのエネルギの除去も提供されている。
【００４３】
スイッチ９をオフする際、スイッチオフ時の過渡電圧抑制は、スイッチ１７と同様に、充電されたキャパシタ２２によりダイオード２３を介してスイッチ９の出力側または結節点Ｋ２に供給電圧を印加することによって、スイッチ９における電圧降下または電位差が十分にもたらされ、それにより損失なくスイッチオフされ得るように行われる。
【００４４】
したがって、電流は、蓄電器２からスイッチ９を介してインダクタ１３に流れ込まず、それらに保存されるエネルギが有意にも完全に放電され得る。これは、キャパシタ２２を完全に放電することにより、結節点Ｋ２における電圧がダイオード２３を介して出口まで連続的に減少するように行われる。また、スイッチ９をオフするとき、キャパシタ１４は放電され、結節点Ｋ１における電圧に影響する。結節点Ｋ１における電圧は、キャパシタ２２と比べてより大きいキャパシタ１４によって、結節Ｋ２におけるよりもゆっくりと減少する。したがって、インダクタ１３に対し、いわゆる負の電圧−時間面積が適用され、それにより、電流は、インダクタ１３における電圧の極性がより早く放電したキャパシタ２２に応じて反転するので、インダクタ１３のために減少する。よって、結節点Ｋ２またはスイッチ９の出力側における電位は、キャパシタ２２が放電した後、有意にもゼロであり、前記結節点Ｋ２における電位は、ダイオード２６により維持される。インダクタ１３における負の電圧−時間面積は、インダクタ１３の放電がもたらす出力に供給される電流を生じる。よって、インダクタ１３およびキャパシタ１４のエネルギは、有意にも損失なく、出力電流Ｉａに供給される。故に、スイッチオン時の過渡電圧抑制は、スイッチ９の次のスイッチオン手順のために再度適用できる。したがって、スイッチ９をオフすると、出力電流Ｉａが遮断されないように、今度はスイッチ１１がスイッチオンされる。具体的には、これは、結節点Ｋ１における電圧が有意にもゼロまで低下したときに起こる。よって、スイッチオン時の過渡電圧抑制が提供される。ここで、初期条件が再現される。これは、溶接エネルギが要求される限り繰り返される。
【００４５】
典型的には、電力ユニット３は、蓄電器２から溶接エネルギを提供するために使用され、蓄電器２の容量に応じて制限されたエネルギをユーザが利用できる。
【００４６】
したがって、本発明によれば、利用可能なエネルギまたはそれから導出されるパラメータは、入出力装置５の図４および５に係るディスプレイユニット２７上に表示される。好ましくは、蓄電器２の容量および構成要素２８を使用して設定されるアーク６を生成するための電流から、前記電流のためにどのぐらいの長さのエネルギが十分であるかが算出される。パラメータ、特に、利用可能時間、つまり、残っている時間の算出は、例えば、以下に説明するように実行される。
【００４７】
従来技術に係る蓄電器２には、いわゆる「充電状態」（ＳＯＣ）および／または「劣化状態」（ＳＯＨ）コントローラが組み込まれている。装置１の制御装置４によれば、前記コントローラは、典型的には、蓄電器２の容量に有意に対応する電流充電状態を提供する。さらに、制御装置４は、また、アーク６のために設定された電流を把握する。効果的に使用できる蓄電器２の容量が適用された負荷に大きく依存するため、前記電流が要求される。適用された負荷は、設定された電流に対応する。例えば、高い溶接電流での溶接において、蓄電器２の容量は、中程または低い溶接電流での溶接に比べて早く消耗する。よって、蓄電器２の容量およびアーク６を操作するための電流は、計算の基礎としての役目を果たす。
【００４８】
例えば、装置１を始動したとき、設定した電流を流せる時間は、電流および容量から計算され、ディスプレイユニット２７上に表示される。これは、残り時間、または、溶接装置の場合には残り溶接時間と呼ばれる。アーク６を操作するための電流、特に、溶接電流が変化した時、残り溶接時間もそれにしたがって調節される。溶接装置の始動時には、溶接プロセスが未だ実行されていないので、表示された残りの溶接時間は、参考値としてのみ役目を果たす。ここでは、実際のエネルギ消費は、未だ計算に入れられていない。これは、特に、アーク６の長さ、使用される溶接電極、適切な溶接用途等に依存する。
【００４９】
溶接プロセスが実行されるとき、制御装置４は、実際の溶接電流と、溶接電圧または電流と、蓄電器２の電圧との値に基づいて、ある時間の実際のエネルギ消費を算出する。前記先のエネルギ消費に基づいて、さらなるエネルギ消費が推定でき、それにより、残り溶接時間溶接、つまり、まだ可能な時間が調節されて、新しい値がディスプレイユニット２７に表示され得る。これは、５秒毎、３０秒毎または６０秒毎のような一定の時間間隔で、アーク６の操作の間になされ得る。好ましくは、新しい溶接プロセスが開始、溶接電流が変化、または、装置１がオフされれば、最後に算出した残り溶接時間が、ディスプレイユニット２７に表示される。
【００５０】
さらに、少なくとも最後に算出した値は、前記値が、次に装置を始動したときに、ディスプレイユニット２７に表示にされるように記憶されてもよい。
【００５１】
残り溶接時間の算出をさらに正確に実行するために、一定の時間間隔で検出された実際の値が、例えば、溶接プロセスの間に記憶される。よって、溶接プロセスに続いて、溶接プロセスの間に消費されるエネルギが、それらから算出され得、前記エネルギ消費の値が溶接プロセスの間に溶接電流を設定するのに割り当てられる。溶接プロセスを同じ溶接電流の設定を使用してある回数実行するとき、エネルギ消費の平均値が使用される。実行されるそれぞれの溶接プロセスのために必要とされる溶接時間も、また記録されるので、前記時間の平均を算出できる。このように、ライブラリが外見的に形成され得、その中でエネルギ消費の平均値は、例えば溶接電流の複数の可能な設定のための所定時間の間に記録され得る。したがって、そのようなライブラリは、溶接プロセスが実行する毎に更新され得る。このように、溶接装置１を始動したとき、または、溶接電流を変化させたときに、設定した溶接電流によるエネルギ消費が、有意にも前記ライブラリの経験的な値から知得される。よって、蓄電器の容量およびライブラリに記録した溶接プロセス当たりのエネルギ消費から、幾つの溶接プロセスが設定した溶接電流および蓄電器２の利用可能な容量を使用して実行できるかを算出できる。エネルギ消費に応じて、関連する溶接時間もまたライブラリに記録されるので、残り溶接時間が計算して、ディスプレイユニット２７に表示され得る。
【００５２】
したがって、残り溶接時間は、エネルギが依然として利用可能であり、電流エネルギ消費が一定の時間間隔で計算に入れられるので、繰り返し算出または決定される。よって、ディスプレイユニット２７に表示された残り溶接時間も、蓄電器２の比較的正確な情報が利用できるように、定期的に更新される。
【００５３】
勿論、説明した残り時間の表示は、類似する機能のためにも利用できる。具体的には、蓄電器２が溶接用モジュールに接続されていないが、例えばインバータモジュールまたは計装モジュールに接続されている場合である。
【００５４】
充電器２を充電する可能性があるとき、それはさらなる利点である。電力ユニット３として同期ステップダウンコンバータを使用する場合、それは、ステップダウンコンバータである同期コンバータを操作することにより、蓄電器２を充電するのにも使用できる。同期ステップアップコンバータは、入力と出力とを入れ替えた逆向きで使用される。よって、ステップアップコンバータの操作のために、図２によれば、スイッチ１１、インダクタ１２およびダイオード２８が重要である。ダイオード２８の機能がスイッチに置き換えられたとき、これは、同期ステップアップコンバータと呼ばれる。よって、スイッチ１１は、同期コンバータの両方の動作モードに採用され、それぞれの動作モードのために異なる制御が要求される。例えば、ステップアップコンバータの操作のためのスイッチ１１の制御は、図４および５に係る入出力装置５上の設定要素で充電モード（充電）を有効化することによって起動される。起動された充電モードは、例えば、発光ダイオード３１によって表示される。
【００５５】
したがって、起動された充電モードにおいて、充電器２が充電され得るための基本的要求を満たす。このため、適当な電圧源を接続する必要がある。これは、この場合にはステップアップコンバータの入力として機能するステップダウンコンバータの出力において行われる。具体的には、溶接装置において電力ユニット３が使用されるとき、溶接ジャック（差し込み口）は出力である。電圧源として、例えば自動車のバッテリが使用される。電力ユニット３が電圧源の接続の際に保護されるように、溶接ジャックの部分に逆極性保護を設け得る。
【００５６】
ステップアップコンバータの公知の機能によれば、電圧源電圧は、蓄電器２の電圧よりも低くなければならない。
【００５７】
充電モードの起動および電圧弁の接続に続いて、蓄電器２が充電される。このため、スイッチ１１は、電圧源の電圧が蓄電器２の電圧まで上昇するように、誘起される。したがって、蓄電器２の充電電流は、ダイオード２８を介して蓄電器２に流れ、上記の存在し得るＳＯＣおよび／またはＳＯＨコントローラが蓄電器２の個々のセルの均等な充電を提供する。充電状態は、ＳＯＣおよび／またはＳＯＨコントローラによって監視され、制御装置４に通信される。よって、充電状態は、例えばディスプレイユニット２７に表示され得る。したがって、充電プロセスは、蓄電器２が完全に充電されると、自動的に制御装置４によって終了される。これは、ディスプレイユニット２７の入出力装置５に、或いは、発光ダイオード３１の１つ（エネルギ）によって表示される。例えば、発光ダイオード３１（エネルギ）は、蓄電器２を充電すべきときに赤色に点灯し、充電器２が完全に充電されたときに緑色に点灯する。よって、設定要素３０を使用して、充電モードから溶接モード（ＷＩＧまたはＥＬＥ）に戻すことができる。
【００５８】
勿論、溶接装置は、それを通して蓄電器２が充電器を用いて充電され得る適切なコネクタを有し得る。この場合、ステップアップコンバータである同期コンバータを操作するモードは必要でない。
【００５９】
さらに、好ましくは電力ユニット３の溶接出力または溶接ジャックに並列に接続された低電圧ソケットの形態で、装置１、具体的には溶接装置に配設された追加の出力を有すること、つまり、溶接装置１にさらなる需要先に供給するための出力が配設されることも可能である。よって、照明、ネオン管、ドリル機またはドリルモジュール、ジグソーまたはジグソーモジュール等のさらなる需要先を接続できる。
【００６０】
当然に、装置１または溶接装置には、ステップアプコンバータおよびＤＣ／ＡＣモジュールを配設でき、それにより、追加の出力を可変電圧出力、具体的には２４０ボルトソケットとして設計できる。１以上の低電圧出力および可変電圧出力を、装置１、具体的には溶接装置に配設でき、それによって、対応する電圧で動作するさらなる装置を直接装置１に接続できる。そのような追加の装置が接続されて使用されるとき、それらのエネルギ消費もまた、上述のように決定して表示できる。そこで、まだ利用できるエネルギの通常の表示、および／または、理論的にユーザが現存するエネルギを使用できる１以上の溶接プロセスの時間の表示が可能である。
【００６１】
そのような設計の装置１または溶接装置の利点は、現在ユーザが材料を接続するために溶接装置を使用しているときに、材料の分離のようなさらなる仕事のための追加の装置、を接続でき、共通の電力供給が提供されることである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【手続補正書】
【提出日】平成23年12月30日(2011.12.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電器（２）を有し、電力ユニット（３）と、溶接電流を設定する制御装置（４）に接続された入出力装置（５）とを前記蓄電器（２）のエネルギを変換するために使用して、アーク（６）を形成する溶接装置（１）の操作方法であって、
前記溶接装置（１）を始動したとき、前記制御装置（４）を介して、前記溶接装置（１）の操作のための残り溶接時間の参考値を、前記蓄電器（２）の所定の容量、および、前記入出力装置（５）において設定された溶接電流の値を使用して算出および表示し、
前記溶接電流が変化した場合、それにしたがって前記残り溶接時間を調節し、溶接プロセスを実行する間に、溶接電流および溶接電圧の実際の値に基づいて、前記残り溶接時間を調節することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記残り溶接時間の値の調節を所定の時間間隔で実行し、それぞれの前記残り溶接時間の値を記憶することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記残り溶接時間を、設定された溶接電流でのエネルギ消費の記憶した値に基づいて算出することを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記蓄電器（２）の容量を、該蓄電器（２）の少なくとも１つのコントローラにおいて読み出すことにより決定することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
蓄電器（２）と、アーク（６）を形成するトーチ（７）と、溶接電流を設定する制御装置（４）に接続された入出力装置（５）と、前記アーク（６）の操作のために前記蓄電器（２）のエネルギを変換する電力ユニット（３）とを有する溶接装置（１）であって、
前記制御装置（４）は、前記蓄電器（２）の所定の容量、および、設定された溶接電流の値に基づいて、前記アーク（６）の操作のために残っている残り溶接時間の参考値を算出し、溶接プロセスを実行する間に、溶接電流および溶接電圧の実際の値に基づいて、前記残り溶接時間を溶接電流の変化に応じて調節し、
さらに、算出した前記残り溶接時間の値を表示するための表示ユニット（２７）を備えることを特徴とする溶接装置。
【請求項６】
前記制御装置（４）は、前記残り溶接時間の値を、所定の時間間隔で算出するように設計され、
さらに、それぞれの前記残り溶接時間の値を記憶する記憶装置を備えることを特徴とする請求項５に記載の溶接装置。
【請求項７】
前記蓄電器（２）の少なくとも１つのコントローラを備え、該コントローラを前記蓄電器（２）の容量を決定するのに使用できることを特徴とする請求項５または６に記載の溶接装置。
【請求項８】
前記蓄電器（２）を充電するためのユニットを備えることを特徴とする請求項５から７のいずれかに記載の溶接装置。
【請求項９】
前記蓄電器（２）の充電状態を表示する発光ダイオード（３１）が、前記入出力装置（５）に設けられていることを特徴とする請求項８に記載の溶接装置。
【請求項１０】
充電装置をオンおよびオフするための設定要素（３０）が、前記入出力装置（５）に設けられていることを特徴とする請求項８または９に記載の溶接装置。
【国際調査報告】
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