DE1563353C

DE1563353C - Resistance welding device

Info

Publication number: DE1563353C
Authority: DE
Inventors: Der Anmelder Ist
Original assignee: Sciaky, David, Chicago, IU. (V.StA.)
Publication date: 1972-08-10

Description

3 43 4

nenden Mittelleiter aufweist, der zwei Kammern elektrische Eigenschaften besitzenden Flüssigkeit auftrennt, deren äußere Wände aus Leiterplatten be- zufüllen oder diese Flüssigkeit durch die Kammern stehen, wobei jede Kammer mehrere parallelgeschal- durchströmen zu lassen, so daß die von den Dioden tete Dioden in einer Anordnung enthält, bei der ein entwickelte Wärme schnell auf die Leiter 1, 2 über-Stromfluß von den äußeren Leiterplatten' zu dem 5 tragen wird. In diesen Leitern befinden sich außer-Mittelleiter bzw., bei vertauschter Polung aller Di- dem Ausnehmungen, die von einem Kühlmittel durchoden, in umgekehrter Richtung auftritt. Der gut strömt sind. Ein zu diesen Kühlräumen führender wärmeleitende Mittelleiter, der die Diodenpaare mit- Anschluß ist mit 31 bezeichnet. Schraubenanker 16 einander verbindet, gewährleistet einen schnell wir- ermöglichen es, die plattenförmigen Leiter 1, 2 und kenden ständigen Temperaturausgleich zwischen den io den Isolierrahmen 17 zu einer Baueinheit zusammenbeiden mit Kühlmittel gefüllten Diodenkammern. zuschließen, so daß eine äußerst gedrängte und kom-has a central conductor that separates two chambers of liquid with electrical properties, fill their outer walls from printed circuit boards or this liquid through the chambers standing, each chamber allowing several parallel-connected flow through, so that the diodes tete diodes in an arrangement in which a developed heat quickly on the conductors 1, 2 over-current flow from the outer circuit boards' to the 5 is carried. In these ladders there are extra-center conductors or, with reversed polarity of all diode recesses through which a coolant penetrates, occurs in the opposite direction. Which are flowing well. One leading to these cold stores heat-conducting central conductor, which is connected to the pair of diodes, is denoted by 31. Screw anchor 16 connects each other, ensures a fast we enable the plate-shaped conductors 1, 2 and Kenden constant temperature equalization between the two insulating frames 17 to form a structural unit diode chambers filled with coolant. close so that an extremely compact and com-

Die als kompakte Baueinheit vorliegende Dioden- pakte Diodenanordnung entsteht,The diode-pact diode arrangement, which is present as a compact unit, is created

kammeranordnung kann ohne Schwierigkeit und be- F i g. 2 zeigt die neue Ausbildung eines Vollweg-Chamber arrangement can be easily and F i g. 2 shows the new training of a full

sondere Hilfsmittel ein- und ausgebaut und mit den gleichrichters für eine Widerstandsschweißeinrich-special aids installed and removed and with the rectifier for a resistance welding device

elektrischen Anschlüssen verbunden werden. Dies gilt 15 tung. Neben den beiden äußeren Leiterplatten 1 und 2electrical connections are connected. This applies. Next to the two outer circuit boards 1 and 2

im besonderen für eine Weiterbildung der Erfindung, ist ein Mittelleiter 3 vorgesehen. Die Leiter 1, 2 und 3In particular for a further development of the invention, a center conductor 3 is provided. The ladder 1, 2 and 3

die darin besteht, daß Mittelleiter und äußere Leiter- bilden zusammen mit zwei Isolierrahmen 4 und 5which consists in the fact that the central conductor and the outer conductor form together with two insulating frames 4 and 5

platten auf gegenüberliegenden Seiten über die Di- zwei Kammern, die durch den Mittelleiter 3 unter-plates on opposite sides over the di- two chambers, which are under-

odenanordnung vorstehen, daß die äußeren Leiter- teilt und jeweils durch Dichtungen 6 und 7 nachodenarrangement protrude that the outer conductor parts and each by seals 6 and 7 after

platten unmittelbar an die Enden der Sekundärwick- 20 außen abgedichtet sind. Die Polarität der in derplates are sealed directly to the ends of the secondary winding 20 on the outside. The polarity of the

lung des Transformators angeschlossen sind, wobei oberen Kammer angeordneten Dioden ist entgegen-of the transformer are connected, with the upper chamber arranged diodes facing

die äußeren Leiterplatten den gleichen Abstand von- gesetzt zu der Polarität der in der unteren Kammerthe outer circuit boards are set the same distance from- to the polarity of those in the lower chamber

einander haben wie die Wicklungsenden, und daß die aufgenommenen Dioden, so daß die positiven undhave each other like the winding ends, and that the included diodes, so that the positive and

gesamte Diodenanordnung von den Wicklungsenden negativen Halbwellen eines den äußeren Leiterplattenentire diode arrangement from the winding ends negative half-waves of one of the outer circuit boards

getragen ist. 25 zugeführten Wechselstromes gleichgerichtet werdenis worn. 25 supplied alternating current are rectified

Zur weiteren Verbesserung der Wärmeabführung und der Mittelleiter 3 auf Gleichspannung liegt. DieTo further improve the heat dissipation and the center conductor 3 is on DC voltage. the

und Kühlung der die Dioden aufnehmenden Kam- plattenförmigen Leiter sind gegeneinander durch dieand cooling of the camplate-shaped conductors accommodating the diodes are mutually beneficial through the

mern ist in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, Rahmon 4, 5 isoliert. Die Kammern sind gefüllt mitmern is provided in a development of the invention, Rahmon 4, 5 isolated. The chambers are filled with

daß der plattenförmige Innenleiter und/oder die einem gut wärmeleitenden Medium mit dielektrischenthat the plate-shaped inner conductor and / or a highly thermally conductive medium with dielectric

Außenleiterplatten der Diodenanordnung mit Strö- 30 Eigenschaften. Zur Füllung bzw. Entleerung dienenOuter circuit boards of the diode arrangement with current properties. Serve for filling or emptying

mungskanälen zur Führung eines Kühlmittels aus- die öffnungen 8, 9 in den äußeren Leiterplatten 1ventilation channels for guiding a coolant out of the openings 8, 9 in the outer circuit boards 1

gerüstet sind. und 2, während die Verschlußelemente 10,11 dichtare armed. and 2, while the closure elements 10, 11 are tight

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand in der abgeschlossen werden können. In den plattenförmi-The invention will be concluded below with reference to the. In the plate-shaped

Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele erläu- gen Leitern 1, 2, 3 befinden sich außerdem öffnun-Drawings of illustrated embodiments explain ladders 1, 2, 3 are also open-

tert. In der Zeichnung zeigt 35 gen 12, über welche ein Kühlmittel (z. B. Wasser) zu-tert. In the drawing, 35 shows gen 12, via which a coolant (e.g. water) is supplied.

F i g. 1 eine Diodenkammeranordnung nach einem und abgeführt werden kann. Es tritt also eine wirkälteren Vorschlag, same Abführung der in den Dioden und in den Lei-F i g. 1 a diode chamber arrangement after and can be removed. So there is a really older one Proposal for the same dissipation of the diodes and lines

F i g. 2 eine Anordnung ähnlich derjenigen nach tern auftretenden Wärme auf, wobei es von beson-F i g. 2 an arrangement similar to that after heat occurring, whereby it is particularly

F i g. 1, jedoch mit zwei durch einen Mittelleiter ge- derer Bedeutung ist, daß der den Gleichstrom füh-F i g. 1, but with two through a center conductor, it is less important that the direct current

trennten Kammern zur Ausbildung eines Vollweg- 40 rende Mittelleiter 3 als Wärmeverbindung wirkt undseparated chambers to form a full path 40 rende central conductor 3 acts as a thermal connection and

gleichrichters, die Wärmeabführung in einfacher und wirksamerrectifier, the heat dissipation in easier and more effective

F i g. 3 eine Schweißeinrichtung mit einer Anord- Weise unterstützt, so daß die angrenzenden DiodenF i g. 3 supports a welding device with an arrangement manner so that the adjacent diodes

nung nach F i g. 2, selbst bei kompakter und gedrängter Bauweise dertion according to Fig. 2, even with the compact and compact design of the

Fig.4 in schaubildlicher Darstellung die Haupt- Gleichrichteranordnung nicht unzulässig erwärmt4 in a diagrammatic representation, the main rectifier arrangement is not heated inadmissibly

teile eines Dreiphasen-Vollweggleichrichters, 45 werden können.parts of a three-phase full-wave rectifier, 45 can be.

F i g. 4 a einen bei einer Gleichrichteranordnung Die Anordnung einer derartigen Gleichrichtergemäß F i g. 2 zwischen dem plattenförmigen Mittel- anordnung in der Widerstandsschweißeinrichtung ist leiter und einem Außenleiter angeordneten Isolier- in F i g. 3 gezeigt. Man erkennt, daß die äußeren rahmen, Leiterplatten 1 und 2 unmittelbar mit den zugehöri-F i g. 4 a one in a rectifier arrangement. The arrangement of such a rectifier according to FIG. 2 is between the plate-shaped central arrangement in the resistance welding device Head and an outer conductor arranged insulating in F i g. 3 shown. One recognizes that the outer frame, circuit boards 1 and 2 directly with the associated

F i g. 5 ■ ein schematisches Schaltbild der Wider- 50 gen Anschlüssen 13 der als solche nicht gezeigten Se-F i g. 5 ■ a schematic circuit diagram of the resistors 50 connections 13 of the se-

standsschweißeinrichtung mit einem Gleichrichter kundärwicklung eines Schweißtransformators 14 ver-standing welding device with a rectifier secondary winding of a welding transformer 14

nach F i g. 4, bunden sind. Der Mittelleiter 3 der Diodenanordnungaccording to FIG. 4, are bound. The center conductor 3 of the diode arrangement

F i g. 6 die Aufhängung der Leiterplatten an den steht dagegen unter Einschaltung eines flexiblen Zwi-F i g. 6, on the other hand, the suspension of the printed circuit boards is subject to the interposition of a flexible

Transformator-Sekundärwicklungen und schenleiters 16 mit der Schweißelektrode 15 in Ver-Transformer secondary windings and conductor 16 with the welding electrode 15 in connection

F i g. 7 in schematischer Darstellung eine Teil- 55 bindung, so daß die Elektrode 15 ungehindert auf-F i g. 7 a schematic representation of a partial bond, so that the electrode 15 is unhindered

ansicht einer von einem einphasigen Transformator und abwärts bewegt werden kann. Der als solcherview one of a single phase transformer and can be moved down. As such

gespeisten tragbaren Schweißeinrichtung mit einem nicht dargestellte Mittelabgriff der Sekundärwick-powered portable welding device with a center tap, not shown, of the secondary winding

Gleichrichter gemäß F i g. 2. . lung des Transformators 14 ist über den Leiter 17 mitRectifier according to FIG. 2.. ment of the transformer 14 is on the conductor 17 with

Die in F i g. 1 dargestellte Diodenkammeranord- der Frontplatte 18 des Grundrahmens der Schweiß-The in F i g. 1 Diodenkammeranord- the front plate 18 of the base frame of the welding

nung entspricht einem älteren Vorschlag des Erfin- 60 einrichtung verbunden, die bei üblicher Ausbildungtion corresponds to an older suggestion by the inventor associated with the usual training

ders. Dabei sind die Dioden zwecks Kühlung in Kam- über den Arm 19 die zweite Schweißelektrode 20 mern angeordnet, die jeweils von zwei Leiterplat- trägt.the other hand, the diodes are in the chamber over the arm 19, the second welding electrode 20 for the purpose of cooling mern arranged, each of which carries two printed circuit boards.

ten 1, 2 und von einem zwischen den Leitern 1, 2 Wie leicht zu sehen ist, bedarf es nur der Lösung untergebrachten Isolierrahmen 17 begrenzt sind, wo- weniger Schrauben, um beispielsweise beschädigte bei Dichtungen 18,19 die Kammern nach außen ab- 65 Teile auszuwechseln. Dabei sorgen kurze Stromwege dichten. Über die mit einer Verschlußeinrichtung im Sekundärstromkreis für eine Verminderung der versehene Einfüllöffnung besteht die Möglichkeit, die Energieverluste.ten 1, 2 and from one between the conductors 1, 2 As can easily be seen, all that is needed is the solution housed insulating frame 17 are limited, less screws, for example, damaged in the case of seals 18, 19, the chambers have to be replaced on the outside 65 parts. Short current paths ensure this poetry. About the with a locking device in the secondary circuit for a reduction in the provided filling opening there is the possibility of the energy losses.

Kammern mit einer gute wärmeleitende und die In den F i g. 4 und 4 α ist eine perspektivische An-Chambers with good thermal conductivity and the In F i g. 4 and 4 α is a perspective view

sieht der in F i g. 2 gezeigten Gleichrichteranordnung bzw. eines zugehörigen Isolierrahmens dargestellt. Da von einem dreiphasigen Speisestrom ausgegangen worden ist, sind sechs Sätze jeweils einer oder mehrerer Dioden in sechs Kammern untergebracht. Den sechs Außenleiterplatten 21 bis 26 ist ein einziger, durchgehender plattenförmiger Mittelleiter 27 zugeordnet. F i g. 4 a läßt die Ausbildung der beiden jeweils durchgehenden und gemeinsamen Isolierrahmen 45 erkennen, die zwischen dem gemeinsamen Mittelleiter 27 und den sechs Außenleiterplatten 21 bis 26 angeordnet sind.sees in FIG. 2 rectifier arrangement shown or an associated insulating frame. Since a three-phase supply current is assumed six sets of one or more diodes are housed in six chambers. The A single, continuous, plate-shaped central conductor 27 is assigned to six outer circuit boards 21 to 26. F i g. 4 a leaves the formation of the two continuous and common insulating frames 45 recognize that between the common center conductor 27 and the six outer circuit boards 21 to 26 are arranged.

Die Polarität der Dioden ist dabei wieder so gewählt, daß ein Stromfluß von den äußeren Leiterplatten 21 bis 26 zu dem Mittelleiter bzw., bei vertauschter Polung aller Dioden in umgekehrter Richtung auftritt.The polarity of the diodes is again chosen so that a current flow from the outer circuit boards 21 to 26 to the center conductor or, if the polarity of all diodes is reversed, in the opposite direction occurs.

Das Schaltbild gemäß F i g. 5 zeigt eine Dreiphasenanordnung, wobei die plattenförmigen Außenleiter 21 und 24 unmittelbar mit den Klemmen 28 und 29 der Sekundärwicklung eines Einphasentransformators 30, die plattenförmigen Außenleiter 22 und 25 mit den Klemmen der Sekundärwicklung eines Einphasentransformators 31 verbunden und die plattenförmigen Außenleiter 23 und 26 an die Enden der Sekundärwicklung des Einphasentransformators 32 angeschlossen sind. Der plattenförmige Mittelleiter 27 steht über den flexiblen Zwischenleiter 16 mit der Schweißelektrode 15 der Schweißmaschine in Verbindung. The circuit diagram according to FIG. 5 shows a three-phase arrangement, the plate-shaped outer conductor 21 and 24 directly to terminals 28 and 29 of the secondary winding of a single-phase transformer 30, the plate-shaped outer conductors 22 and 25 with the terminals of the secondary winding of a Single-phase transformer 31 connected and the plate-shaped outer conductors 23 and 26 to the ends the secondary winding of the single-phase transformer 32 are connected. The plate-shaped center conductor 27 is connected to the welding electrode 15 of the welding machine via the flexible intermediate conductor 16.

Mittelabgriffe der Sekundärwicklungen der Transformatoren 30, 31 und 32 führen über Induktivitäten 33, 34 und 35 und eine Leitung 17 zu der unteren Schweißelektrode 20, die in üblicher Weise der Schweißelektrode 15 zugeordnet ist. Die Primärwicklungen der drei Einphasentransformatoren sind imCenter taps of the secondary windings of the transformers 30, 31 and 32 lead via inductances 33, 34 and 35 and a line 17 to the lower welding electrode 20, which in the usual manner of Welding electrode 15 is assigned. The primary windings of the three single-phase transformers are in

ίο Dreieck geschaltet und mit der Dreiphasen-Speisespannungsleitung unter Zwischenschaltung von Kontaktgebern 42 verbunden.ίο Delta connected and with the three-phase supply voltage line connected with the interposition of contactors 42.

Bei der Anordnung nach F i g. 6 finden zwei Transformatoren 45 und 46 Verwendung, deren beide Sekundärwicklungen in der dargestellten Weise die Gleichrichteranordnung 47 tragen.In the arrangement according to FIG. 6, two transformers 45 and 46 are used, both of which have secondary windings carry the rectifier arrangement 47 in the manner shown.

F i g. 7 zeigt die Vereinigung eines einphasigen, tragbaren Schweißtransformators 36 mit einer Vollweggleichrichteranordnung 43 mit zueinander konzentrisch angeordneten Leitern mit verhältnismäßig großen Querschnitten, einem in üblicher Weise ausgebildeten, beweglichen Leiter, der an den Mittelleiter der Gleichrichter anordnung und an den Mittelabgriff 48 der Sekundärwicklung des Transformators angeschlossen ist. Der bewegliche Leiter führt zu einer nicht gezeichneten, beweglichen Schweißzange. Diese Anordnung ermöglicht ein vibrationsfreies Schweißen.F i g. Figure 7 shows the union of a single phase portable welding transformer 36 with a full wave rectifier arrangement 43 with concentrically arranged conductors with relatively large cross-sections, one designed in the usual way, Movable conductor that is attached to the center conductor of the rectifier and to the center tap 48 of the secondary winding of the transformer is connected. The movable ladder leads to a not shown, movable welding gun. This arrangement enables vibration-free welding.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

1 2 PateiitansDrüche · därwicklung with center tap and connecting terminals P 'at their ends, as well as one with the latter

1. Resistance welding device with a connected rectifier diode chamber arrangement, Frame, a pair of welding electrodes, with one in which the direct current connection of the diode array the transformer included in the frame! 5 tion with one and the center tap of the second a primary winding connected to a power source with the other welding electrode and a secondary winding are bound with.

Center tap and terminals at their DC-operated resistance welder ends has, as well as one with the latter, especially with larger welded bundles Rectifier diode chamber arrangement, io speeds to achieve a particularly the direct current connection of the diode array - uniform weld seam proved to be advantageous, tion with one and the center tap of the process, however, prepares the transfer of the required secondary winding with the other welding elec- tric borrowed high currents of 10 kA and more to the trode are connected, thereby marked welding electrodes considerable difficulties. Around draws that the diode arrangement one 15 to meet these difficulties are at one plate-shaped, the power line and the AC-fed DC welding machine Temperature compensation and heat conduction and with rotating welding electrodes the welding elec- -Duction- serving center conductor (3; 27), trode with a rectifier and a Gleichder separates two chambers, the outer walls of which transform the rectifier into a rigid, rotatable geaus Printed circuit boards (1, 2; 21 to 26) are made up of which 20 stored unit is connected. There is one end to everyone in each chamber several parallel-connected di-turns of the secondary winding of the rotating field transodes Contains in an arrangement in which a formator with a lead to a welding electrode current flow from the outer circuit boards to the trode and the other end via at least one Center conductor or, with reversed polarity, all di rectifier valve with the supply line to the other desolate, occurs in the opposite direction. 25 welding electrode connected. With this well-known

2. Resistance welding equipment after an on-DC welding machine are the rotating field requirements 1, characterized in that the center formator and rectifier diodes together in one Conductor and outer circuit boards installed on opposite-chamber.

lying sides over the diode arrangement in front of it is also a device for direct current standing, that the outer circuit boards are directly 30 resistance welding for spot welding machines to the ends (13) of the secondary winding of the known, in the case of the next transformer in the welding machine frame are connected, the mutually three transformers are arranged, their outer circuit boards the same distance from secondary windings electrically with in two groups have each other as the winding ends (13), and arranged rectifiers are connected. the that the entire diode arrangement of the winding 35 rectifiers are connected in parallel and with a lung ends is worn. each pole of the same name to a middle rail

3. Resistance welding device according to the above, which is connected to a welding electrode. Spruch 1 or 2 with a multiphase current The other welding electrode stands with the respectively source and a polyphase transformer, other ends of the secondary windings in connection thereby characterized that in addition to the current 40 dung. With this known resistance welding source the multi-phase diode arrangement is the diode arrangement together with the det is and only a plate-shaped center conductor transformer as an integral part of the machine for all diode pairs, while each is formed. The cooling takes place on one side the outer with the associated end of an orderly fan.

corresponding secondary winding of the transformer 45 Since then in rectifier arrangements to the rectifier connected circuit boards of various high currents in the order of 10 NEN diode pairs are isolated from each other. up to 100 kA semiconductor diodes, e.g. silicon diodes,

4. Resistance welding equipment to be used after one which is known to be very sensitive of claims 1 to 3, characterized against thermal or current overload that the chambers receiving the diodes are 50, there is a particular problem with a liquid with good thermal conductivity and a spatially sufficiently compact arrangement of the the demands of sufficient electrical rectifier diodes required a sufficient

Properties filled or traversed by it to ensure heat dissipation. This problem

and sealed from the atmosphere. was published in an older pre-

5. Resistance welding device according to a 55 stroke of the inventor already addressed in that the claims .1 to 4, characterized in that the diodes for the purpose of cooling in a chamber zwidaß the plate-shaped inner conductor and / or see two circuit boards were arranged.
Outer conductor plates of the nozzle arrangement with the invention the object is' basis, with flow channels (12) for guiding a cooling of a resistance welding device of the above are provided by. 60 specified type to train the elements required for the power supply so that they also

for temperature compensation and heat dissipation

contribute and a compact training of equals

The invention relates to a resistance converter arrangement.

welding device with a frame, a welding 65 For this purpose, according to the invention, a pair of pre-electrodes, with one taken up from the frame that the diode arrangement has a plate menu Transformer, the one with a current-shaped, the power line as well as the temperature source connected primary winding and a secondary equalization and the heat conduction and dissipation the-