DE683645C

DE683645C - Welding transformer for resistance welding

Info

Publication number: DE683645C
Application number: DEB180096D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Walter Hanss
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1937-09-25
Filing date: 1937-09-25
Publication date: 1939-11-10

Description

Schweißtransformator für Widerstandsschweißung Die Erfindumg betrifft einen Schweißtransformator für Widerstandsschweißung, der vorzugsweise für die Mittelfrequenz- oder Hechfrequenzschweißung .geeignet ist.Welding transformer for resistance welding The invention relates to a welding transformer for resistance welding, which is preferably used for medium-frequency or high frequency welding. is suitable.

Die Anwendung von mittleren oder höheren Frequenzen, die über der gewöhnlichen Netzfrequenz von 5o bzw. 6o Perioden liegen, ermöglicht wegen ihres geringen Eisenbedarfs am Schweißtransformator die Durchführung. der Handschweißung mittels eines Gerätes, bei dem die Elektroden zusammen mit dem Schweißtransformator ein einheitliches, tragbares und handliches Ganzes bilden. Der Handschweißapparat muß dabei einen sehr gedrängten Aufbau und eine möglichst geringe Transformatorstreuung aufweisen, denn die für die Mittel- und Hochfrequenzschweißung benutzten Schweißgeneratoren enthalten bereits die notwendige oder wirtschaftlich zulässige Streuung. Die technische, Ausführung solcher Transformatoren bot jedoch besondere Schwierigkeiten. So bot die Ausbildung der Kühlung bei den kleinen Abmessungen des Transformators Schwierigkeiten,ebenso die Beherrschung der Kurzsc'hlußkraft bei der erforderlichen geringen Streuung und bei geringstem. Gewicht, ferner die Erzielung einer möglichst kleinen Streuung bei großem stromführendem Querschnitt. Dazu kam; daß der Mittel- oder Hochfrequenztransformator einfach herzustellen sein muß.The application of medium or higher frequencies above the normal mains frequency of 5o or 6o periods are made possible because of their low iron requirement on the welding transformer. hand welding by means of a device in which the electrodes together with the welding transformer form a uniform, portable and manageable whole. The hand welder must have a very compact structure and the lowest possible transformer spread because the welding generators used for medium and high frequency welding already contain the necessary or economically permissible spread. The technical, However, implementation of such transformers presented particular difficulties. So offered the training of the cooling with the small dimensions of the transformer difficulties as well the control of the short-circuit force with the required low scatter and at least. Weight, as well as achieving the smallest possible spread large current-carrying cross-section. In addition; that the medium or high frequency transformer must be easy to manufacture.

Es ist ferner ein Regeltransformator bekannt, bei dem die Sekundärwicklung aus einem oder mehreren vorzugsweise ringförmigen, leitenden Körpern aus Metall besteht, die konzentrisch aneinanderliegen. Diese bekannte Vorrichtung hat aber den Nachteil, daß eine wirksame Kühlung nicht möglich 'ist, so daß der Transformator sich nicht für Schweißzwecke eignet. Zur Vermeidung dieser Nachteile wird .ein Schweißtransformator für Widerstandsschweißung, insbesonderemit Mittel- oder Hochfrequenzstrom, derart ags-' gebildet, daß gemäß der Erfindung Sekundärwicklung entweder aus einem zigen oder aus zwei symmetrisch ausgebildete'o', und gleichachsig angeordneten Ringkörpern aus elektrisch gut leitendem Metall besteht, die an einer zur Stromableitung und zur Anbringung,der Elektroden :dienenden Stelle des Ringumfanges aufgeschnitten sind; daß weiterhin entweder an den ,äußeren Stirnflächen des aus einem Stück bestehenden Ringkörpers oder an den inneren Stirnflächen des aus zwei symmetrischen Teilen bestehenden Ringkörpers spinal- der kreisringförmige Nuten zur Aufnahme der Primärwicklung angeordnet sind und daß schließlich der einheitliche öder der aus zwei symmetrischen Teilen zusammengesetzte Ringkörper von einem den magnetischen Flüß führenden Eisenkern umgeben ist. Der Eisenkern des Transformators kann dabei vorteilhaft aus um die Transformatorwicklung gewickeltem Eisenband öder Draht bestehen, der abnehmbar ausgebildet sein kann. In der kammartig ausgebildeten Sekundärwicklung ist vorteilhaft ein Kühlkanal angeordnet.A regulating transformer is also known in which the secondary winding of one or more preferably ring-shaped, conductive bodies made of metal consists, which are concentric to each other. However, this known device has the disadvantage that an effective cooling is not possible ', so that the transformer not for Suitable for welding purposes. To avoid these disadvantages a welding transformer for resistance welding, especially with medium or high-frequency current, ags- 'formed in such a way that, according to the invention, secondary winding either from a zig or from two symmetrically formed 'o', and equiaxed arranged ring bodies made of electrically conductive metal, which is attached to a to conduct electricity and to attach the electrodes: serving point of the ring circumference are cut open; that continues either on the outer end faces of the one piece of existing ring body or on the inner end faces of the two symmetrical parts of existing annular body spinal- the circular grooves are arranged to accommodate the primary winding and that finally the uniform or the ring body composed of two symmetrical parts of one of the magnetic flux leading iron core is surrounded. The iron core of the transformer can advantageously be made of iron tape wound around the transformer winding There are wire that can be designed to be removable. In the comb-like A cooling duct is advantageously arranged in the secondary winding.

Zur Rollennahtschweißung können am Umfang der Sekundärwicklung zwei unmittelbar an diese Wicklung angeschlossene ringförmige Schweißelektroden angebracht werden.For roller seam welding, two attached ring-shaped welding electrodes directly connected to this winding will.

Ein derartig ausgebildeter Transformator bringt gegenüber den bekannten Transformatoren eine erheblich bessere Kühlungsmöglichkeit, was gerade für die Verwendung als Schweißtransformator von besonderer Bedeutung ist. Weiterhin zeichnet er sich durch einen mechanisch soliden, einfachen Aufbau aus und durch die Möglichkeit, bequem Kühlkanäle .anzuordnen. Ferner liegt die Primärwicklung des Transformators im Inneren mechanisch gut geschützt, und zwar wird der Schutz der Primärwicklung durch den Metallkörper der Sekundärwicklung gebildet, so daß der Transformator besonders für den muhen Schweißereibetrieb geeignet. ist.A transformer designed in this way brings with it the known ones Transformers have a much better cooling option, which is precisely what they are used for is of particular importance as a welding transformer. He continues to stand out through a mechanically solid, simple structure made up of and through the possibility of easy to arrange cooling channels. The primary winding of the transformer is also located mechanically well protected inside, namely the protection of the primary winding formed by the metal body of the secondary winding, making the transformer special suitable for low welding operations. is.

In -der Zeichnung ist die Erfindung an zwei Ausführungsbeispielen schematisch .dargestellt, und zwar zeigt die Abb. i einen Querschnitt durch einen Schweißtransformator, die Abb. 2 einen Schnitt nach Linie II-II der Abb. i, die Abb. 3 einen Querschnitt durch einen arideren Schweißtransformator und die Abb. 4. einen Schnitt nach Linie IV-IV der Abb. 3.In the drawing, the invention is based on two exemplary embodiments schematically .darstellung, namely the Fig. i shows a cross section through a Welding transformer, Fig. 2 a section along line II-II of Fig. I, the Fig. 3 shows a cross section through a different welding transformer and Fig. 4. a section along line IV-IV in FIG. 3.

In den Abb. i und 2, die Schnitte durch einen Schweißtransformator nach der Erfindang darstellen, besteht die Sekundärwicklung aus zwei kreisförmigen, im Querschnitt betrachtet kammartig ausgebildeten Metall-= stückenoder Schälen i und 2, die mit z. B: "kreisförmigen 1Vuten 3 und ,4 versehen sind; e 'in - die die Primärwicklungen 5 und 6 einge-::schoben sind und die die Primärwicklungen somit umschließen. Die Primärwicklungen bestehen vorteilhaft aus einzelnen flachen Zylinderspulen, die in die Kreisnuten einsgeschoben werden: Die Nuten können auch eine Spirale bilden. In diesem Falle besteht dann die Primärwicklung aus isolierten Kupfer- oder Alu miniurmbändern, die flachkant um die Transformatorachse gewunden sind und die in die Spiralnuteingeschoben werden. Die Bänder haben vorteilhaft die Breite der einfachen Höhe der die Nuten. tunschließenden Stege, damit die spiralige Führung der Nuten in den beiden Spulen gegenläufig ausgeführt werden kann. Dies bietet bei der Herstellung der Schalen, z. B. durch @pritzguß, den Vorteil; daß nur eine Form gebraucht wird.In Figs. I and 2, the sections through a welding transformer represent according to the invention, the secondary winding consists of two circular, Comb-like formed metal pieces or peelings i and 2, with z. B: "circular 1Vuten 3 and, 4 are provided; e 'in - which the Primary windings 5 and 6 are inserted and thus the primary windings enclose. The primary windings advantageously consist of individual flat cylinder coils, which are pushed into the circular grooves: The grooves can also form a spiral. In this case the primary winding consists of insulated copper or aluminum miniature tapes that are wound flat-edged around the transformer axis and that are in the spiral grooves are inserted. The bands advantageously have the width of the simple ones Height of the grooves. do closing webs so that the spiral guidance of the grooves can be carried out in opposite directions in the two coils. This provides in the manufacture the shells, e.g. B. by @ injection molding, the advantage; that only one form is needed.

Die Kühlkanäle 7 und 8 sind mit der Sekundärwicklung verbunden und können in die Schalen i und 2 gleich mit eingegossen werden. Die Kühlung ist somit bei geringer Raumbeanspruchung sehr wirksam. Die Anordnung ist so getroffen, daß, besonders bei entgegengesetzter Flußrichtung des Kühlmittels, in den beiden Kühlkanälen die ;ganze Wicklung gleichmäßig gekühlt wird. 9 ist eine Isolation der Wicklungen gegenüber dem Eisenkern i o: Der Eisenkern i o wird durch Umwickeln der ringförmig ausgebildeten Prim,är-Sekund,är-Wicklungen mittels eines Eisendrahtes oder Bandes hergestellt. i i ist ein Füllkörper, z. B. .ein Holzstab, in der Mitte des Transformators. Der Eisenkern kann auch abnehmbar .ausgebildet werden, und es wird dabei beispielsweise wie folgt verfahren: Der Eisenkern wird aus Draht oder Band zunächst um eine Hilfsform, z. B. einen Holzring, gewickelt, unter Anwendung eines neutralen Bindemittels- in die Schutzhauben 12 und 13 g epreßt, getrocknet, aufgeschnitten und mittels der angeschweißten öder angegossenen Flansche 14 und 15 über der isolierten Primär- und Sekundärwicklung zusammengeschlossen. Zur Vermeidung von Eisenverbrennungen ist dabei eine Paplerzw1-schenlage 16 zwischen den beiden Kernhälften vorgesehen.The cooling channels 7 and 8 are connected to the secondary winding and can be poured into the shells i and 2 at the same time. The cooling is thus very effective with low space requirements. The arrangement is such that, especially when the coolant flows in the opposite direction, in the two cooling channels the whole winding is cooled evenly. 9 is an insulation of the windings compared to the iron core i o: The iron core i o becomes ring-shaped by wrapping it around it trained prim, är-seconds, ar-windings by means of an iron wire or ribbon manufactured. i i is a packing, e.g. B. A wooden stick in the middle of the transformer. The iron core can also be designed to be removable, and it is for example Proceed as follows: The iron core is first made of wire or tape around an auxiliary shape, z. B. a wooden ring, wrapped, using a neutral binder in the protective hoods 12 and 13 g presses, dried, cut and by means of the welded or cast-on flanges 14 and 15 over the isolated primary and secondary winding connected together. To avoid iron burns a paper sandwich layer 16 is provided between the two core halves.

Die Elektrodenanschlußklötze 17 und 18 umfassen die Sekundärwicklungen i und 2 sammelschienenartigderart, daß die Stromdichte auf dem ganzen Stromweg etwa konstant bleibt, und enthalten ebenfalls Kühlkanäle i g und 2o. Zur Verringerung der Wirbelstromverluste in den-Anschlüßstücken 1; und 18 können die Stege in diesem Bereich ausgespart werden. Die isolierten Bolzen 21 halten die Klemmen zusammem Der Schweißdruck kann an den Elektrodenklötzen angreifen oder an den Befestigungsvorrichtungen bzw. Handgriffen 22 und 23, die an den Schutzhauben 12 und 13 angebracht .sind. In den Elektrodenklötz;en sind die Punktelektroden 2¢ und 25 befestigt, an deren Stelle auch Ringelektroden, die isoliert um das Transformatorgehäuse herumgreifen, angeordnet werden können, wenn man eine Rollen- oder Nahtschweißung ausführen will.The electrode pads 17 and 18 comprise the secondary windings i and 2 busbar-like such that the current density over the entire current path is approximately remains constant, and also contain cooling channels i g and 2o. To reduce the eddy current losses in the connection pieces 1; and 18 can the bars in this area are left out. The isolated bolts 21 hold the Clamping together The welding pressure can attack or attack the electrode pads the fastening devices or handles 22 and 23, which are attached to the protective hoods 12 and 13 are attached. In the electrode blocks, the point electrodes are 2 ¢ and 25 attached, in their place also ring electrodes, which are insulated around the transformer housing reach around, can be arranged if one does a roll or seam weld want to perform.

In den Abb.3 und q, die Schnitte durch eine .andere Ausführungsform des Transformators nach der Erfindung darstellen, besteht die Sekundärwicklung 26 zusammen mit den Elektrodenanschlußklötzen 27 und 28 aus einem einzigen, kammartig ausgebildeten Stück für die Aufnahme der Prim,ärwicklungen 29 und 30, in dem gleichzeitig die Kühlung 3 i angeordnet ist. 32 und 33 sind die Elektroden, 34 ist der ,unteilbare Eisenkern, 35 und 36 sind Isolierschichten, und 37 und 38 sind die zusammenschraubbaren Schutzgehäuse. Diese Ausführungsart hat den Vorteil, daß die bei den großen Schweißströmen konstruktiv schwierige Verbindung zwischen den Anschlußklötzen und der Wicklung .fortfällt. Der Transformator zeichnet sich aus durch eine einfache, durch GuI3 in Massenanfertigung leicht herstellbare Sekundärwicklung, sowie eine gleichfalls einfach herstellbare Primärwicklung, ferner eine sehr wirksame Kühlung und eine vollkommen geschützte Bauart bei geringstem Gewicht und gute elektrische Eigenschaften bei hoher Strombelastung.In Fig.3 and q, the sections through another embodiment of the transformer according to the invention, the secondary winding 26 consists together with the electrode connection blocks 27 and 28 from a single, comb-like trained piece for the inclusion of the Prim, ärwicklungen 29 and 30, in which at the same time the cooling 3 i is arranged. 32 and 33 are the electrodes, 34 is the, indivisible Iron core, 35 and 36 are insulating layers, and 37 and 38 are the screwable ones Protective housing. This embodiment has the advantage that the large welding currents structurally difficult connection between the connection blocks and the winding .controls. The transformer is characterized by a simple, GuI3 Secondary winding that is easy to manufacture in mass production, as well as one likewise easy to manufacture primary winding, also a very effective cooling and a completely protected design with the lowest weight and good electrical properties with high current load.

Zur Dloppelrollenschweißung wird der Transformator wegen seiner rollenartigen und gedrängten, festen Bauart vorteilhaft in der Weise verwendet, daß die Elektroden, hier ringförmig ausgebildet, an dem Tran.sformatorumfan;g .selbst isoliert befestigt werden. Die Elektro@denringkörper sind dabei zweckmäßig geschlossen, nicht unterteilt. Das Rollendrehmoment und den Schweißdruck überträgt eine an den Transformatorschutzhauben befestigte . Welle. Kühlmittel und Primärstrom werden in bekannter Weise in der Rollen- bzw. Transformatorachse zugeführt. Vorzugsweise verwendet man zum Betrieb des Schweißtransformators an Stelle des üblichen Wechselstromes von 5o bzw. 6o Perioden einen Wechselstrom, der eine größere Frequenz hat, z. B. über 3oo bis io ooo Perioden.The transformer is used for double roller welding because of its roller-like design and compact, solid construction advantageously used in such a way that the electrodes, here ring-shaped, attached to the transformer periphery in an insulated manner will. The electric ring bodies are expediently closed, not subdivided. The roller torque and the welding pressure are transferred to the transformer protective covers fortified. Wave. Coolant and primary flow are in a known manner in the Roller or transformer axis fed. Preferably used for operation of the welding transformer instead of the usual alternating current of 5o or 6o periods an alternating current which has a higher frequency, e.g. B. over 300 to 10000 periods.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Welding transformer for resistance welding, in particular with medium or high frequency current, characterized in that the secondary winding consists either of a single (26) or of two symmetrically designed and coaxially arranged annular bodies (17, 18) made of electrically good conductive metal, which are connected to one of the Current dissipation and for attaching the electrodes (z4, 25; 32, 33) serving point of the ring circumference are cut, that either on the outer end faces of the ring body consisting of one piece or on the inner end surfaces of the ring body consisting of two symmetrical parts spinal or circular grooves (3, q.) for receiving the primary winding (5, 6; 29, 3o) are arranged and that finally the single ring body or the ring body composed of two symmetrical parts is surrounded by an iron core (10, 34) guiding the magnetic flux is.

2. Apparatus according to claim i, characterized marked, d, the iron core of the transformer ate out around the transformer winding wound iron tape or wire, which can be designed to be removable.

3. Apparatus according to claim i, characterized in that in .the comb-like secondary winding a cooling channel (7, 8; I g, 20; 31) is arranged. q .. Device according to claim 1 to 3, characterized in that for roller seam welding on the circumference of the secondary winding, two ring-shaped welding electrodes connected directly to this winding are attached.