CN103537771A - 将导电带固定在太阳能电池上的焊接设备 - Google Patents

将导电带固定在太阳能电池上的焊接设备 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种焊接设备(8),用于沿直线焊接线(L)借助感应焊接将导电带(5)固定在太阳能电池(1)的直线的电流汇流排(3)上。特别是本发明的焊接设备(8)的电流通路(SP)被构造在导电固体(20)中,其中这个固体(20)包括至少一个基本上平行于焊接线(L)延伸的部分(FSP),该部分通过气隙(LS)与焊接线(L)分离以及在该部分中构造有电流通路(SPA)的至少一个部段。基本上平行于焊接线(L)延伸的部分(FSP)具有数个凹孔(21),这些凹孔沿焊接线(L)被相继地布置成一排。凹孔(21)沿焊接平面(LE)分别垂直于焊接线(L)如下地延伸,即各一个压紧装置元件(P)可移动地布置在凹孔(21)之一中。基本上平行于焊接线(L)延伸的部分(FSP)包括数个长形部段(LA),这些部段中的每一个都具有平行于焊接线(L)延伸的纵轴线。在每两个被直接相继地布置成一排的凹孔(21)之间分别布置有长形部段(LA)之一。各一个被布置在两个凹孔(21)之间的长形部段(LA)直线性地以及与焊接线(L)平行地从这两个凹孔(21)之一延伸至这两个凹孔(21)的另一个。

Description

将导电带固定在太阳能电池上的焊接设备
技术领域
本发明涉及一种将导电带固定在太阳能电池上的焊接设备。特别是本发明的焊接设备涉及的是一种通过感应焊接,即通过对需被相互连接的部件实施感应加热实现焊接连接的焊接设备。
因此本发明涉及一种沿直线焊接线借助感应焊接将导电带固定在太阳能电池的直线电流汇流排上的焊接设备。本发明的焊接设备具有数个将带压紧在电流汇流排的表面上的压紧装置元件。压紧装置元件被如下地构造,即它们分别垂直于焊接线和沿着其中存在所述焊接线的焊接平面延伸。另外压紧装置元件被相继地、如下地布置成一排,即在所述压紧装置元件被直接地相继地布置成一排的每两个之间构造有一个中间空隙以及它们在焊接平面内可以相对焊接线移动。此外本发明的焊接设备包括带有沿焊接线延伸的、交流电用的电流通路的感应天线。交流电被如下地沿电流通路引导,即它在焊接线内或者在该焊接线的周围产生一个交变磁场。
背景技术
上述焊接设备根据原理在现有技术中已经是众所周知的。已知的焊接设备用作将数个太阳能电池连接成一条带(“string”),其中数条带共同构成一个模块或者也构成面板(Panel)。为了将单独的太阳能电池连接成一条带需要将第一太阳能电池的上侧上的电流汇流排与第二太阳能电池的下侧上的电流汇流排连接起来。由此数个太阳能电池串接成一带,通过这种方式单独的太阳能电池的整个电能可以被收集汇流起来。为了将第一太阳能电池的上侧上的直线的电流汇流排与第二太阳能电池的下侧上的直线的电流汇流排连接起来,导电带与各个电流汇流排被焊接在一起,这样每个导电带分别与各个电流汇流排相互连接。每个太阳能电池可以具有大量的直线的电流汇流排,这些电流汇流排必须与导电带焊接在一起。为此导电带被布置在直线的电流汇流排之上并且优选借助感应焊接与这些电流汇流排相连接。焊接过程于是沿焊接线进行,该焊接线又沿着直线的电流汇流排延伸。换言之,焊接线涉及的是一条沿直线的电流汇流排延伸的数学直线。
为了在焊接过程中将导电带固定在直线的电流汇流排上,在现有技术中已知的是设置数个典型地彼此间隔8-25mm的压紧装置元件。这些压紧装置元件优选为由陶瓷材料制成的圆柱状的、直径约为3mm的销钉,这些销钉既不导电特别是也不会被磁化。压紧装置元件详细地用作给导电带施加一个垂直的力将其沿直线的电流汇流排的焊接线固定。
在已知的现有技术的焊接设备中,此外众所周知的是,压紧装置元件被垂直于焊接线以及沿焊机平面可移动地引导。焊接平面特别是垂直于一个太阳能电池位于其中的平面定向并且沿焊接线延伸。焊接平面因此平行于焊接线定向以及所述焊接线位于所述焊接平面内。
与此相关联地例如有欧洲专利申请EP2103373A1。从这个专利申请中可知,设有一个感应天线,在该感应天线中高频交流电产生一个高频交变磁场,该交变磁场在电流汇流排内和在被沿该电流汇流排布置的导电带内感应生成涡流,这些涡流产生焊接过程所需的热量。已知的感应天线被构造成基本上U形的并且具有收缩(Verengung)和扩大(Aufweitung),其中所述扩大构成通向磁场中性的压紧装置元件的焊接位置的通道。由此从现有技术已知使产生交变磁场的感应天线构造有波形弯管(Schenkel),这些弯管用作引导压紧装置元件。特别是波形弯管通过弯曲而围绕压紧装置元件延伸。在这种情况下典型地可以实现大于或者等于5mm的弯曲半径。
在已知的现有技术的焊接设备中,被视为难题的是被构造成波形的感应天线只产生很不均匀的磁场。这恰恰是由于较大的弯曲半径起的决定性作用。详细地说,在已知的波形弯管的收缩处构成一个较弱的磁场而在扩大处构成一个较强的磁场。因此热量被不均匀地输入到需焊接的直线的电流汇流排中或者导电带中,通过这种方式电流汇流排也许只能够在部分区域内与导电带足够牢固地连接。
发明内容
以这个存在的问题为出发点,本发明的目的在于,避免所述缺点并且提供一种焊接设备,利用该焊接设备能够产生特别均匀的交变磁场。此外本发明的目的还在于,提供一种沿焊接线,即沿直线的电流汇流排或者导电带产生高场强度和高集中度的交变磁场的焊接设备。
这个目的通过具有专利权利要求1的特征的焊接设备得以实现。
因此本发明的焊接设备的出众之处在于:电流通路被构造在一个导电固体内以及这个固体包括至少一个基本上平行于焊接线延伸的部分,该部分通过一个气隙与焊接线分离以及在该部分中构造有电流通路的至少一个部段。基本上平行于焊接线延伸的部分具有数个凹孔,这些凹孔沿焊接线被相继地布置成一排。凹孔沿焊接平面分别垂直于焊接线如下地延伸,即压紧装置元件中的每一个均可移动地被布置在凹孔之一内。基本上平行于焊接线延伸的部分包括数个长形部段,这些部段中的每一个具有一个平行于焊接线延伸的纵轴线。在凹孔中的各两个被直接相继地布置成一排的凹孔之间分别布置有长形部段中的一个部段。被布置在两个凹孔之间的各个长形部段直线性地、与焊接线平行地从这两个凹孔之一延伸至这两个凹孔的另一个。特别是在本发明的装置中另外还设置如下:长形部段中的一个或者数个是电流通路的部分。
本发明的焊接设备具有大量的优点。这样由于数个长形部段,该部段中的每一个都具有一个平行于焊接线延伸的纵轴线,可以沿整个电流汇流排产生很均匀的磁场。特别是与此同时本发明的焊接设备没有波形的弯管,而是基本上平行于焊接线延伸。因此直线的汇流排或者导电带优选能够在整个长度上尽可能均匀地被加热以及交变磁场能够更好地被集中到带上或者电流汇流排上。本发明的焊接设备还能够沿长形部段产生特别高的电流强度,通过这种方式可以产生强的交变磁场,这些磁场被用于对导电带或者电流汇流排的快速加热。另外,还可以以简单的方法加工高精度的导电固体,例如借助对金属体的切削加工。
在本发明的焊接设备的实施方式中具有如下设计:长形部段中的每个部段和/或导电体的至少一个基本上平行于焊接线延伸的部段和/或导电固体被构造成关于焊接平面对称。通过本发明的焊接设备的经交流电流过的部分关于焊接平面的对称构造能够有益地产生特别均匀的交变磁场,该交变磁场穿过电流汇流排或者导电带。本发明的焊接设备的制造过程还可以通过上述部分的对称构造得到大大简化。
根据本发明的焊接设备的另一个实施方式设计如下:在凹孔中的两个直接相继地布置成一排的凹孔中彼此保持距离地布置有两个压紧装置元件,以及长形部段在这些凹孔之间沿焊接线以不变的横截面在一个为两个压紧装置元件之间的距离的至少50%的长度上延伸。另外,优选至少一个基本上平行于焊接线延伸的部分的50%以上由平行于焊接线定向的长形部段构成。特别是在这种情况下如果长形部段构成至少一个基本上平行于焊接线延伸的部分的约70%的百分比部分的话是有益的。因此由至少一个基本上平行于焊接线延伸的部分构成的电流通路的部段的大部分由平行于焊接线定向的长形部段构成,通过这种方式实现了太阳能电池需焊接的部分的特别均匀的加热。长形部段的不变的横截面附加地提高了交变磁场的均匀性。横截面可以优选为正方形并且可以为1.5mm×1.5mm。
根据本发明的焊接设备的另一个实施方式设计如下:长形部段LA垂直于焊接平面地具有一个尺寸,该尺寸大约与电流汇流排的垂直于焊接平面的宽度和/或与导电带的垂直于焊接平面的宽度一样大。换言之,长形部段可以具有一个宽度,该宽度大约与电流汇流排的宽度和/或与导电带的宽度相应。在这种情况下已知的电流汇流排或者导电带典型地具有的宽度约为1-3mm。同时或者作为可选,长形部段可以垂直于焊接平面地具有一个尺寸,该尺寸小于或者等于压紧装置元件之一的垂直于焊接平面的直径。本发明的焊接设备的长形部段于是沿基本上平行于焊接线延伸的部分构成收缩,这些收缩用作产生高电流密度,通过这种方式可以产生很强的交变磁场。由基本上平行于焊接线延伸的部分产生的交变磁场也能够由于长形部段的尺寸小而被很强地集中在电流汇流排或者导电带上。
根据本发明的焊接设备的另一个实施方式,导电固体的基本上平行于焊接线延伸的部分的长形部段沿焊接线被相继地布置成一排,其中长形部段的纵轴线沿被平行于焊接线布置的直线延伸。因此构成一个特别直的电流通路,该电流通路导致特别均匀的、穿过电流汇流排或者导电带的交变磁场。
根据本发明的焊接设备的另一个观点设计如下:导电固体的基本上平行于焊接线延伸的部分具有数个包括各一个凹孔的部段,其中这些部段沿焊接线被相继地布置成一排。在这种情况下,包括各一个凹孔的部段中的每两个直接地相继地布置成一排的部段通过长形部段之一相互连接。包括凹孔的部段以有益的方式被如下地构造,即所述凹孔以最小的公差与压紧装置元件的外轮廓相匹配。这一点具体地意味着:包括凹孔的部段具有一个直径,该直径仅仅最小程度地大于压紧装置元件的直径(典型的是3mm)。因此可以最紧贴的方式包围压紧装置元件以及因此沿焊接线保障尽可能直线的导电。导电固体的基本上平行于焊接线延伸的部分中的各个凹孔例如可以分别被构造成贯通的、基本上垂直于焊接线延伸的孔,压紧装置元件的每一个都可以穿过这些孔。但是也可以考虑不在通孔中引导压紧装置元件,而是分别在一个槽中,该槽在导电固体的基本上平行于焊接线延伸的部分的一个侧面上基本上垂直于焊接线地延伸(例如分别在长形部段之一的一个端部上)。
根据另一个实施方式,本发明的焊接设备的导电固体包括数个垂直于焊接线延伸的部段,这些部段分别在导电固体的至少一个基本上平行于焊接线延伸的部分的与焊接线相反的一侧上沿焊接线被相继地布置成一排。垂直于焊接线延伸的部段中的每一个在朝向焊接线的一侧上至少与长形部段之一的一个端部相连接。刚刚阐述的垂直于焊接线延伸的部段能够以有益的方式被用于固定优选被构造得很薄的长形部段。
在这种情况下,如果垂直于焊接线延伸的部段中的两个被直接相继地布置成一排的部段通过一个垂直于焊接线延伸的间隙被分离以及在它们朝向焊接线的侧面上通过长形部段之一相连接的话是特别有益的。通过这个布置保障了产生交变磁场所需的交流电必须沿着导电固体的至少一个基本上平行于焊接线延伸的部分流动。换言之,垂直于焊接线延伸的部段通常不是交流电的电流通路的部分。垂直于焊接线延伸的部段另外可以用于将由交流电产生的损耗热从长形部段以及从包括凹孔的部段中排出。
根据本发明的焊接设备的另一个观点设计如下:凹孔之一穿过垂直于焊接线延伸的部段中的至少一个延伸。因此垂直于焊接线延伸的部段不仅仅被用于固定导电固体的基本上平行于焊接线延伸的部分,而是还用于更好地引导压紧装置元件。根据这个实施例,压紧装置元件不仅仅被包括凹孔的部段引导,而且还被垂直于焊接线延伸的部段引导,由此产生压紧装置元的更加稳定的引导。
根据另一个有益的实施方式,垂直于焊接线延伸的部段被构造成关于焊接平面对称。这简化了本发明的焊接设备的装配并且另一方面结果是能够设置本发明的焊接设备的最佳对称冷却。关于本发明的焊接设备的冷却发面还将进行进一步说明。
根据本发明的焊接设备的另一个实施方式,为了将导电固体相对太阳能电池固定在事先规定的位置中,这个焊接设备可以具有固定垂直于焊接线延伸的部段的工具。特别是在这种情况下垂直于焊接线延伸的部段可以具有一个或者数个开口,通过这些开口垂直于焊接线延伸的部段通过固定工具(螺栓、销钉、铆钉)可以被安装在支架上或者导向装置上。因此本发明的焊接设备可以很简单地例如,被安装在一个导向装置上,该导向装置用作使焊接设备直线移动以及使这个焊接设备相对电流汇流排或者可导电带定向。另外可以考虑:如在下文中将进一步进行阐述的那样,所述工具可以被用于将冷却体安装在垂直于焊接线延伸的部段的侧面上。
如已经阐述的那样,本发明的焊接设备还可以可选地具有冷却至少垂直于焊接线延伸的部段之一的冷却装置。在这种情况下优选冷却装置被如下地构造,即导电固体的基本上平行于焊接线延伸的部分的长形部段可借助热传递通过垂直于焊接线延伸的部段的至少一个部段被间接冷却,该部段可以借助冷却装置被冷却。与此同时冷却装置包括至少一个冷却体,该冷却体与导电固体的垂直于焊接线延伸的部段中的至少一个部段保持热接触,其中至少一个冷却体可以借助冷却流体冷却。由于本发明的焊接设备的导电固体的长形部段被间接冷却,所以没有必要给长形部段-如在现有技术中已知的那样-供应冷却液体。因此可以将本发明的焊接设备的导电固体的长形部段的直径设计得特别小,通过这种方式长形部段中的交流电能够以有益的方式达到很高的电流密度。另外,与此相关联地可以考虑:冷却装置的至少一个冷却体借助上述固定垂直于焊接线延伸的部段的工具与焊接设备相连接。因此如果在特殊的使用场合不需要冷却的话,可以通过简单的方式根据需要更换或者完全拆除所述至少一个冷却体。
根据另一个实施方式,上述至少一个冷却体可以与导电固体的垂直于焊接线延伸的部段通过至少一个绝缘体相连接。在这种情况下所述至少一个绝缘体优选由电绝缘的、导热的材料构成。作为可选,也可以在所述至少一个冷却体与垂直于焊接线延伸的部段中的至少一个部段之间设置由电绝缘的、导热的材料构成的涂层代替绝缘体。在这种情况下涂层或者可以被涂覆在导电固体的垂直于焊接线延伸的部段的表面上和/或者被涂覆在所述至少一个冷却体上。如将借助附图进一步阐述的那样,通过电绝缘的绝缘体或者电绝缘的涂层能够以特别有益的方式经过冷却流体入口进行电流耦合或者电流退耦。绝缘体或者涂层优选由一种材料构成,该材料在尽可能高的电阻率的同时具有特别高的热导率。在这种情况下特别优选陶瓷材料诸如氮化铝或者氮化硼。
根据上述实施方式的一个特别有益的发展设计,冷却体的数量为两个,其中这两个冷却体由导电材料构成。在这种情况下优选两个冷却体中的一个与将交流电耦合引入电流通路中的电流耦合元件相连接,其中所述两个冷却体中的这一个另外在它自身与导电固体的垂直于焊接线延伸的部段之一之间具有第一电连接。所述两个冷却体中的另一个与将交流电从电流通路中退耦输出的电流退耦元件相连接,其中所述两个冷却体中的这个另一个在它自身与导电固体的垂直于焊接线延伸的部段中的另一个之间具有第二电连接。电流耦合元件和电流退耦元件可以连接到一个交流发电机上,这样由交流发电机产生的交流电能够在电流耦合元件与电流退耦元件之间流动,其中这个交流电必须流动经过感应天线的导电固体。
在这个实施方式中,导电固体的垂直于焊接线延伸的部段中的每两个不同的部段通过第一电连接或者第二电连接与电流耦合元件或者电流退耦元件电连接。在这种情况中,交流电分别流动通过导电固体的基本上平行于焊接线延伸的部分的一个部段,该部分在两个垂直于焊接线延伸的部段之间延伸,这两个部段通过第一电连接或者第二电连接与电流耦合元件或者电流退耦元件相连接。因此导电固体的基本上平行于焊接线延伸的部分的、交流电从其中流过的部段的长度取决于:冷却体中的一个通过第一电连接与导电固体的垂直于焊接线延伸的部段中的哪一个相连接以及冷却体中的另一个通过第二电连接与导电固体的垂直于焊接线延伸的部段中的另外的哪一个相连接。因此通过合适的选择导电固体的垂直于焊接线延伸的部段中的那一个通过第一电连接与冷却体中的一个相连接的部段以及通过适当的选择导电固体的垂直于焊接线延伸的部段中的那一个通过第二电连接与冷却体中的另一个相连接的部段,可以通过简单的方法选择和在必要的情况下-根据需要-改变由基本上平行于焊接线延伸的部分构成的电流通路的部段的长度。这样通过所述选择可以确定感应天线的“有效长度”。“有效长度”表示的是在其中借助本发明的焊接设备产生一个交变磁场的焊接线部段的长度。这个“有效长度”可以分别与电流汇流排的长度和需被固定在电流汇流排上的带的长度相关地进行合适的选择和在必要的情况下加以匹配。在此需要说明一下:概念“电流耦合器”以及“电流退耦元件”被选择仅仅用于在两个电气接触之间在语言上进行更加简单明了的区别,通过这些接触借助交流发电机交流电能够被耦合引入感应天线的电流通路中或者被退耦引出。特别是两个概念“电流耦合元件”以及“电流退耦元件”不应该被布置得过于紧凑,当然是因为涉及的是交流电,所以电流的方向以周期性的时间间隔变化,这样电流耦合元件变成电流退耦元件和电流退耦元件变成电流耦合元件。这样各个“电流耦合元件”和各个“电流退耦元件”与此相关联地在交流电耦合引入电路通路方面或者在交流电从电流通路中退耦输出方面是等效的。
根据本发明的另一个观点,已经阐述的电流耦合元件被构造成由导电材料构成的冷却流体导管,通过该冷却流体导管冷却流体可以被输送给两个冷却体中的一个和/或从两个冷却体中的这一个中被排出。作为此外的可选或者对此的补充,电流退耦元件可以被构造成由导电材料构成的冷却流体导管,通过该冷却流体导管冷却流体可以可以被输送给两个冷却体中的另一个和/或从两个冷却体中的这个另一个中被排出。虽然在本发明的焊接设备中完全同现有技术中已知的焊接设备一样交流电通过冷却流体导管被引入焊接设备和被引出,但是当冷却流体导管进入冷却体后,电流通路立刻与冷却流体通路分离。因此由于交流电基本上不沿着冷却流体导管流动以及这些冷却流体导管因此没有多余地被其损耗热加热,实现对本发明的焊接设备的更为有效的冷却。
根据本发明的焊接设备的另一个实施方式,上述第一电连接具有一个第一短路元件,利用该短路元件可以在第一冷却体与导电固体的垂直于焊接线延伸的部段之一之间形成电气短路。为了在导电固体的垂直于焊接线延伸的部段中的各个不同的部段与第一冷却体之间形成电气短路,优选这个短路元件可以被装配在相对第一冷却体不同的位置上。作为此外的可选或者对此的补充,上面已经阐述的第二电连接可以包括一个第二短路元件,利用该短路元件可以在第二冷却体与导电固体的垂直于焊接线延伸的部段之一之间形成电气短路。为了在导电固体的垂直于焊接线延伸的部段中的各个另外的部段与第二冷却体之间形成电气短路,优选这个短路元件可以被装配在相对第二冷却体不同的位置上。如上面已经表明的那样,因此根据需要或者根据需要焊接的太阳能电池的大小可以变换电流通路的有效长度。特别是在这种情况下如果两个短路元件由导电性高的以及导热性高的材料构成的话也是有益的。通过短路元件在不改变本发明的焊接设备的情况下也能够始终变换电流通路的有效长度。
如上面已经阐述的那样,冷却装置仅仅被视为可选。特别是本发明的焊接设备也完全可以在无所述的冷却装置的情况下运行,其中就仅仅通过固体的垂直于焊接线延伸的部段进行热量导出。与此相关联地可以考虑:导电固体的垂直于焊接线延伸的部段中的至少一个具有一个或者数个冷却片。此外可以设置一个产生气流的装置,该气流对准各个冷却片或者沿各个冷却片流过从而对它们进行冷却。
在本发明的被的另一个实施方式的情况中,感应天线的导电固体被如下地构造,即导电固体的长形部段之一具有一个横截面,该横截面(Querschnittflaeche)的面积(Flaecheninhalt)大于或者小于导电固体的长形部段中的至少一个部段的横截面的面积。由于在这种情况下导电固体的不同的长形部段具有不同大小的横截面,交流电的电流密度沿焊接线在导电固体的基本上平相与焊接线延伸的部分中发生变化,这样交流电在焊接线中产生的交变磁场的场强度作为部位的功能沿焊接线发生变化。作为可选或者补充,也可以通过如下方式实现沿焊接线的交变磁场的场强度的变化,即导电固体的长形部段中的一个或者数个部段的横截面的面积在各个长形部段的纵方向中变化。
在本发明的焊接设备的另一个实施方式中,感应天线包括数个铁氧体-物体,其中这些铁氧体-物体中的每一个被布置在导电固体的长形部段之一上以及这些铁氧体-物体中的至少两个在它们的形状和/或它们的体积和/或它们的导磁率方面彼此不同。各个铁氧体-物体由于它们的比较大的导磁率在它们的周围导致交变磁场的增强或者集中。由于具有数个铁氧体-物体以及这些铁氧体-物体中的至少两个在它们的形状和/或它们的体积和/或它们的导磁率方面彼此不同,交变磁场在焊接线的不同部段中被不同强度地集中或者增强,因此交变磁场的作为位置的函数(Funktion des Ortes)的场强度沿焊接线发生变化。在这个实施方式的一个变型中,由导磁系数(相对导磁率)为μ1>1的磁性材料构成的(相应成形和布置的)物体也可以代替所述铁氧体-物体中的每一个。由这种磁性材料构成的物体同样在它的周围导致交变磁场的增强或者集中(类似于各个铁氧体-物体的效果)。
附图说明
在下文中参考附图对本发明的其他的细节和特别是本发明的装置和本发明的方法的示范实施方式进行阐述。其中:
图1是三块串接的太阳能电池的透视图,其中包括按照本发明的焊接设备的一个实施例的正视图,该焊接设备具有:感应天线和数个沿直线的焊接线布置的压紧装置元件,这些压紧装置元件分别具有用于压紧压紧装置元件的重物(Masse);
图2是图1中所示的本发明的焊接设备的实施方式的透视后视图,但未示出在图1中所示出的用于压紧压紧装置元件的重物;
图3是本发明的焊接设备在图2中示出的部分的俯视图;
图4是在图1中所示出的本发明的焊接设备的感应天线的分解图;
图5是图2所示的感应天线的导电固体的透视图,包括被构造在固体内的交流电用的电流通路;
图6是在图5中所示出的导电固体的侧视图;
图7A是在图6中所示出的导电固体的节段的放大图;
图7B是在图6中所示出的导电固体的另一个节段的放大图;
图8是在图6中所示出的导电固体的纵剖图;
图9是在图5和6中所示出的导电固体的平行于焊接线延伸的部分的详细侧视图;
图10A是作为图5和6所示的导电固体的电流通路的部分的、具有电流通路部段的第一长度的电流通路部段的示意图;
图10B是作为图5和6所示的导电固体的电流通路的部分的、具有电流通路部段的第二长度的电流通路部段的示意图;
图11是图3所示的本发明的焊接设备的一部分的俯视图,包括被示意性地示出的电流流动方向;
图12是在图2中所示出的感应天线的侧视图;
图13是沿在图12中所示出的剖切轴线A-A、B-B、C-C和D-D的断面图;和
图14是在图13中所示出的沿剖切轴线B-B的断面图的放大图,包括太阳能电池;
图15是本发明的焊接设备的第二实施方式的感应天线的侧视图;
图16是图15所示的感应天线的沿剖切轴线A-A和B-B的断面图;
图17是图15所示的感应天线的沿剖切轴线C-C、D-D、E-E和F-F的断面图。
在下文的详细附图说明中相同的或者相同作用的部件出于清晰的原因被标注相同的附图标记。
具体实施方式
图1示出的是本发明的带有三块串接的太阳能电池1的焊接设备8的一个实施方式的透视图。详细地说太阳能电池1的每一个都有一个上侧1-1以及一个下侧1-2,在这些上、下侧上安装有一个或者数个直的电流汇流排3。众所周知在现有技术中将太阳能电池1一起导电地串接成一条带(“string”)。为此第一太阳能电池1的上侧1-1上的导电轨3与第二太阳能电池1的下侧1-2的导电轨(未被详细示出)相连接。这个连接通过导电的带5得以实施,这些带沿直线的电流汇流排3从第一太阳能电池1的上侧1-1至第二太能电池1的下侧1-2延伸并且与各个电流汇流排3焊接连接。为了能够使导电的带5与直线的电流汇流排3焊接连接,焊接设备8被如此地构造,即它通过感应加热使各个电流汇流排3以及各个导电的带5加热并且使被置于电流汇流排3或者带5上的焊剂熔化,该焊剂使导电的带5与电流汇流排3相连接。为了这个目的焊接设备8包括一个感应天线10,利用该感应天线可以产生一个交变磁场,该交变磁场是感应加热各个电流汇流排3或者带5所需要的。
为了在焊接过程中将导电带5保持在直线的电流汇流排3的表面上,在本发明的焊接设备8中设置有数个(在本例中共有13个)压紧装置N,其中每个压紧装置N包括一个压紧装置元件P。在本实施例中,这些压紧装置元件P被构造成销钉,这些销钉为了将一个垂直分力传递到导电带5上延伸穿过感应天线10内的凹孔21(图2)。为了使压紧装置元件P增重以及因此调节由压紧装置元件P传递到导电带5上的分力,每个压紧装置N包括一个重物M,该重物与各个压紧装置P的背离导电带5的端部相连接。压紧装置元件P优选由非磁化的材料,例如陶瓷材料构成。
如从图2中可以看出的那样,本发明的焊接设备8的感应天线10具有沿焊接线L延伸的、交流电I用的电流通路SP。焊接线L与此相关地被理解为一条线,利用焊接设备8要制造的焊接连接应该沿这一条线延伸。如可以看到的那样,焊接线L涉及的是一条数学直线,该直线特别是沿着或者穿过直线的电流汇流排3延伸。在图2中被示出的感应天线10的交流电I被如此地沿着电流通路SP引导,即它在焊接线L内或者在焊接线L的周围产生一个交变磁场H。如将在下文中进一步阐述的那样,通过本发明的焊接设备8产生一个交变磁场H,直线的电流汇流排3或者导电带5特别是水平地(即基本上与电流汇流排3的表面平行地)通过该交变磁场。
另外在图2中还示出一个焊接平面LE,该焊接平面特别是与一个太阳能电池1位于其中的平面垂直地定向并且沿焊接线L延伸。这同时意味着:被如此定义的焊接平面LE平行于焊接线L定向以及焊接线L处于焊接平面LE内。如所示出的那样,压紧装置元件P也被如此地构造,即它们分别垂直于焊接线L和在焊接平面LE内延伸,其中压紧装置元件P被相继地、如此地布置成一排,即在每两个被直接相继地布置在一排中的压紧装置元件P之间设置有一个中间空隙Z。在此处需要指出的是:各个压紧装置元件P被如此地布置,即它们在焊接平面LE内可以相对焊接线L特别是垂直地移动。
如从图2中可以看出的那样,电流通路SP被构造在导电固体20内,其中这个固体20包括至少一个基本上平行于焊接线L延伸的部分FSP。该至少一个基本上平行于焊接线L延伸的部分FSP通过气隙LS与焊接线L分离。另外,-如在下文中特别是与图10A和10B相关联地还将进一步阐述的那样-至少电流通路SP的一个部段被构造在所述一个基本上平行于焊接线延伸的部分FSP中(电流通路SP的这个部段在图10A和10B中被标注附图标记SPA)。换言之,固体20的基本上平行于焊接线L延伸的部分FSP被如下地构造,即交流电I必须至少在电流通路SP上的固体20内流过导电固体20的基本上平行于焊接线延伸的部分FSP并且因此基本上直线性地和平行于焊接线L地流动。
图2另外表明:导电固体20在本例中总共包括十三个节段S1-S12和SE,这些节段沿焊接线L被相继地布置在一排中。这些节段S1-12和SE中的每一个都包括用于压紧装置元件P中的每一个的凹孔21中的一个。在本例中凹孔21中的每一个都被构造成被导电固体20贯穿的孔,该孔在焊接平面LE内基本上垂直于焊接线L延伸。固体20的其他的结构细节还将在下文中特别是与图5-9相关联地加以阐述。
根据图2焊接设备8包括一个电流耦合元件80和一个电流退耦元件81。电流耦合元件80和电流退耦元件81-如图2表明的那样-可以与一个交流发电机11连接,其中电流耦合元件80和电流退耦元件82与导电固体20如下地电连接,即由交流发电机11产生的交流电I必须流过固体20的电流通路SP以及特别是流过导电固体20的基本上平行于焊接线L延伸的部分FSP。例如,产生频率在例如800-900kHZ的范围内的高频交流电的交流发电机适合作为交流发电机11。电流耦合元件80和电流退耦元件82的其他的结构细节还将在下文中加以阐述。
如图2另外表明的那样,焊接设备8包括一个冷却导电固体20的(可选的)冷却装置。在图2中示出第一冷却体40和第二冷却体50。第一冷却体40和第二冷却体50-彼此保持距离地-分别沿焊接线L的纵方向延伸,其中导电固体20被如下地布置在这些冷却体40和50之间,即固体20的各自的区域与冷却体40或者50之一保持热接触。其他的关于(可选的)冷却装置的细节还将在下文中加以阐述。
图4示出的是图2所示的感应天线10的各个部件的分解图,其中各个部件沿垂直于焊接平面LE的方向被分离。如可以看到的那样,感应天线10作为对导电固体20、第一冷却体40和第二冷却体50等的补充另外还包括两个绝缘体70,这些绝缘体由电绝缘材料制成。为了实现第一冷却体40与导电固体20之间的电绝缘,这些绝缘体70之一被布置在第一冷却体40与导电固体20之间。为了实现第二冷却体50与导电固体20之间的电绝缘,这些绝缘体70的另一个被布置在第二冷却体50与导电固体20之间。如另外可以从图4中看到的那样,图2所示的感应天线10包括固定工具60,这些固定工具用作将固体20、第一冷却体40、第二冷却体50和绝缘体70机械地相互连接并且如下地固定在一起,即感应天线构成一个单元,该单元作为整体可以被固定在与焊接线L相关的事先规定的位置中。另外感应天线10包括一个短路元件61,该短路元件用作构成电流耦合元件80与固体20之间的电连接。作为补充,感应天线10包括至少一个短路元件62,该短路元件用作构成电流退耦元件82与固体20之间的电连接。
如已经与图2相关联地表明的那样,感应天线10的导电固体20由节段S1-S12和SE组成,这些节段沿焊接线L被相继地布置成一排并且相互连接在一起。在图5、6、7A、7B和8中可以看出这些节段S1-S12和SE的各个形状和布置。如另外与图2相关联地表明的那样,感应天线10的导电固体20包括基本上平行于焊接线L延伸的部分FSP。如图5、6、7A、7B和8所表明的那样,固体20的基本上平行于焊接线L延伸的部分FSP还由节段S1-S12和SE的各自的部段组成,这些部段沿焊接线L被相继地布置成一排并且相互连接在一起。为了说明实际情况,在图6和8中固体20的构成基本上平行于焊接线L延伸的部分FSP的那个部段分别被画上虚线和标有附图标记FSP的矩形圈住。另外固体20的部分FSP在图9中被单独示出。
关于图5、6、8和9需要提一下:在图2中示出的凹孔21穿过固体20的基本上平行于焊接线L延伸的部分FSP延伸,因此固体20的部分FSP具有数个凹孔21,这些凹孔沿焊接线L被相继地布置成一排。凹孔21在固体20的部分FSP中沿焊接平面LE分别垂直于焊接线L如下地延伸,即压紧装置元件P中的每一个被可移动地布置在这些凹孔21中的一个内。在这种情况下,凹孔21优选以最小的容许误差与压紧装置元件P的尺寸相匹配,这样各个凹孔21一方面需要尽可能小的空间以及另一方面它可以使压紧装置元件P之一能够在各个凹孔21中相对焊接线L被移动。在这种情况下,如果各个压紧装置元件P-如在图8和11中所表明的那样-应该具有3mm的直径DP的话,那么凹孔21典型地可以具有稍微大于3mm的直径。通过这种方式能够将凹孔21构造得尽可能小,这样穿过固体20的基本上平行于焊接线延伸的部分FSP的电流通路SP的部段的直线的走向仅仅发生最小的变化。与现有技术中已知的、由弯管制成的以及因此在各个管子的弯曲部段上分别具有至少5mm的弯曲半径的感应天线相比,本发明的焊接设备8中的凹孔21通过对固体的切削加工(例如铣、钻)制造而成。因此特别是能够实现固体20的所述一个基本上平行于焊接线L延伸的部分FSP的直线走向。
另外从图2、5、8和9所示的实施方式中可以看到:固体20的基本上平行于焊接线L延伸的部分FSP包括数个长形的部段LA。重要的是数个长形的部段LA中的每一个具有一个平行于焊接线L延伸的纵轴线。这些长形的部段LA中的每一个被布置在直接被相继布置成一排的凹孔21中的每两个之间并且直线性地和平行于焊接线L地从这两个凹孔21中的一个延伸至这两个凹孔21中的另一个。与此相应地至少沿基本上平行于焊接线L延伸的部分FSP的长形的部段保障了交流电I相对焊接线L的完全直线的、平行的走向。在本发明的焊接设备8中长形的部段LA中的至少一个始终是电流通路SP的部分。
如图2、5、6和9所示出的那样,导电固体20的基本上平行于焊接线L延伸的部分FSP的长形部段LA沿焊接线L被相继地布置成一排,其中长形部段LA的纵轴线沿平行于焊接线L布置的直线G延伸。因此直线G构成所有长形部段LA的共同纵轴线,其中所有长形部段LA直线性地沿这个共同纵轴线延伸(图9)。因此交流电I在长形部段LA的区域内被如下地引导,即它必须平行于直线G或者焊接线L流动。因此交流电的电流通路SP在长形部段LA中平行于直线G定向。导电固体20的基本上平行于焊接线L延伸的FSP具有数个各包括凹孔21之一的部段AA,其中这些部段AA沿焊接线L被相继地布置成一排。各包括凹孔之一的部段AA特别是在图7A、7B和9中示出。特别优选个包括凹孔21之一的部段AA精确地与压紧装置元件P的尺寸相匹配。因此交流电I仅仅在固体的基本上平行于焊接线L延伸的部分FSP的部段AA之一内非精确平行于直线G或者焊接线L被引导。因此电流通路SP仅仅在部段AA中的一个内具有偏离直线G的走向。但是后者并不表明在借助感应天线可产生的交变磁场H的均匀性方面存在问题。凹孔21可以如下地设定尺寸,即它们沿焊接线L的纵方向在一个距离上延伸,与各个部段LA沿焊接线L的纵方向的延伸相比该距离比较小。由于电流I被直线性地和平行于焊接线L或者直线G引导流过各个长形部段LA,所以可以实现磁场H沿电流汇流排3或者导电带5的几乎完美均匀的走向。在本例中凹孔21被构造成通孔。作为可选,也可以考虑将各个凹孔21构造成沟槽,该沟槽相对焊接线如下地延伸,即压紧装置元件P之一可以被布置在该沟槽内并且可以相对焊接线移动。
如图5、6、7A、7B和8表明的那样,导电固体20可以包括数个垂直于焊接线L延伸的部段,这些部段在下文中应该被标注附图标记VA并且特别是在图6、7A和7B中详细地展现出其特征。这些垂直于焊接线L延伸的部段VA特别是分别在导电固体20的至少一个基本上平行于焊接线L延伸的部分FSP的反向于焊接线L的一侧上沿焊接线L被相继地布置成一排。固体20的这些部段VA的每一个与导电固体20的基本上平行于焊接线L延伸的部分FSP的一个部段共同构成节段S1-S12和SE之一,对这些节段已经与图2相关联地加以阐述。如图5、6和8所示出的那样,节段S1-S12和SE-按这个排列次序-被相继地布置成一排,其中节段S1构成固体20的第一端部20′以及节段SE构成固体20的第二端部20″。
图7A示出的是节段SE的放大图,而图7B示出的是节段S4的放大图。节段S1-S12在它们的形状和功能方面基本上相同,因此图7B以节段S4为例公开不同的特征,这些特征对于所有节段S1-S12是相同的。如图5和7A所示出的那样,导电固体20的基本上平行于焊接线L延伸的部分FSP的被布置在端部20″上的部段与垂直于焊接线L延伸的部段VA之一共同构成节段SE。在这种情况下,节段SE包括部分FSP的一个包括凹孔21之一的部段AA。如特别是在图7B中可以看到的那样,节段S4包括-以及相应地节段S1-S3和S5-S12中的每一个-一个垂直于焊接线L延伸的部段VA和附加地部分FSP的一个包括凹孔21之一的部段AA以及长形部段LA之一,其中部段VA通过部段AA与长形部段LA的一个端部LA′相连接。如图7B所示出的那样,节段S4的长形部段LA的端部LA′与该节段S4的部段AA相连接。相应的内容类似地适合于其余节段S1-S3和S5-S12中的每一个的各个部段LA和部段AA。
如图6和图7A和7B另外表明的那样,节段S1-S12和SE-以固体20的端部20′为起点-被相继如下地布置成一排,即节段S1-S12中的每个单独的节段的长形部段LA的端部LA″与在一排中直接相接的节段的部段AA相连接。另外-如图6所示出的那样-垂直于焊接线延伸的、被直接相继地布置成一排的部段VA通过一个垂直于焊接线L延伸的间隙T被分离以及在它们的朝向焊接线L的侧面上通过导电固体20的至少一个基本上平行于焊接线L延伸的部分FSP的长形部段LA之一相连接。换言之,由于垂直于焊接线延伸部段VA通过间隙T被相互之间绝缘,交流电I从一个节段S1、S2...、SE到最近的节段S1、S2...、SE的流动路线只通过长形部段LA之一就可以。通过这种方式保障如下:为了沿焊接线L从固体20的第一端部20′到达该固体20的第二端部20″(或者沿相反的方向从第二端部20″到达第一端部20′),交流电I必须流过固体20的基本上平行于焊接线L延伸的部分FSP。
如将在下文中进一步加以阐述的那样,节段S1-S12和SE的垂直于焊接线延伸的部段VA具有数个功能。首先部段VA提供将固体借助适合的固定工具固定在其他物体上的可能性:为了这个目的节段S1-S12和SE具有例如,孔22和23。另外存在将交流电I通过节段S1-S12或者SE耦合到导电固体20的基本上平行于焊接线L延伸的部分FSP中或从该部分FSP中退耦的可能性。为了这个目的例如,在节段SE、S12或者S11之一的各自的部段VA中分别构造有一个孔25-1、25-2或者25-3以及在节段S3或者S2或者S1之一的各自的部段VA中(参见图4、5和7A)分别构造有一个孔24-3、24-2或者24-1。在图4中所示出的短路工具61或者62可以插入到孔25-1、25-2或者25-3以及孔24-1、24-2或者24-3内,这些短路工具允许实现电流耦合元件30或者电流退耦元件82之间的电连接(如将在下文中进一步加以阐述的那样)。另外可以(如将在下文中进一步加以阐述的那样)通过节段S1-S12和SE的各自的部段VA借助热传递将交流电在节段S1-S12和SE的长形部段LA中产生的热量排出。
作为补充,如在图5、7A、7B和8中所示出的那样,垂直于焊接线延伸的部段VA可以被如下地构造,即凹孔21之一能够穿过至少部段VA之一延伸。因此凹孔21具有较长的伸展,通过这种方式压紧装置元件P能够更加稳定地在导电固体20内被引导。另外可以从图13和14中看到,垂直于焊接线L延伸的部段VA中的每一个可以被构造成关于焊接平面LE对称。垂直于焊接线L延伸的部段VA的这个布置在消除由交流电I在长形部段LA内产生的损耗热方面以及因此在对长形部段LA的冷却方面具有优势。
为了能够实现部段VA的前述功能,部段VA与长形部段相比可以被构造得较大。为了使位置关系最佳化,节段S1-S12的部段VA例如,可以分别被分成两个部段VA1和VA2,这些部段以不同的长度距离沿焊接线L的方向或者垂直于焊接线L延伸并且垂直于焊接线被相继地布置成一排。如图7B所示出的那样,部段VA1的每一个大得足够既为凹孔21也为孔22和23提供空间。各个部段VA2构成部段VA1之一与导电固体20的基本上平行于焊接线L延伸的部分FSP的部段AA之一之间的机械连接并且在它的尺寸方面被如下地配置,即保障所述机械连接的充分的稳定性。在本例中各个部段VA2也至少为凹孔21之一提供空间。
从图3和14的图示中可以看到,本发明的焊接设备8以有益的方式被如下地构造,即长形部段LA的每一个被构造成关于焊接平面LE对称。同样导电固体20的至少一个基本上平行于焊接线L延伸的部段FSP和/或导电固体20本身可以被构造成关于焊接平面LE对称。通过长形部段LA的或者导电固体20的部分FSP的这个关于焊接平面LE对称的构造以有益的方式产生一个交变磁场,该交变磁场沿焊接线L特别均匀以及因此能够对沿焊接线L的电流汇流排3或者导电带5进行特别均匀的感应加热。所以在加热过程中沿电流汇流排3或者沿导电带5能够产生一个特别均匀的温度分布。
根据本发明的焊接设备的另一个观点,如图3所示出的那样,两个压紧装置元件P彼此之间保持距离D地被布置在凹孔21中的两个直接相继布置成一排的凹孔内。如在图7B中所示出的那样,长形部段LA在这两个凹孔21之间沿焊接线L如下地延伸,即横截面Q在长度LLA上保持不变。在这种情况下,如果这个长度LLA为两个压紧装置元件P之间的距离D的至少50%的话是特别有益的。优选长度LLA可以为两个压紧装置元件P之间的距离D的至少70%。这有益于磁场H的均匀性,该磁场可以借助焊接线L内的感应天线10在压紧装置元件P中的各两个之间的中间空隙Z中的一个内形成。与此相关地需要指出的是:两个直接相继地布置的压紧装置元件P之间的距离D例如可以为8-24mm。根据本发明,因此各个部段LA可以在所述的距离D上在焊接平面LE内直线性地、平行于焊接线L延伸并且同时至少在4-12mm的(与各个距离D相关的)距离上具有一个不变的横截面Q(如果参数LLA为所述距离D的至少50%的话)。需要指出的是:利用由EP2103373A1公知的、由弯管制成的感应天线无法达到相应的数值,特别是适合制造这样的感应天线的管材通常只能被弯曲成大于5mm弯曲半径的弯。
在图14中示出的是沿图12的剖切轴线B-B的剖面图。由此可以看出:本发明的焊接设备8的长形部段LA可以垂直于焊接平面LE地具有一个尺寸,该尺寸大约与电流汇流排3的宽度和/或与导电带5的宽度一样大。同时长形部段LA可以垂直于焊接平面LE地具有一个尺寸,该尺寸小于或者等于压紧装置元件P之一的直径DP。因此通过长形部段LA可以产生一个特别高度集中的具有高场强的交变磁场。在图14中另外用虚线示意性地绘制出交变磁场的数个场力线的空间分布,这些虚线分别以封闭曲线的形式将在图14中示出的长形部段LA围住。各个场力线分别被标注一个(在一个例子中被标以附图标记H的)箭头,该箭头表示交变磁场沿各个场力线的当前的方向,分别表示在图2中示出的交流电I的当前的电流方向。如从图14中可以看出的那样,交变磁场的各个场力线关于焊接平面LE对称地延伸。焊接线L内的交变磁场根据图14与此相应地垂直于焊接平面LE以及因此基本上平行于太阳能电池1的表面1-1定向。
回到图4所示的分解图需要说明的是:为了将导电固体20固定在相对太阳能电池1事先规定的位置中,本发明的焊接设备8具有固定垂直于焊接线L延伸的部段VA的工具。这些工具具体包括:节段S1-S12和SE的部段VA中的孔22、23,关于这些节段已经与图5、7A和7B相关联地加以阐述;和固定工具60,关于这些工具已经与图4相关联地加以阐述。通过最后所述的固定工具60(例如螺栓、铆钉等)本发明的导电固体20可以有益地被布置在导向装置上,该导向装置用作将导电固体20以及由此是本发明的焊接设备8相对太阳能电池1定向。如稍后将得到证实的那样,用电绝缘的材料,例如塑料构造固定工具60具有优点。
本发明的焊接设备8可以可选地装备用于冷却至少垂直于焊接线L延伸的部段VA之一的冷却装置。在这种情况下导电固体20的基本上平行于焊接线L延伸的部分FSP的长形部段LA可以借助通过至少一个垂直于焊接线L延伸的部段VA的热传递而间接地冷却,所述部段VA可以借助冷却装置被冷却。为此可选的冷却装置(如在图2-4、13和14中所示出的那样)例如可以包括至少一个冷却体40或者50,该冷却体与导电固体20的垂直于焊接线L延伸的部段VA的至少一个导热地接触。详细地说,如果至少一个冷却体40或者50可以借助一种冷却流体KF(图2)冷却的话是有益的。由于长形部段LA是间接冷却,所以这些部段能够以有益的方式被构造得具有很小的尺寸,通过这种方式沿长形部段LA可以实现很高的电流密度。如已经阐述的那样,冷却装置涉及的是本发明的焊接设备的一个可选的特征。特别是同样也可以考虑导电固体20被构造得完全没有冷却装置。根据这个实施方式(未被示出),例如可以仅仅通过垂直于焊接线L延伸的部段VA将热量导出。为了改善热量导出,例如可以与此相应地将其设置在一个或者数个冷却片中。作为补充或者可选,另外可以设置一个产生气流的装置,该气流对准各个冷却片或者沿各个冷却片流过。
再次关于在图4中所示出的、带有至少一个冷却体40或者50的冷却装置需要指出的是:这个冷却体可以与导电固体20的垂直于焊接线L延伸的部段VA的至少一个相连接。特别是可以通过相同的工具22、23、60实施这个连接,这些工具-如上所述-同时被用于将导电固体20布置在导向装置上。为此冷却体40本身具有孔42和43,这些孔能够与导电固体20内的孔22和23相对应并且分别收纳固定工具60之一(根据图4的冷却体50具有孔52和53,这些孔能够与导电固体20内的孔22和23相对应并且分别收纳固定工具60之一)。
如可以看到的那样,在至少一个冷却体40或者50与固体20之间具有至少一个绝缘体70,该绝缘体由电绝缘的、导热的材料构成。当然绝缘体70也具有收纳固定工具60的开口72、73。因此至少一个冷却体40或者50以及至少一个绝缘体70可以同时通过同样的固定工具60被固定在导电固体20上。作为绝缘体70以外的选择,也可以考虑设置一个由电绝缘的导热材料构成的、被涂覆在导电固体20的垂直于焊接线L延伸的部段VA的至少一个上的涂层和/或一个由电绝缘的导热材料构成的、被涂覆在冷却体40或者50的至少一个上的涂层。由于绝缘体70或者绝缘涂层的原因在导电固体20的各个节段S1-S12和SE之间不会通过至少一个冷却体40或者50发生意外的短路。
如在根据图2、3、11、13和14的实施例中所示出的那样,本发明的焊接设备8的感应天线10优选具有两个冷却体40和50,其中这两个冷却体40、50由导电材料构成并且分别通过绝缘体70之一与固体20的部段VA导热地接触。从图2、3和11来看可以看到,将交流电I耦合到电流通路SP内的、已经阐述过的电流耦合元件80与冷却体40相连接。此外,本发明的焊接设备8在冷却体40与导电固体20的垂直于焊接线L延伸的部段VA之一之间具有第一电连接61。在这种情况下电连接61特别是被用于将交流电I从冷却体40导入固体20。由于冷却体40、50特别是通过绝缘体70与固体20绝缘分离,因此只能在第一电连接61的位置处使交流电从冷却体40过渡到固体20上。
如另外从图2、3和11可以看出的那样,将交流电I从电流通路SP退耦输出(Auskoppeln)的、已经阐述过的电流退耦元件82与第二冷却体50相连接。与第一电连接61相类似,本发明的焊接设备8在第二冷却体50与导电固体20的垂直于焊接线L延伸的部段VA的另一个之间具有第二电连接62。类似于第一电连接61,第二电连接62用作将交流电I从固体20引导到冷却体50上。在由图2、3和11-13所示出的实例中电流耦合元件80通过第一电连接61与节段S1的部段VA相连接,而电流退耦元件82则通过各一个第二电连接62与节段S11的部段VA以及与节段SE的部段VA相连接。
与图11相关联地被阐述的实施例提供一个将交流电I引入固体20的电流通路中的特别有益的可能性。由于这里涉及的是交流电I,所以概念电流耦合元件80以及电流退耦元件82必须如下地配置,即在由交流发电机11产生的交流电I的电流方向换向时,电流耦合元件80接管电流退耦元件32的功能以及电流退耦元件82接管电流耦合元件80的功能。
根据本发明的焊接设备8的另一个观点,电流耦合元件80被构造成一个由导电材料构成的冷却流体导管81,其中冷却流体KF可以通过冷却流体导管81输送给冷却体40和/或从冷却体40中被排出(如在图2中借助标有KF的箭头所表明的那样)。另外,电流退耦元件82可以被构造成一个由导电材料构成的冷却流体导管83,其中冷却流体KF可以通过冷却流体导管83输送给冷却体50和/或从冷却体50中被排出(如在图2中借助标有KF的箭头所表明的那样)。在这种情况下,冷却流体导管81通入被构造在冷却体40内的冷却通道41内,该冷却通道沿焊接线L从冷却体40的一个端部延伸到冷却体40的另一个端部。冷却流体导管83相应地通入被构造在冷却体50内的冷却通道51内,该冷却通道沿焊接线L从冷却体50的一个端部延伸到冷却体50的另一个端部。在这种情况下,两个冷却通道41和51特别是能够在两个冷却体40和51的另外的端部通过一个(电绝缘的)连接导管85相互连接。通过这种方式可以保障两个冷却体40、50的冷却流体循环。可是当然也可以考虑两个冷却体40、50中的每一个均具有自己的冷却流体循环。
根据本发明的焊接设备的另一个实施方式,电流通路SP的至少一个部段的一个“有效长度”Leff可以以有益的方式被单独地调节,所述电流通路被构造在固体20的基本上平行于焊接线L延伸的部分FSP内。为此第一电连接包括一个第一短路元件61,利用该短路元件在第一冷却体40与导电固体20的垂直于焊接线L延伸的部段VA之一之间形成一个电气短路。这个短路元件61可以有益地被装配在相对第一冷却体40的不同的位置44-1、44-2、44-3、45-1、45-2、45-3上,以便在导电固体20的各个不同的垂直于焊接线L延伸的部段VA与第一冷却体40之间形成一个电气短路。此外,第二电连接可以包括一个第二短路元件62,利用该短路元件在第二冷却体50与导电固体20的垂直于焊接线L延伸的部段VA之一之间形成一个电气短路。这个短路元件62也可以被装配在相对第二冷却体50的不同的位置54-1、54-2、54-3、55-1、55-2、55-3上,以便在导电固体20的各个不同的垂直于焊接线L延伸的部段VA与第一冷却体50之间形成一个电气短路。
关于图4需要指出的是:两个冷却体40、50可以在上述不同位置44-1、44-2、44-3、45-1、45-2、45-3、54-1、54-2、54-3、55-1、55-2、55-3上具有孔,电气短路元件61、62可以被引导穿过这些孔。当然也可以与此相关联地设置如下:至少一个绝缘体70以及固体20具有相应数量的孔74-1、74-2、74-3、75-1、75-2、75-3或者24-1、24-2、24-3、25-1、25-2、25-3,以便将本发明的短路元件61、62收纳在其中。如在图10A、10B或者11中示意性地表明的那样,通过将短路元件61、62插入沿固体20的不同的位置24-1、24-2、24-3、25-1、25-2、25-3上,被构造在基本上平行于焊接线L延伸的部分FSP中的电流通路SP的一个部段的长度可以按照各个使用场合进行调节。例如图10A示出的是短路元件61被插入固体20的节段SE中的孔24-1中以及短路元件62被插入固体20的节段S1的孔25-3中的场合时的固体20中交流电I的电流通路SP。在这个场合中,交流发电机11因此与固体20如下地相连接,即交流电I可以通过节段SE和S1耦合引入固体20的基本上平行于焊接线L延伸的部分FSP中或者从这个部分FSP中被退耦引出。在图10A中交流电I的电流通路SP的一个部段被标注为“SPA”,在该部段中交流电I流过固体20的基本上平行于焊接线L延伸的部分FSP。交流电I与此相应地沿这个部段SPA在焊接线L上产生一个交变磁场。在这个场合中,电流通路SP的部段SPA穿过节段S1-S12的所有长形部段LA延伸。图10A中被标注Leff的箭头与此相应地标明感应天线的“有效长度”,即焊接线L的一个部段的长度,在该部段中借助感应天线可以产生交变磁场。
根据另一个实例,图10B示出的是短路元件61被插入固体20的节段S11中的孔24-3中以及短路元件62被插入固体20的节段S3的孔25-1中的场合时的固体20中的交流电I的电流通路SP。在这个场合中,交流发电机11因此与固体20如下地相连接,即交流电I可以通过节段S11和S3耦合引入固体20的基本上平行于焊接线L延伸的部分FSP中或者从这个部分FSP中被退耦引出。在图10B中交流电I的电流通路SP的一个部段被标注为“SPA”,在该部段中交流电I在这个场合中流过固体20的基本上平行于焊接线L延伸的部分FSP。交流电L与此相应地沿这个部段SPA在焊接线L上产生一个交变磁场。在这个场合中,电流通路SP的部段SPA穿过节段S3-S11的所有长形部段LA延伸。图10A中被标注为Leff的箭头与此相应地标明在这种场合下的感应天线的“有效长度”。图10B所示的实例中的有效长度Leff明显地比图10A所示的实例中的短。
因此通过电流通路的部段SPA产生的交变磁场H可以与太阳能电池1的各个尺寸相匹配。当然不同位置24-1、24-2、24-3、25-1、25-2、25-3的数量并不局限于所示出的数量,而是特别是可以适应导电固体20的垂直于焊接线L延伸的部段VA的数量。
关于上述第一和第二短路元件61、62,针对在图1-14中所示出的实施例需要指出的是:为了本发明的焊接设备8的运行当然仅需要在图中示出的两个第二短路元件62(参见例如图12)中的一个。
根据在图2中示出的感应天线10A的实施方式的另一个变型,也可以考虑不通过冷却流体导管81和83将由交流发电机11产生的交流电I耦合引入固体20中或者从固体20中退耦引出。作为可选,交流电也可以被直接耦合引到冷却体40和50上或者被退耦引出。例如,为了交流电的耦合或者退耦交流发电机11也可以直接与冷却体40和50电连接。由于固体20通过短路元件61和62与冷却体40和50相连接,因此为了这个目的原则上冷却体40和50的任意区域都可以与交流发电机11电连接。例如,冷却体40也可以在与冷却流体导管81相反的端部以及冷却体50在与冷却流体导管83相反的端部与交流发电机11电连接。
图15-17示出的是根据本发明的焊接设备的第二种实施方式的感应天线10A,该实施方式为在图1和2中示出的焊接设备8的一个变型并且与图1和2所示的焊接设备8的不同之处基本上在于:图1-14所示的感应天线10被图15-17所示的感应天线10A所代替。感应天线10A在一系列结构细节方面与图1-14所示的感应天线10相同,其中各个感应天线10A或者10的、在它们的构造或者它们的功能方面相同的部件在图1-17中在可能的情况下被标注相同的附图标记。所以在下文中主要对感应天线10A与10之间的不同之处加以阐述。
感应天线10A与感应天线10的不同之处基本上在于:感应天线10A-代替感应天线10的导电固体20-包括一个导电固体20A。在其他方面(除了固体20之外)感应天线10A与图1-14所示的感应天线10一样包括相同的部件。
在固体20A中-如在固体20的情况中那样-构造有一个沿(在图15中未被示出的以及在图16和17中在横截面中被示出的)焊接线L延伸的、交流电用的电流通路,其中交流电沿电流通路被如下地引导,即它在焊接线L中或者在焊接线L的周围内产生一个交变磁场。为了将交流电耦合引入电流通路或者将交流电从电流通路中退耦引出,电流耦合元件80和电流退耦元件82被连接在一个(在图15-17中未被示出的)交流发电机上(类似于图2所示的感应天线10的情况中的交流发电机11)。
感应天线10A的导电固体20A在这种情况下同感应天线10的导电固体20一样具有基本上相同的构造:固体20A于是同样被分成节段SE和S1-S12(如在图5-8中所示出的固体20那样),其中这些节段的部段构成基本上平行于焊接线L延伸的部分FSP,该部分通过气隙与焊接线L分离。在这种情况下固体20A的节段S1-S12在它们的形状方面基本上与固体20的节段S1-S12相同,就是说,固体20A的节段S1-S12的每一个-按照在图7B中所示的、固体20的节段S1-S12之一的形状-具有一个基本上平行于焊接线L延伸的长形部段(与图7B所示的部段LA相同)并且附加地包括一个符合图7B所示的部段VA的、垂直于焊接线L延伸的部段,该部段具有(与图7B所示的部段VA的部段VA1和VA2相符的)部段VA1和VA2。
但是感应天线10A的导电固体20A与感应天线10的固体20的不同之处在于:固体20A的节段S1-S12的各个长形部段在它们的形状方面是不相同的。为了能够在节段S1-S12的各个长形部段之间加以区分,节段S1-S12的长形部段在图15-17中被标注附图标记LA1、LA2、LA3、LA4、LA5、LA6、LA7、LA8、LA9、LA10、LA11和LA12。
与感应天线10的电流耦合元件80和电流退耦元件82相类似,感应天线10的电流耦合元件80和电流退耦元件82如下地(通过短路元件61和62)与固体20A的不同节段的各自的垂直部段VA相连接,即交流电必须流动经过固体20A的基本上平行于焊接线L延伸的部分FSP的各个长形部段以及在固体20A的分别被交流电流动经过的长形部段的周围内产生一个交变磁场(带有类似于图14中的交变磁场H的图示的空间分布)。由感应天线10A在固体20A的各个长形部段LA1-LA12的周围内的焊接线L中产生的交变磁场与此相应地分别垂直于焊接平面LE定向(在图15-17中未被示出)。
如图15和17所表明的那样,固体20A的所有长形部段LA1、LA2、LA3、......、LA12分别具有横截面为矩形的横截面,其中各个横截面的在各个长形部段的整个长度上的面积保持不变。但是-如特别是图17所表明的那样-不同的长形部段LA1、LA2、LA3、......、LA12可以具有不同大小的横截面,这样交流电的电流密度在基本上平行于焊接线L延伸的部分FSP的不同的长形部段中可以不同。交流电分别在不同的长形部段LA1、LA2、LA3、......、LA12的周围、分别在焊接线L上产生的交变磁场的场强度在不同的长形部段的周围可以大小不同以及因此沿着焊接线L该场强度作为位置函数是可以变化的(分别根据各个长形部段LA1、LA2、LA3、......、LA12的横截面的面积和/或形状)。通过对部段LA1、LA2、LA3、......、LA12的横截面的面积和/或形状的合适的选择,因此可以-与各个需求相关地-实现沿着焊接线L的交变磁场的场强度的空间变化。
在图15-17所示的实施方式中,LA1、LA2、LA3、......、LA12的横截面例如,被如下地选择,即离固体20A的两个端部20A′或者20A″之一最近的长形部段(就是说:长形部段LA1和LA12)分别具有(所有长形部段LA1、LA2、LA3、......、LA12中)最小的横截面,以及大约被布置在固体20A的两个端部20A′或者20A″之间的中间位置上的长形部段(就是说:长形部段LA6和LA7)分别具有(所有长形部段LA1、LA2、LA3、......、LA12中)最大的横截面。在这种情况下各个长形部段距离固体20A的端部20A″越远,长形部段LA2、LA3、LA4、LA5和LA6之一的横截面就越大。相应地,各个长形部段距离固体20A的端部20A′越远,长形部段LA7、LA8、LA9、LA10和LA11之一的横截面就越大。
参照图17以说明实际情况:在图17中例如分别示出长形部段LA3、LA4、LA5或者LA6的横截面(沿图15所示的剖切轴线C-C、D-D、E-E或者F-F)以及针对长形部段LA3、LA4、LA5或者LA6中的每一个示出各个长形部段垂直于焊接平面LE的延伸BLA3、BLA4、BLA5或者BLA6以及各个长形部段平行于焊接面LE的延伸HLA3、HLA4、HLA5或者HLA6。如从图17中可以看出的那样,在本例中长形部段LA3、LA4、LA5或者LA6垂直于焊接平面LE的延伸分别相同(BLA3=BLA4=BLA5=BLA6),而长形部段LA3、LA4、LA5或者LA6平行于焊接平面LE的延伸被如下地选择,即HLA3<HLA4<HLA5<HLA6。由于长形部段LA3、LA4、LA5或者LA6的横截面分别具有矩形的形状,所以长形部段LA6的横截面的面积(BLA6×HLA6)大于长形部段LA5的横截面的面积(BLA5×HLA5)以及大于长形部段LA4的横截面的面积(BLA4×HLA4)以及大于长形部段LA3的横截面的面积(BLA3×HLA3)。如图15所表明的那样,在本例中长形部段LA6和LA7的各个横截面相同;相应地长形部段LA5和LA8的各个横截面相同;另外长形部段LA4和LA9的各个横截面相同;此外长形部段LA3和LA10的各个横截面相同。这样分别沿着长形部段LA3、LA4、LA5、LA6、LA7、LA8、LA9和LA10的、焊接线L内的交变磁场的场强度显示一个空间变化,该变化由这些长形部段平行于焊接平面LE的各个延伸或者由这些延伸沿焊接线L的变化而确定。
图16和17示范性地示出另一个可能性:沿焊接线L借助不同的物体实现交变磁场的空间变化,所述物体由导磁系数(相对导磁率)为μ1>1的磁性材料(例如由铁氧体)构成并且被沿焊接线L安置:在感应天线10A的情况中数个这样的(μ1>1的)物体,在本例中物体90-1、90-2、90-11和90-12被安置在固体20A的基本上平行于焊接线L延伸的部分FSP上,这样各个物体被由感应天线10A产生的交变磁场穿透。物体90-1、90-2、90-11和90-12由于其比较大的导磁率能够实现交变磁场在它的各自的周围内的局部集中或者增强并且因此能够影响交变磁场,特别是影响焊接线L内的或者焊接线L周围内的交变磁场的产强度(分别取决于各个物体90-1、90-2、90-11和90-12的导磁率和/或体积和/或形状和/或各个物体相对固体20A的基本上平行于焊接线L延伸的部分FSP的布置)。
如图15和16所表明的那样,物体90-1、90-2、90-11和90-12沿焊接线L在一个长度上延伸,该长度大约与长形部段LA1、LA2、LA11或者LA12沿焊接线L的方向的长度相应。在这种情况下,不同的物体90-1、90-2、90-11和90-12分别被布置在不同的长形部段上:物体90-1被布置在长形部段LA1上,物体90-2被布置在长形部段LA2上,物体90-11被布置在长形部段LA11上以及物体90-12被布置在长形部段LA12上。
如图15和16另外所表明的那样,并不是所有的物体90-1、90-2、90-11和90-12在它们的形状方面是相同的。物体90-1在本例中具有长方六面体的形状;这个长方六面体-在一个垂直于焊接线L的平面内-具有正方形的横截面以及在长形部段LA1的与焊接线L相反的一侧上被布置在一个中间空隙内并且基本上完全填满这个中间空隙,该中间空隙被构造在长形部段LA1与固体20A的节段S1的部段VA1之间。物体90-12在形状和尺寸方面与物体90-1相同,当然在长形部段LA12的与焊接线L相反的一侧上被布置在一个中间空隙内,该中间空隙被构造在长形部段LA12与固体20A的节段S12的部段VA1之间。
而物体90-2被构造成平行于焊接线L延伸的、长方六面体形的物体,该物体在朝向焊接线L的一侧上具有平行于焊接线L延伸的槽90A,其中槽90A的轮廓-在垂直于焊接线L的横截面中-与长形部段LA2的横截面相匹配,这样长形部段LA2配合地装入槽90A中。如特别是图16所表明的那样,物体90-2被如下地插入在被构造在长形部段LA2与固体20A的节段S2的部段VA1之间的中间空隙内以及被如下地套装在长形部段LA2上,即长形部段LA2被布置在物体90-2的槽90A中并且所述物体90-2将长形部段LA2在它的四个侧面中的三个侧面上封住(图16)。为了使物体90-2稳固地放置在长形部段LA2上,附加地设置有一个物体91,该物体可以插入物体90-2与固体20A的节段S2的部段VA1之间,这样物体90-2被卡在长形部段LA2与节段S2的部段VA1之间(图16)。
如图15另外所表明的那样,物体90-11具有与物体90-2相同的形状以及在垂直于焊接线L的横截面中具有与物体90-2相同的轮廓(如在图16中沿剖切轴线B-B的剖面图所示出的那样)。物体90-11于是以相同的方式如物体90-2被安装在长形部段LA2上一样地被安装在固体20A的节段S11的长形部段LA11上。
如图15和16另外所表明的那样,长形部段LA1、LA2、LA11和LA12分别具有(垂直于焊接线L的)在形状和面积方面都相同的横截面。如果感应天线10A-与在图15-17中所示出的实例不同-没有设置物体90-1、90-2、90-11和90-12的话,那么该感应天线10A在焊接线L内因此分别产生一个交变磁场,该交变磁场在长形部段LA1、LA2、LA11和LA12上分别具有基本上相同的场强度。由于物体90-1和90-2在它们的形状的它们的布置方面不同,所以物体90-1和90-2在长形部段LA1的周围和在长形部段LA2的周围分别使交变磁场产生不同的集中或者增强并且由此在长形部段LA1和LA2的附近沿焊接线L导致交变磁场的场强度的空间变化。物体90-11和90-12相应地能够在长形部段LA11的周围和在长形部段LA12的周围分别使交变磁场产生不同的集中或者增强并且由此能够在长形部段LA11和LA12的附近沿焊接线L导致交变磁场的场强度的空间变化。
沿焊接线L实现交变磁场的空间变化的另一个可能性显然存在于分别使用不同的材料制造出不同的物体,在本例中物体90-1、90-2、90-11和90-12,这些物体在它们的导磁率方面不同并且以这种方式在它们各自的周围使交变磁场产生不同的集中或者增强。作为补充,还可以在具有不同横截面的不同的长形部段上分别布置由导磁系数(相对导磁率)为μ1>1的磁性材料(例如由铁氧体)构成的物体。这些物体在它们的形状和/或它们的体积和/或它们的导磁率方面和/或在它们相对焊接线L的布置方面(例如在它们相对焊接线L的距离方面)或者在它们相对固体20A的各个长形部段的布置方面也可以不同。

Claims (17)

1.一种焊接设备(8),用于沿直线焊接线(L)借助感应焊接将导电带(5)固定在太阳能电池(1)的直线的电流汇流排(3)上,其包括:
数个将所述带(5)压紧在所述电流汇流排(3)的表面上的压紧装置元件(P)和带有沿所述焊接线L延伸的、交流电(I)用的电流通路(SP)的感应天线(10;10A),该交流电(I)被如下地沿所述电流通路(SP)引导,即它在所述焊接线(L)内或者在所述焊接线(L)的周围产生交变磁场(H),
其中,所述压紧装置元件(P)被如下地构造,即它们分别垂直于所述焊接线(L)和在其中存在焊接线(L)的焊接平面(LE)内延伸,以及其中,
所述压紧装置元件(P)如下地被相继地布置成一排,即在每两个被直接相继地布置成一排的压紧装置元件(P)之间构造有中间空隙(Z)并且所述各个压紧装置元件(P)在所述焊接平面(LE)内能够相对所述焊接线(L)移动,
其特征在于,
所述电流通路(SP)被构造在导电固体(20;20A)中以及这个固体包括至少一个基本上平行于所述焊接线(L)延伸的部分(FSP),该部分通过气隙(LS)与所述焊接线(L)分离以及在该部分中构造有所述电流通路(SP)的至少一个部段(SPA);
其中,所述基本上平行于所述焊接线(L)延伸的部分(FSP)具有数个凹孔(21),这些凹孔沿所述焊接线(L)被相继地布置成一排并且沿所述焊接平面(LE)分别垂直于所述焊接线(L)如下地延伸,即所述压紧装置元件(P)的各一个被可移动地布置在这些凹孔(21)之一中;
其中,所述基本上平行于所述焊接线(L)延伸的部分(FSP)包括数个长形部段(LA;LA1-LA12),这些部段中的每一个都具有平行于所述焊接线(L)延伸的纵轴线;
其中,在每两个被直接相继地布置成所述一排的凹孔(21)之间分别布置有长形部段(LA;LA1-LA12)之一并且直线性地和与所述焊接线(L)平行地从这两个凹孔(21)之一延伸至这两个凹孔(21)的另一个;并且
其中,所述长形部段(LA)中的一个或者数个是所述电流通路(SP)的至少一个部段(SPA)的部分。
2.根据权利要求1所述的焊接设备(8),其中每个长形部段(LA;LA1-LA12)和/或导电固体(20)的至少一个基本上平行于焊接线(L)延伸的部段(FSP)和/或所述导电固体(20;20A)被构造成关于焊接平面(LE)对称。
3.根据权利要求1或2中任意一项所述的焊接设备,其中两个压紧装置元件(P)彼此保持距离(D)地被布置在凹孔(21)中的两个直接相继地布置成一排的凹孔中并且长形部段(LA;LA1-LA12)在这两个凹孔(21)之间沿焊接线(L)以不变的横截面(Q)在长度(LLA)上延伸,该长度为两个压紧装置元件(P)之间的距离(D)的至少50%。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的焊接设备,其中长形部段(LA;LA1-LA12)具有垂直于焊接平面(LE)的尺寸,该尺寸大约与电流汇流排(3)垂直于焊接平面(LE)的宽度和/或与导电带(5)垂直于焊接平面(LE)的宽度一样大和/或小于或者等于压紧装置元件(P)之一垂直于焊接平面(LE)的直径(DP)。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的焊接设备,其中导电固体(20)的基本上平行于焊接线(L)延伸的部分(FSP)的长形部段(LA)沿所述焊接线(L)被相继地布置成一排并且所述长形部段(LA)的纵轴线沿被平行于所述焊接线(L)布置的直线(G)延伸。
6.根据权利要求4或5中任意一项所述的焊接设备,其中导电固体(20;20A)的基本上平行于焊接线(L)延伸的部分(FSP)具有数个包括凹孔(21)中的各一个的部段(AA)以及这些部段沿所述焊接线(L)被相继地布置成一排,其中,每两个包括所述凹孔(21)之一的被直接相继地布置成一排的部段(AA)通过长形部段(LA;LA1-LA12)之一相互连接。
7.根据权利要求1至6中任意一项所述的焊接设备,导电固体(20,20A)包括数个垂直于焊接线(L)延伸的部段(VA),这些部段分别在导电固体(20)的至少一个基本上平行于所述焊接线(L)延伸的部分(FSP)的与所述焊接线(L)相反的一侧上沿所述焊接线(L)被相继地布置成一排;
其中,这些垂直于所述焊接线(L)延伸的部段(VA)的每一个在面向所述焊接线(L)的一侧上至少与导电固体(20)的至少一个基本上平行于所述焊接线(L)延伸的部分(FSP)的长形部段(LA)之一的一个端部(LA′)相连接;并且
其中,垂直于焊接线(L)延伸的部段(VA)中的被直接相继地布置成一排的两个部段通过垂直于所述焊接线(L)延伸的间隙(T)分离并且在它们的面向所述焊接线(L)的一侧上通过导电固体(20,20A)的至少一个基本上平行于所述焊接线(L)延伸的部分(FSP)的长形部段(LA)之一相连接。
8.根据权利要求7所述的焊接设备,其中凹孔(21)之一穿过垂直于焊接线(L)延伸的部段(VA)中的至少一个延伸。
9.根据权利要求7至8中任意一项所述的焊接设备,其中垂直于焊接线(L)延伸的部段(VA)中的每一个都被构造成关于焊接平面(LE)对称。
10.根据权利要求7至9中任意一项所述的焊接设备,其带有固定垂直于焊接线(L)延伸的部段(VA)的工具(22,23,60),以便将导电固体(20,20A)相对太阳能电池(1)固定在事先规定的位置上。
11.根据权利要求7至10中任意一项所述的焊接设备,其带有冷却垂直于焊接线(L)延伸的部段(VA)中的至少一个部段的冷却装置,其中导电固体(20;20A)的基本上平行于焊接线(L)延伸的部分(FSP)的长形部段(LA)可以借助热传导通过垂直于焊接线(L)延伸的部段(VA)中的至少一个部段的被间接地冷却,所述部段能够借助所述冷却装置被冷却;其中所述冷却装置包括至少一个冷却体(40,50),该冷却体与导电固体(20;20A)的垂直于焊接线(L)延伸的部段(VA)中的至少一个保持热接触,以及所述冷却体(40,50)能够借助冷却流体(KF)被冷却。
12.根据权利要求11所述的焊接设备,其中通过至少一个由电绝缘的、导热的材料构成的绝缘体(70)或者由电绝缘的、导热的材料构成的、被涂覆在导电固体(20;20A)的垂直于焊接线(L)延伸的部段(VA)中的至少一个部段上的涂层和/或由电绝缘的、导热的材料构成的、被涂覆在至少一个冷却体(40,50)上的涂层将所述至少一个冷却体(40,50)与导电固体(20;20A)的垂直于焊接线(L)延伸的部段(VA)中的至少一个部段相连接。
13.根据权利要求12所述的焊接设备,其中冷却体(40,50)的数量为两个并且这两个冷却体由导电材料构成,其包括:将交流电(I)耦合引入电流通路(SP)的电流耦合元件(80),其中所述两个冷却体之一(40)与所述电流耦合元件(80)相连接;第一电连接(61),其位于所述两个冷却体之一(40)和导电固体(20;20A)的垂直于焊接线(L)延伸的部段(VA)之一之间;将交流电(I)从电流通路(SP)中退耦引出的电流退耦元件(82),其中所述两个冷却体中的另一个(50)与所述电流退耦元件(82)相连接;以及第二电连接(62),其位于所述两个冷却体中的另一个(50)和所述导电固体(20;20A)的垂直于焊接线(L)延伸的部段(VA)中的另一个之间。
14.根据权利要求13所述的焊接设备,其中电流耦合元件(80)被构造成由导电材料构成的冷却流体导管(81),通过该冷却流体导管冷却流体(KF)能够被输送给两个冷却体之一(40)和/或从所述两个冷却体之一(40)中被排出和/或电流退耦元件(82)被构造成由导电材料构成的冷却流体导管(83),通过该冷却流体导管冷却流体(KF)能够被输送给两个冷却体中的另一个(50)和/或从所述两个冷却体中的另一个中(50)中被排出。
15.根据权利要求13或14中任意一项所述的焊接设备,其中第一电连接包括第一短路元件(61),利用该短路元件能够在第一冷却体(40)与导电固体(20;20A)的垂直于焊接线(L)延伸的部段(VA)之一之间形成电气短路,其中为了在导电固体(20;20A)的垂直于焊接线(L)延伸的部段(VA)中的各不同部段与所述冷却体(40)之间形成电气短路,这个短路元件(61)能够相对所述第一冷却体(40)被装配在不同位置(44-1,44-2,44-3,45-1,45-2,45-3)上,和/或第二电连接包括第二短路元件(62),利用该短路元件能够在第二冷却体(50)与导电固体(20;20A)的垂直于焊接线(L)延伸的部段(VA)之一之间形成电气短路,其中为了在导电固体(20;20A)的垂直于焊接线(L)延伸的部段(VA)中的各不同部段与所述冷却体(50)之间形成电气短路,这个第二短路元件(62)能够相对所述第二冷却体(50)被装配在不同位置(54-1,54-2,54-3,55-1,55-2,55-3)上。
16.根据权利要求1至15中任意一项所述的焊接设备,其中导电固体(20A)的长形部段(LA3)之一具有横截面,该横截面的面积(BLA3×HLA3)大于或者小于所述导电固体(20A)的长形部段(LA4,LA5,LA6)中的至少另一个部段的横截面的面积(BLA4×HLA4;BLA5×HLA5;BLA6×HLA6)。
17.根据权利要求1至16中任意一项所述的焊接设备,其中感应天线(10A)包括数个由相对导磁率为μ1>1的铁氧体或者其他的磁性材料构成的物体(90-1,90-2,90-11,90-12),其中,这些物体(90-1,90-2,90-11,90-12)中的每一个被布置在导电固体(20A)的长形部段(LA1,LA2,LA11,LA12)之一上以及这些物体中的至少两个(90-1,90-2)在它们的形状和/或它们的体积和/或它们的导磁率方面彼此不同。
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