DE1265837B

DE1265837B - Electric welding machine with a device for protecting the operating personnel

Info

Publication number: DE1265837B
Application number: DE1966S0104065
Authority: DE
Inventors: Dr Rer Nat Heinz Neumann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1966-05-28
Filing date: 1966-05-28
Publication date: 1968-04-11
Also published as: JPS4510211B1

Description

Elektrische Schweißmaschine mit einer Einrichtung zum Schutz des Bedienungspersonals Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Schweißmaschine mit einer Einrichtung zum Schutz des Bedienungspersonals gegen Überspannungen an den Sekundärwicklungen einphasiger, an ein Vielphasennetz angeschlossener Schweißtransformatoren, die zur Versorgung einer Vielzahl von Schweißstellen am gleichen Werkstück dienen, insbesondere bei Vielpunktanlagen.Electric welding machine with a device for protecting the operating personnel The invention relates to an electric welding machine with a device to protect the operating personnel against overvoltages on the secondary windings single-phase welding transformers connected to a multi-phase network which are used for Supply a large number of welds on the same workpiece, in particular for multi-point systems.

Gemäß den elektrischen Sicherheitsvorschriften ist als Schutz gegen zu hohe Berührungsspannungen bei Widerstandsschweißtransformatoren ein Pol der Sekundärwicklung mit einem Schutzleiter zu verbinden. Von dieser Forderung kann abgewichen werden, wenn einphasige Transformatoren in Gruppen mehrphasig angeschlossen sind. In diesem Fall muß durch andere gleichwertige Maßnahmen für einen einwandfreien Schutz gegen zu hohe Berührungsspannungen gesorgt werden. Dieser Fall kann z. B. bei Vielpunktanlagen, z. B. Bodenstraßen in der Automobilfertigung, auftreten.According to the electrical safety regulations is as protection against too high contact voltages in resistance welding transformers one pole of the secondary winding to be connected to a protective conductor. It is possible to deviate from this requirement, when single-phase transformers are connected in multi-phase groups. In this Case must by other equivalent measures for a perfect protection against too high contact voltages are taken care of. This case can e.g. B. for multi-point systems, z. B. floor roads in automobile manufacturing occur.

Bei einer normalen Punktschweißmaschine kann man eine Seite der Sekundärwicklung des Schweißtransformators erden. Da im Schweißkreis die Widerstände in der Größenordnung von Mikroohm liegen, liegt dann praktisch der ganze Kreis auf Erdpotential, so daß bei einer galvanischen Verbindung zwischen Ober- und Unterspannungsseite keine gefährlichen Spannungen auftreten können.With a normal spot welding machine you can see one side of the secondary winding of the welding transformer. Since in the welding circuit the resistances in the order of magnitude of micro-ohms, then practically the whole circle is on earth potential, so that with a galvanic connection between the high and low voltage side no dangerous Tensions can occur.

Es gibt nun aber, wie vorstehend erwähnt, Fälle, in denen diese Maßnahme nicht möglich ist, z. B. wenn eine große Anzahl von Schweißungen gleichzeitig durchgeführt wird. Hierbei wird z. B. eine Vielzahl von Einphasen-Transformatoren zwischen die Phasenleiter eines Drehstromsystems geschaltet und jeweils über eine Vielzahl von voneinander galvanisch getrennten Sekundärwicklungen die jeweiligen Elektroden mit Spannungen versorgt. Das Werkstück liegt dabei meist auf einer metallischen verfahrbaren Unterlage auf, die während des Bearbeitungsvorganges verschoben wird. Hierdurch sind die Erdungsverhältnisse nicht immer eindeutig und bestimmbar.However, as mentioned above, there are cases in which this measure is not possible, e.g. B. when a large number of welds are carried out at the same time will. Here z. B. a variety of single-phase transformers between the Phase conductors of a three-phase system switched and each via a large number of galvanically separated secondary windings with the respective electrodes Voltages supplied. The workpiece is usually on a metallic movable Underlay that is moved during the machining process. Through this the grounding conditions are not always clear and determinable.

Andererseits läßt sich aber bei einer derartigen Maschine auch nicht jeweils ein Pol jeder Sekundärwicklung erden, da dann die Stromverteilung völlig undefiniert würde. Man mußte daher bisher in diesem Fall auf eine Erdung verzichten.On the other hand, however, it is also not possible with such a machine Ground one pole of each secondary winding, because then the current distribution is completely would be undefined. So up to now one had to do without grounding in this case.

Die hierbei ebenfalls vorgeschlagene Lösung, geerdete Schutzwicklungen zwischen Primär- und Sekundärwicklungen unterzubringen, ist verhältnismäßig teuer und benötigt viel Platz. Dies ist, da oft eine große Zahl von Schweißstellen zu versorgen ist, äußerst unvorteilhaft. Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, auch in einem Fall, in dem eine Vielzahl von aus Einphasentransformatoren versorgten Schweißstellen vorhanden ist, eine einwandfreie und einfache Sicherung gegen Überspannungen zu schaffen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Einrichtung der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß wenigstens die an den gleichen Phasen liegenden Sekundärkreise jeweils über einen Widerstand mit einem gemeinsamen Punkt verbunden sind, der über einen weiteren Widerstand an den Erd- oder Nulleiter angeschlossen ist und die an diesem Widerstand abnehmbare Spannung zum Ansteuern einer Schutzschaltung dient, und daß der zwischen Sekundärkreis und Null- oder Erdleiter liegende Widerstand außerordentlich groß im Verhältnis zum Widerstand im sekundären Schweißstromkreis ist (> 10g). Wenn auch die Verbindung wenigstens eines Teils der Sekundärkreise über diesen Spannungsteiler mit Masse in den meisten Fällen ausreichend ist, so wird man doch, um einen vollständigen Schutz zu erreichen, vorteilhafterweise alle Sekundärkreise an einen gemeinsamen Punkt anschließen. Unter den Widerständen werden im vorliegenden Fall nicht nur ohmsche Widerstände, sondern auch induktive, kapazitive oder solche Widerstände verstanden, die durch Dioden, insbesondere Zenerdioden oder auch Transistoren, gebildet sind. Um eine definierte Spannung zum Ansteuern der Schutzschaltung zu erhalten, wird man diese Spannung mit Vorteil zwischen zwei Zenerdioden abnehmen.The solution also proposed here, earthed protective windings Placing between primary and secondary windings is relatively expensive and takes up a lot of space. This is because there are often a large number of welds too supply is extremely unfavorable. The object of the invention is now to even in a case where a multitude of powered off single-phase transformers Welding points are present, a perfect and simple protection against overvoltages to accomplish. According to the invention, this object is achieved in a device of the type mentioned at the beginning mentioned type solved in that at least those lying in the same phases Secondary circuits each connected to a common point via a resistor connected to the earth or neutral conductor via another resistor and the voltage that can be picked up at this resistor to control a protective circuit serves, and that the resistance between the secondary circuit and the neutral or earth conductor extremely large in relation to the resistance in the secondary welding circuit is (> 10g). Even if the connection of at least part of the secondary circuits using this voltage divider with ground is sufficient in most cases, so after all, in order to achieve complete protection, one will advantageously all Connect secondary circuits to a common point. Be under the resistances in the present case not only ohmic resistances, but also inductive, capacitive ones or such resistances are understood by diodes, in particular Zener diodes or also transistors, are formed. To get a defined voltage to control the To get protection circuit, one will get this voltage with advantage between two Zener diodes decrease.

An Hand eines Ausführungsbeispieles wird die Erfindung näher erläutert.The invention is explained in more detail using an exemplary embodiment.

Die Figur zeigt schematisch eine Vielfachpunktschweißmaschine, die beispielsweise in einer Bodenstraße in der Automobilindustrie eingesetzt wird.The figure shows schematically a multiple spot welding machine that is used, for example, in a floor road in the automotive industry.

Zwischen die drei Phasenleiter RST eines Drehstromnetzes (z. B. 380 V, 50 Hz) sind über jeweils antiparallel geschaltete Gruppen von Thyristoren 13, 14 und 15 (oder Ignitrons) die Primärwicklungen 4, 7 und 10 von drei Einphasentransformatoren 1, 2 und 3 geschaltet. Parallel zu diesen Primärwicklungen können noch, wie schematisch angedeutet, eine Vielzahl von weiteren Primärwicklungen geschaltet werden. Im vorliegenden Fall sind jeder Primärwicklung zwei Sekundärwicklungen 5, 6 - 8, 9 - 11 und 12 zugeordnet, die jeweils mit den Schweißelektroden 25, 26 verbunden sind. Die Schweißelektroden selbst liegen unter Druck auf zwei zusammenzupunktenden Blechen 16 auf. Die Bleche ihrerseits selbst sind auf einem verfahrbaren metallischen Untersatz 17 angeordnet. Durch die zwischen den einzelnen Elektroden 25, 26 fließenden hohen Ströme in der Größenordnung von kA werden die Bleche durch Schweißpunkte 18 am Aufsatzpunkt der Elektroden zusammengeheftet.The primary windings 4, 7 and 10 of three single-phase transformers 1, 2 and 3 are located between the three phase conductors RST of a three-phase network (e.g. 380 V, 50 Hz) via groups of thyristors 13, 14 and 15 (or ignitrons) connected in anti-parallel switched. As indicated schematically, a large number of further primary windings can be connected in parallel to these primary windings. In the present case, two secondary windings 5, 6-8, 9-11 and 12 are assigned to each primary winding, each of which is connected to the welding electrodes 25, 26. The welding electrodes themselves lie under pressure on two metal sheets 16 to be dotted together. The metal sheets themselves are arranged on a movable metal base 17. As a result of the high currents of the order of magnitude of kA flowing between the individual electrodes 25, 26, the metal sheets are bonded together by welding points 18 at the contact point of the electrodes.

Die Werkstücke sind nun zwar über den metallischen Untersatz mit Erde verbunden; da aber diese Erdung nicht einwandfrei definierbar und außerdem im Leerlauf auch nicht vorhanden ist, sind nun noch zusätzliche Schutzmaßnahmen vorgesehen. Hierzu ist ein Pol jeder Sekundärwicklung über einen im Verhältnis zum Widerstand des Schweißkreises außerordentlich hohen Widerstand 19 (Milliohm im Schweißstromkreis und/oder Wicklung, Kiloohm beim Widerstand 19) mit einem gemeinsamen Punkt verbunden. Dieser ist über einen weiteren Widerstand 20 und zwei Zenerdioden 21 und 22 zum Erzeugen eines definierten Potentials mit dem Erdleiter verbunden. Zwischen die Zenerdioden 21 und 22 ist eine Schutzschaltung 23 angeschlossen. Tritt zwischen Primär- und Sekundärwicklung eines der Schweißtransformatoren eine galvanische Verbindung auf, so schnellt das Spannungspotential zwischen den Zenerdioden in die Höhe. Dadurch spricht die vorzugsweise aus kontaktlosen Bauelementen aufgebaute Schutzschaltung 23 an und schaltet, wie schematisch durch den Pfeil 24 angedeutet, das Netz oder die , Thyristoren ab.The workpieces are now over the metal base with earth tied together; but since this grounding cannot be properly defined and also in no-load operation is also not available, additional protective measures are now provided. To do this, one pole of each secondary winding is about one in relation to the resistance of the welding circuit extremely high resistance 19 (milliohms in the welding circuit and / or winding, kilo-ohms at resistor 19) connected to a common point. This is via a further resistor 20 and two Zener diodes 21 and 22 to Generating a defined potential connected to the earth conductor. Between the A protection circuit 23 is connected to Zener diodes 21 and 22. Occurs between Primary and secondary winding of one of the welding transformers create a galvanic connection on, the voltage potential between the Zener diodes rises. Through this speaks the protective circuit, which is preferably made up of contactless components 23 and switches, as indicated schematically by the arrow 24, the network or the, thyristors off.

Die Schutzschaltung ließe sich natürlich auch am gemeinsamen Punkt direkt anschließen, oder es könnte auch zwischen Punkt und Erde ein Relais eingesetzt sein.The protective circuit could of course also be at the common point connect directly, or a relay could also be used between point and earth be.

Da aber in jedem Fall das Verhältnis der Widerstände des Schweißkreises zu denen des Nebenschlusses in der Größenordnung von 10-s liegen kann, sind die durch den Nebenschluß auftretenden Verluste völlig vernachlässigbar.But there in any case the ratio of the resistances of the welding circuit to those of the shunt can be in the order of 10-s, are the losses caused by the shunt are completely negligible.

Die geschilderte Schutzschaltung hat außer ihrer Einfachheit noch den großen Vorteil, daß sie auch schon beim Leerlauf der Maschine anspricht, d. h. wenn noch gar kein Schweißstrom fließt.' An Stelle aller Sekundärwicklungen könnten auch jeweils nur Gruppen von Sekundärwicklungen mit je einem gemeinsamen Punkt verbunden werden und jeder Gruppe eine eigene Schutzschaltung zugeordnet werden.The described protective circuit has, in addition to its simplicity the great advantage that it responds even when the machine is idling, d. H. when no welding current is flowing. ' Instead of all secondary windings could also only groups of secondary windings each connected to a common point and each group can be assigned its own protective circuit.

Claims

Claims: 1. Electric welding machine with a device for protecting the operating personnel against overvoltages on the secondary windings of single-phase welding transformers connected to a multi-phase network, which are used to supply a large number of welding points on the same workpiece, especially in multi-point systems, characterized in that at least the same phase. RST secondary circuits of the welding transformers (1, 2 and 3) are each connected via a resistor (19) to a common point, which is connected to the earth or neutral conductor via a further resistor (20, 21, 22) and which is connected to this Resistance detachable voltage is used to control a protective circuit (23), and that the resistance between the secondary circuit and the neutral or earth conductor is extremely high in relation to the resistance in the secondary welding circuit (> 1 (l3).

2. Electric welding machine according to claim 1, characterized in that that all secondary circuits are connected to a common point.

3. Electric Welding machine according to Claim 1, characterized in that some of the resistors is formed by diodes, in particular Zener diodes.

4. Electric welding machine according to claim 3, characterized in that the voltage between two Zener diodes (21, 22) is removed. Publications considered: German patent specification No. 638 895.