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PATENTANSPRÜCHE
1. ElektrischeVielpunkt-Widerstandsschweissmaschine zur Herstellung von geschweissten Gittern, mit zwei sich über die Maschinenbreite erstreckenden, gegeneinander isolierten Stromschienen, auf denen mit je einer der beiden Stromschienen leitend verbundene und gegen die andere Stromschiene isolierte Schweisselektroden angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die eine (1) der beiden Stromschienen (1, 2) unmittelbar mit einem Ende des Sekundärleiters (12) zumindest eines Schweisstransformators (11) verbunden ist, wogegen an der anderen Stromschiene (2) zumindest ein Halbleiter-Gleichrichter (16) angeordnet ist, der einerseits leitend an dieser Stromschiene (2) anliegt und anderseits mit dem zweiten Ende des Sekundärleiters (12) verbunden ist.
2. Widerstandsschweissmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Ende des Sekundärleiters (12) und der anderen Stromschiene (2) mehrere parallelgeschaltete Halbleiter-Gleichrichter (16) in Anlage an der Stromschiene (2) angeordnet sind.
3. Widerstandsschweissmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Verbindungsleitung zwischen dem Ende des Sekundärleiters (12) und dem Halbleiter-Gleichrichter (16) bzw. den Halbleiter-Gleichrichtern (16) ein nachgiebiger, eine Relativverschiebung zwischen der Stromschiene (2) und dem Schweisstransformator (11) zulassender Leitungsabschnitt (21) vorgesehen ist.
4. Widerstandsschweissmaschine nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass der nachgiebige Leitungsabschnitt (21) zugleich zur Verbindung der vom Ende des Sekundärleiters (12) kommenden Anschlussleitung (15) mit mehreren, zu verschiedenen Halbleiter-Gleichrichtern (16) führenden Anschlussleitungen (19) dient.
5. Widerstandsschweissmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Halbleiter-Gleichrichter (16) samt seiner Anschlussleitung (19) mittels einer Anpressfeder (18) unmittelbar an der Stromschiene (2) befestigt ist.
6. Widerstandsschweissmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere an der Stromschiene (2) angeordnete Halbleiter-Gleichrichter (16) in Sternschaltung oder Doppelsternschaltung an die Enden der Sekundärleiter von ihrerseits mit einem Dreiphasennetz (RST) verbundenen Schweisstransformatoren (11) angeschlossen sind (Fig. 3 und 4).
7. Widerstandsschweissmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Paare von Stromschienen (1, 2; 101, 1023 bezüglich einer Querebene (Et der Schweissmaschine symmetrisch angeordnet sind und dass an gegenüberliegenden Seiten dieses Stromschienensystems Schweisstransformatoren (ei; 111) und Halbleiter-Gleichrichter (16, 116) für das jeweils benachbarte Stromschienenpaar (1, 2; 101, 102) vorgesehen sind (Fig. 5).
Die Erfindung betrifft eine elektrische Vielpunkt Widerstandsschweissmaschine zur Herstellung von geschweissten Gittern, mit zwei sich über die Maschinenbreite erstreckenden, gegeneinander isolierten Stromschienen, auf denen mit je einer der beiden Stromschienen leitend verbundene und gegen die andere Stromschiene isolierte Schweisselektroden angeordnet sind. Derartige Schweissmaschinen sind z. B. aus den AT-PS 225 500 und 247 690 der Inhaberin bekannt und werden meist aus einem Dreiphasennetz gespeist; die Ein- und Ausschaltung des Schweissstromes erfolgt auf der Primärseite von Schweisstransformatoren, deren Sekundärseite unmittelbar an die Stromschienen angeschlossen ist.
In neuerer Zeit, seit es mit Hilfe der Halbleitertechnik möglich ist, Hochstromgleichrichter herzustellen, die als Festkörper ungefährdet und unter Vermeidung hoher Leitungsverluste unmittelbar in eine Arbeitsmaschine eingebaut werden können, erscheint es zweckmässig auch für das Gitterschweissen Gleichstrom zu verwenden.
Ein Vorteil des Gleichstromschweissens liegt in dem Wegfall des Skin-Effektes, sowohl in den Elektroden als auch im Werkstück, was zu einer wesentlich gleichmässigeren Stromverteilung in diesen Teilen führt als bei den gebräuchlichen, mit Wechselstrom arbeitenden Schweissmaschinen. Ferner werden auch die beim Wechselstromschweissen unvermeidlichen induktiven Widerstände vermieden.
Daher können beim Gleichstromschweissen bei gleichem Schweissdruck und gleicher Schweisszeit schon mit verhältnismässig kleinen Strömen haltbare und gute Schweissverbindungen hergestellt werden. Schliesslich wird auch die sehr unangenehme Spritztendenz des Schweissgutes bei Verwendung von Gleichstrom erheblich verringert.
Die Erfindung befasst sich deshalb mit der Aufgabe, eine elektrische Vielpunkt-Widerstandsschweissmaschine der einleitend angegebenen Gattung so auszubilden, dass sie bei möglichst kurzen Stromwegen in den Schweissstromkreisen und entsprechend geringen Leitungsverlusten und bei möglichst geringem zusätzlichen Aufwand für die Montage von Gleichrichtern zum Gleichstromschweissen geeignet ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die eine der beiden sich über die Maschinenbreite erstreckenden und mit den Schweisselektroden verbundenen Stromschienen unmittelbar mit einem Ende des Sekundärleiters zumindest eines Schweisstransformators verbunden ist, wogegen an der anderen Stromschiene zumindest ein Halbleiter-Gleichrichter angeordnet ist, der einerseits leitend an dieser Stromschiene anliegt und anderseits mit dem zweiten Ende des Sekundärleiters verbunden ist.
Durch die Anordnung der Halbleiter-Gleichrichter in Anlage an einer Stromschiene kann diese zugleich als Träger für die Gleichrichter verwendet werden, so dass sich hiefür ein zusätzlicher Aufwand ebenso erübrigt wie eine mit Leitungsverlusten verbundene Verlängerung des Stromweges im Sekundärkreis des Schweisstransformators.
Weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen hervor. Es zeigen:
Fig. 1 einen in Längsrichtung der Maschine, also quer zu den Stromschienen geführten Schnitt durch den wesentlichen Teil einer erfindungsgemässen Schweissmaschine.
Fig. 2 eine Einzelheit von Fig. 1 in Draufsicht,die
Fig. 3 und 4 bevorzugte Schaltungsmöglichkeiten für die Transformatoren und Gleichrichter einer erfindungsgemässen Schweissmaschine und
Fig. 5 eine weitere Ausgestaltung der Erfindung.
Gemäss Fig. 1 sind die beiden quer über die Breite der Schweissmaschine verlaufenden Stromschienen 1 und 2 durch eine isolierende Zwischenlage 3 voneinander elektrisch getrennt. Die oberen Schmalseiten der beiden Stromschienen sind durch eine weitere Isolierschicht 4 abgedeckt.
Auf dieser Isolierschicht 4 ruhen zwei Klemmbacken 5 und 6, die durch einen nur durch seine Achslinie angedeuteten Schraubenbolzen 7 gegeneinander verspannbar sind und zwischeneinander eine Schweisselektrode 8 festhalten. Derartige Elektroden, die auch als Reiterelektrode bezeichnet werden, sitzen auf den senkrecht zur Zeichenebene von Fig.
1 verlaufenden Stromschienen 1 und 2 in einer der ge
wünschten Anzahl und Anordnung der Schweisspunkte entsprechenden Anzahl und Anordnung. Beim dargestellten Beispiel steht die Klemmbacke 5 mit der Sammelschiene 1 in leitender Verbindung, wogegen die Klemmbacke 6 von der Sammelschiene 2 durch eine Isolierschicht 9 elektrisch getrennt ist; der Schweissstromkreis schliesst sich von der Stromschiene I und der Elektrode 8 in bekannter Weise über das Werkstück und eine jenseits desselben angeordnete, von einem Anpressbalken getragene Strombrücke (nicht dargestellt) zur Nachbarelektrode, die mit der Stromschiene 2 leitend verbunden ist.
In Fig. list ferner ein Schweisstransformator 11 erkennbar, dessen Befestigungsmittel der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt sind. Ein Ende des Sekundärleiters 12 dieses Transformators ist mittels einer eine Öffnung 14 in der Sammelschiene 2 sowie die isolierende Zwischenlage 3 durchsetzenden Anschlussleitung 13 mit der Sammelschiene 1 leitend verbunden.
Das andere Ende des Sekundärleiters 12 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel mit zwei Halbleiter-Gleichrichtern 16 verbunden. Diese scheibenförmigen Halbleiter-Gleichrichter 16, vorzugsweise Siliziumgleichrichter, liegen mit einer Scheibenseite direkt an der Stromschiene 2 an und werden, wie dies in Fig. 2 in schematischer Draufsicht angedeutet ist, gegen diese Stromschiene durch Anpressfedern 18 gedrückt, die mittels nur schematisch angedeuteter Spannschrauben 20 an der Stromschiene 2 befestigt sind.
Zwischen den Anspressfedern 18 und den anderen Seiten der scheibenförmigen Halbleiter-Gleichrichter 16 sind Anschlussleitungen 19 angeordnet, die über nachgiebige Leitungsabschnitte in Form von federnden Bändern 21 mit der zweiten Anschlussleitung 15 des Sekundärleiters 12 des Schweisstransformators 11 verbunden sind. Die Teile 16, 18 und 19 sind in der Zeichnung auseinandergezogen dargestellt. Die federnden Bänder 21 sollen bei Relativebewegungen zwischen den Stromschienen und den Schweisstransformatoren, wie sie etwa durch das Aufbringen des Schweissdruckes durch den oberen, in bekannter Weise mit Strombrücken versehenen Anspressbalken verursacht werden können, ausgleichend wirken.
Sie sollen insbesondere verhindern, dass bei solchen Relativbewegungen infolge der verhältnismässig starren Anordnung der Schweisstransformatoren 11 Kräfte auf die Halbleiter-Gleichrichter 16 ausgeübt werden, welche die mittels der Anspressfedern 18 genau eingestellten Kontaktdrücke derselben gegenüber der Stromschiene 2 verändern und damit deren Arbeitsweise beeinträchtigen können.
Der Anpressbalken ist in Fig. 1 weggelassen worden, weil er allgemein bekannten Aufbau hat, d. h. mit federnd gelagerten passiven Strombrücken ausgestattet ist, und nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet.
Die Schweisstransformatoren und die Gleichrichter werden zweckmässig durch Deckbleche 22 gegen Schweissspritzer geschützt.
Vorzugsweise wird die Schweissmaschine aus einem Drehstromnetz gespeist, wobei mehrere an der Stromschiene 2 angeordnete Halbleiter-Gleichrichter 16 gemäss Fig. 3 in Sternschaltung oder gemäss Fig. 4 in Doppelsternschaltung an die einen Enden der Sekundärleiter der Schweisstransformatoren 11 angeschlossen werden können, deren andere Enden direkt mit der Stromschiene 1 verbunden sind. Die Anschlussstellen an den Stromschienen sollen vorteilhalft über die Schienenlänge verteilt sein, um eine günstige Stromverteilung zu gewährleisten. Die Schweisstransformatoren sind bei den dargestellten Ausführungsbeispielen primärseitig in Sternschaltung an die Phasen R, S und T eines Dreiphasennetzes angeschlossen, und in diesen Phasenleitungen liegen steuerbare Thyristoren 23, die eine Taktung der Schweissvorgänge und eine Regelung der Schweissleistung durch Phasenanschnitt ermöglichen.
Fig. 5 zeigt schliesslich in einem ähnlichen Schnitt wie Fig. 1 den erfindungswesentlichen Teil einer Vielpunktschweissmaschine mit zwei Stromschienenpaaren 1, 2 und 101, 102, die bezüglich einer quer über die Maschinenbreite verlaufenden Ebene E symmetrisch angeordnet sind. Die Klemmbacken 5, 6 der verschiedenen Reiterelektroden 8 müssen dabei so ausgebildet sein, dass einer ihrer Schenkel eine gewünschte der übereinander freiliegenden Kontaktflächen der beiden Stromschienen 1, 2 oder 101, 102 kontaktiert. Neben jedem dieser Stromschienenpaare befinden sich zugeordnete Schweisstransformatoren 11 bzw. 111 und Halbleiter-Gleichrichter 16 bzw. 116.
Alle anhand von Fig. 1 erläuterten Bauteile sind in Fig. 4 auf beiden Seiten des Stromschienensystems vorhanden und auf der einen Seite mit gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 und auf der anderen Seite mit einem um 100 vermehrten Bezugszeichen versehen.
Die Ausführungsform nach Fig. 5 ermöglicht es in an sich bekannter Weise, die beiden durch eine Isolierzwischenlage 24 voneinander getrennten Stromschienenpaare 1, 2 und 101,102 mit unterschiedlichen Spannungen undloder unterschiedlichen Schweisszeiten zu betreiben.
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PATENT CLAIMS
1.Electrical multi-point resistance welding machine for producing welded grids, with two busbars which extend over the machine width and are insulated from one another, on each of which two welding electrodes are conductively connected and insulated from the other busbar, characterized in that the one ( 1) of the two busbars (1, 2) is connected directly to one end of the secondary conductor (12) of at least one welding transformer (11), whereas at least one semiconductor rectifier (16) is arranged on the other busbar (2), which is conductive on the one hand bears against this busbar (2) and is connected on the other hand to the second end of the secondary conductor (12).
2. Resistance welding machine according to claim 1, characterized in that between the end of the secondary conductor (12) and the other busbar (2) a plurality of semiconductor rectifiers (16) connected in parallel are arranged in contact with the busbar (2).
3. Resistance welding machine according to claim 1 or 2, characterized in that in the connecting line between the end of the secondary conductor (12) and the semiconductor rectifier (16) or the semiconductor rectifier (16) a flexible, a relative displacement between the busbar ( 2) and the welding transformer (11) permitting line section (21) is provided.
4. Resistance welding machine according to claims 2 and 3, characterized in that the flexible line section (21) at the same time for connecting the connecting line (15) coming from the end of the secondary conductor (12) to a plurality of connecting lines leading to different semiconductor rectifiers (16) ( 19) serves.
5. Resistance welding machine according to one of the preceding claims, characterized in that each semiconductor rectifier (16) together with its connecting line (19) is attached directly to the busbar (2) by means of a pressure spring (18).
6. Resistance welding machine according to one of the preceding claims, characterized in that a plurality of semiconductor rectifiers (16) arranged in a star connection or double star connection on the busbar (2) are connected to the ends of the secondary conductors, in turn connected to a three-phase network (RST), by welding transformers (11) are (Figs. 3 and 4).
7. Resistance welding machine according to one of the preceding claims, characterized in that two pairs of busbars (1, 2; 101, 1023 are arranged symmetrically with respect to a transverse plane (Et of the welding machine) and that on opposite sides of this busbar system welding transformers (ei; 111) and semiconductors Rectifiers (16, 116) are provided for the respectively adjacent pair of busbars (1, 2; 101, 102) (Fig. 5).
The invention relates to an electrical multi-point resistance welding machine for the production of welded grids, with two busbars which extend over the machine width and are insulated from one another, on which welding electrodes are arranged with one of the two busbars conductively connected and insulated from the other busbar. Such welding machines are e.g. B. from the AT-PS 225 500 and 247 690 of the owner and are mostly fed from a three-phase network; the welding current is switched on and off on the primary side of welding transformers, the secondary side of which is directly connected to the busbars.
In more recent times, since it has become possible with the aid of semiconductor technology to produce high-current rectifiers that are safe as solids and can be installed directly in a machine while avoiding high line losses, it also appears expedient to use direct current for lattice welding.
One advantage of direct current welding is the elimination of the skin effect, both in the electrodes and in the workpiece, which leads to a much more uniform current distribution in these parts than in the conventional welding machines working with alternating current. Furthermore, the inductive resistances that are unavoidable in AC welding are also avoided.
Therefore, with direct current welding with the same welding pressure and the same welding time, durable and good welding connections can be made with relatively small currents. Finally, the very unpleasant spray tendency of the weld metal is significantly reduced when using direct current.
The invention is therefore concerned with the task of designing an electrical multi-point resistance welding machine of the type specified in the introduction such that it is suitable for the shortest possible current paths in the welding circuits and correspondingly low line losses and with as little additional effort as possible for the assembly of rectifiers for direct current welding.
This object is achieved according to the invention in that the one of the two busbars which extend across the machine width and is connected to the welding electrodes is connected directly to one end of the secondary conductor of at least one welding transformer, whereas at least one semiconductor rectifier is arranged on the other busbar, which on the one hand bears against this conductor rail and is connected to the second end of the secondary conductor.
Due to the arrangement of the semiconductor rectifiers in contact with a busbar, this can also be used as a support for the rectifiers, so that there is no additional effort for this, as is an extension of the current path in the secondary circuit of the welding transformer associated with line losses.
Further details of the invention will become apparent from the following description of exemplary embodiments with reference to the drawings. Show it:
1 shows a section in the longitudinal direction of the machine, that is to say transversely to the busbars, through the essential part of a welding machine according to the invention.
Fig. 2 shows a detail of Fig. 1 in plan view
3 and 4 preferred circuit options for the transformers and rectifiers of a welding machine according to the invention and
Fig. 5 shows a further embodiment of the invention.
1, the two busbars 1 and 2 running across the width of the welding machine are electrically separated from one another by an insulating intermediate layer 3. The upper narrow sides of the two busbars are covered by a further insulating layer 4.
Two clamping jaws 5 and 6 rest on this insulating layer 4, which can be clamped against one another by a screw bolt 7 only indicated by its axis line and hold a welding electrode 8 between them. Such electrodes, which are also referred to as tab electrodes, sit on the perpendicular to the drawing plane of Fig.
1 running busbars 1 and 2 in one of the ge
desired number and arrangement of the welding points corresponding number and arrangement. In the example shown, the jaw 5 is in a conductive connection with the busbar 1, whereas the jaw 6 is electrically separated from the busbar 2 by an insulating layer 9; the welding circuit closes from the busbar I and the electrode 8 in a known manner via the workpiece and a current bridge (not shown), which is arranged on the other side of the workpiece and is carried by a pressure bar, to the neighboring electrode, which is conductively connected to the busbar 2.
A welding transformer 11 can also be seen in FIG. 1, the fastening means of which are not shown for the sake of clarity. One end of the secondary conductor 12 of this transformer is conductively connected to the busbar 1 by means of a connecting line 13 which penetrates an opening 14 in the busbar 2 and the insulating intermediate layer 3.
The other end of the secondary conductor 12 is connected to two semiconductor rectifiers 16 in the exemplary embodiment shown. These disk-shaped semiconductor rectifiers 16, preferably silicon rectifiers, rest directly on the busbar 2 with one disk side and, as indicated in a schematic plan view in FIG are attached to the busbar 2.
Between the contact springs 18 and the other sides of the disk-shaped semiconductor rectifier 16, connecting lines 19 are arranged, which are connected to the second connecting line 15 of the secondary conductor 12 of the welding transformer 11 via flexible line sections in the form of resilient bands 21. The parts 16, 18 and 19 are shown pulled apart in the drawing. The resilient bands 21 are intended to have a compensating effect in the case of relative movements between the busbars and the welding transformers, as can be caused, for example, by the application of the welding pressure by the upper pressure bar provided with current bridges in a known manner.
In particular, they are intended to prevent such relative movements from exerting forces on the semiconductor rectifiers 16 as a result of the relatively rigid arrangement of the welding transformers 11, which forces change the contact pressures of the latter relative to the busbar 2, which are precisely set by means of the contact springs 18, and thus can impair their functioning.
The pressure bar has been omitted in Fig. 1 because it has a generally known structure, i. H. is equipped with spring-mounted passive current bridges, and does not form the subject of the present invention.
The welding transformers and the rectifiers are expediently protected against welding spatter by cover plates 22.
The welding machine is preferably fed from a three-phase network, with a plurality of semiconductor rectifiers 16 arranged on the busbar 2 according to FIG. 3 in a star connection or according to FIG. 4 in a double star connection to one end of the secondary conductor of the welding transformer 11, the other ends of which can be connected directly are connected to the busbar 1. The connection points on the conductor rails should advantageously be distributed over the rail length in order to ensure a favorable current distribution. In the exemplary embodiments shown, the welding transformers are connected on the primary side in star connection to the phases R, S and T of a three-phase network, and there are controllable thyristors 23 in these phase lines, which enable the welding processes to be clocked and the welding power to be regulated by means of a phase gating.
Finally, in a section similar to FIG. 1, FIG. 5 shows the part of a multi-spot welding machine that is essential to the invention, with two pairs of busbars 1, 2 and 101, 102, which are arranged symmetrically with respect to a plane E running across the machine width. The clamping jaws 5, 6 of the various tab electrodes 8 must be designed in such a way that one of their legs contacts a desired one of the contact surfaces of the two busbars 1, 2 or 101, 102 that is exposed one above the other. Associated welding transformers 11 and 111 and semiconductor rectifiers 16 and 116 are located next to each of these busbar pairs.
All components explained with reference to FIG. 1 are present in FIG. 4 on both sides of the busbar system and on one side are provided with the same reference symbols as in FIG. 1 and on the other side with a reference symbol increased by 100.
The embodiment according to FIG. 5 makes it possible, in a manner known per se, to operate the two pairs of busbars 1, 2 and 101, 102 separated from one another by an insulating intermediate layer 24 with different voltages and / or different welding times.