DE695850C - Switching arrangement for electrical resistance point or seam welding machines for welding aluminum and other metals that are difficult to weld - Google Patents

Switching arrangement for electrical resistance point or seam welding machines for welding aluminum and other metals that are difficult to weld

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DE695850C DE1936A0079450 DEA0079450D DE695850C DE 695850 C DE695850 C DE 695850C DE 1936A0079450 DE1936A0079450 DE 1936A0079450 DE A0079450 D DEA0079450 D DE A0079450D DE 695850 C DE695850 C DE 695850C
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Description

Das bekannte Modulationsschweißverfahren besteht darin, daß die für eine aus Einzelpunkten zusammengesetzte Widerstandsnahtschweißung· erforderlichen Leistungsspitzen nicht mit Kontakten zu- und abgeschaltet werden, sondern durch einen mit einer bestimmten Drehzahl umlaufenden Drehumspanner, einen sogenannten Modulator, der die Spannung an den Klemmen der Schweißmaschine periodisch erhöht und erniedrigt. Es hat sich aber ergeben, daß das Verarbeiten von Reinaluminium, Kupfer und anderen schwer nahtschweißbaren Metallen sich mit diesem-Modulationsschweißverfahren nicht durchführen läßt. Für das Verschweißen von Blechen aus diesen Werkstoffen ist vielmehr ein Verfahren erforderlich, das den Strom in den Schweißpausen vollständig ausschaltet und zudem die Festlegung eines beliebigen Verhältnisses zwischen Schweißzeit und Schweißpause gestattet. Mit dem bekannten Modulator ist wohl die erste Bedingung zu erfüllen, falls die Modulation auf -t ioo°/o getrieben wird. In diesem Fall wird ein Nulldurchgang des Stromes zwar erreicht, jedoch ist man bei diesem Sch weiß verfahr en immer an die naturgegebene etwa sinusförmige Änderung dee Spannung gebunden. Infolgedessen ist selbst bei einer Modulation von 100% die Zeit, während der die Spannung bzw. der Strom Null sind, unendlich klein und der Anstieg bzw. Abfall des Effektivwertes der Schweißspannung etwa entsprechend einer Sinuskurve. Da die genannten Werkstoffe bestimmte Verhältnisse zwischen Schweißzeit und Schweißpause erfordern, könnte man daran denken, bei diesem unendlich kurzen Nulldurchgang der Spannung bzw. des Stromes ein mechanisches Ausschalten vorzunehmen, um eine längere Nullzeit zu erreichen. Wegen der außerordentlich kurzen Zeit des Nulldurchganges ist dies jedoch mit großen Schwierigkeiten verbunden.The known modulation welding process consists in that the one for one point composite resistance seam welding · required power peaks are not switched on and off with contacts, but by a rotary converter rotating at a certain speed, a so-called modulator that applies the voltage to the terminals of the welding machine periodically increased and decreased. However, it has emerged that the processing of pure aluminum, Copper and other metals that are difficult to weld using this modulation welding process can not be carried out. Rather, there is a process for welding sheet metal from these materials required, which completely switches off the current in the welding breaks and also the Definition of any ratio between welding time and welding break is permitted. With the well-known modulator is the first condition must be met if the modulation is driven to -t 100%. In this case a zero crossing of the current is reached, but one is at this process is always natural approximately sinusoidal change in voltage. As a result, even with 100% modulation, the time during which the voltage or the current are zero, infinitely small and the increase or decrease in the rms value of the welding voltage roughly corresponding to a sinusoidal curve. Since the materials mentioned require certain ratios between welding time and welding break, one could think about this infinitely short zero crossing of the voltage or the current to make a mechanical switch-off in order to achieve a longer no-stop time. Because of the extremely short time of the zero crossing, however, this is a long one Difficulties associated.

Es sind auch schon Schweißmaschinen bekanntgeworden, deren Schweiß strom durch zwei Modulatoren gesteuert wird. Bei diesen Schweißmaschinen besitzen aber beide Modulatoren die gleiche Modulationsfrequenz und -höhe.Welding machines have also become known whose welding current is controlled by two modulators. With these However, welding machines have both modulators and the same modulation frequency -height.

Die Erfindung bezieht sich nun auf eine Schaltanordnung für elektrische Widerstandspunkt- oder Nahtschweißmaschinen zum Schweißen von Aluminium und sonstigen schwer schweißbaren Metallen unter Benutzung von zwei mechanisch starr gekuppelten Modulatoren.The invention now relates to a switching arrangement for electrical resistance point or seam welding machines for welding aluminum and other difficult to weld metals using of two mechanically rigidly coupled modulators.

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:*) The patent seeker stated as the inventor:

Eberhard Rietsch in Berlin-Kohradshöhe,Eberhard Rietsch in Berlin-Kohradshöhe,

Die Erfindung bezweckt, die Zeitdauer während der die Spannung an der Schweißmaschine zwischen zwei Spannungsspitzen bzw. Schweißpunkten Null ist, zu verlängern! Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß die Modulatoren bei verschiedener Modulationsfrequenz und -höhe so elektrisch zusammengeschaltet und mechanisch gekuppelt' sind, daß der eine Modulator die der ίο Netzspannung entgegengesetzte Spannungsspitze· des anderen so abflacht, daß der Augenblickswert der Spannung längere Zeit als bei der Grundspannung nahezu Null bleibt. Der eine Modulator kann dabei auch in weiterer Ausbildung der Erfindung mit dem zweiten so zusammengeschaltet und mechanisch gekuppelt sein, daß er die mit der Netzspannung gleichgerichtete Spannungsspitze des zweiten Modulators erhöht. Die Primärwicklungen beider Modulatoren können weiterhin vom Netz getrennt erregt werden, während ihre Sekundärwicklungen mit der Netzspannung in Reihe geschaltet sind. Die Schaltung der beiden Modulatoren kann aber auch in der Weise vorgenommen werden, daß die Primärwicklung des mit niedrigerer Modulationsfrequenz arbeitenden Modulators von der Sekundärwicklung des primärseitig am Netz liegenden, mit höherer Modulationsfrequenz arbeitenden Modulators erregt wird und die Sekundärwicklung des ersteren mit der Netzspannung in Reihe liegt. Es kann ferner der eine Modulator eine Modulation von (ΐόο-f-Jt;) ν. Ή. der'Netzspannung und eine Frequenz n, der andere eine Modulation χ v. H. der Netzspannung und eine Frequenz 2 η besitzen. Besonders günstig ist es, wenn der eine Modulator eine Modulation von 150 v. H., der andere eine Modulation von 50 v. H. der Netzspannung hat. Zweckmäßigerweise sitzen die beiden Modulatoren auf einer gemeinsamen Welle und in einem gemeinsamen Gehäuse.The aim of the invention is to extend the period of time during which the voltage on the welding machine between two voltage peaks or welding points is zero! This is achieved according to the invention in that the modulators are electrically connected together and mechanically coupled at different modulation frequency and height so that one modulator flattens the voltage peak opposite to the mains voltage of the other so that the instantaneous value of the voltage is longer than remains almost zero at the basic voltage. In a further embodiment of the invention, one modulator can be interconnected and mechanically coupled to the second in such a way that it increases the voltage peak of the second modulator, which is rectified with the mains voltage. The primary windings of both modulators can still be excited separately from the mains, while their secondary windings are connected in series with the mains voltage. The switching of the two modulators can also be done in such a way that the primary winding of the modulator operating at a lower modulation frequency is excited by the secondary winding of the modulator connected to the mains and operating at a higher modulation frequency and the secondary winding of the former is in series with the mains voltage . Furthermore, the one modulator can perform a modulation of (ΐόο-f-Jt;) ν. Ή. der'Netzspannung and a frequency n, the other a modulation χ v. H. the mains voltage and a frequency 2 η have. It is particularly favorable if the one modulator has a modulation of 150 v. H., the other a modulation of 50%. H. the mains voltage has. The two modulators are expediently seated on a common shaft and in a common housing.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung veranschaulicht, und zwar stellenIn the drawing, exemplary embodiments of the invention are illustrated, and although ask

Abb. ι eine Schaltanordnung der beiden Modulatoren undFig. Ι a circuit arrangement of the two modulators and

Abb. 2 eine andere Schaltweise der Modulatoren dar.Fig. 2 shows a different way of switching the modulators.

Abb. 3 zeigt den Verlauf der Augenblickswerte der Spannung, der sich aus der Hintereinanderschaltung der Netzspannung und der Spannungen der beiden Modulatoren ergibt. In Abb. 4 ist der zeitliche Verlauf der Augenblickswerte dargestellt für den -Fall, daß durch eine mechanische Abschaltvorrichtung eine Modulationswelle ausgeschaltet wird.Fig. 3 shows the course of the instantaneous values of the voltage resulting from the series connection the mains voltage and the voltages of the two modulators. In Fig. 4 the temporal course of the instantaneous values is shown for the case, that a modulation wave is switched off by a mechanical switch-off device will.

Nach Abb. 1 liegen die Primärwicklungen 1 und 3 der Modulatoren A und B am Netz 10.According to Fig. 1, the primary windings 1 and 3 of the modulators A and B are connected to the network 10.

Die Sekundärwicklungen 2 und 4 der Modulatoren A und B sind mit der Primärwicklung des Schweißtransformators 9 in Reihe geschaltet. The secondary windings 2 and 4 of the modulators A and B are connected in series with the primary winding of the welding transformer 9.

>Bei der anderen Schaltweise nach Abb. 2 liegt die Primärwicklung 7 des Modulators D '■' am Netz 12, während, seine Sekundärwicklung 8 die Primärwicklung 5 des Modulators C speist. Die Sekundärwicklung 6 des Modulators C ist mit der Primärwicklung des Schweißtransformotors 11 in Reihe geschaltet. Für den zeitlichen Verlauf der Augenblickswerte der modulierten Spannung (Abb. 3 und 4) ist beispielsweise angenommen, daß der Modulator^ bzw. C eine Modulationsfrequenz η besitzt, während der Modulator B bzw. D eine Modulationsfrequenz 2/z hat. Dies wird durch geeignete Wahl der Polpaarzahlen und Drehzahlen der Modulatoren erreicht. Beide Modulatoren können auf einer gemeinsamen Welle sitzen und in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sein.> With the other switching method according to FIG. 2, the primary winding 7 of the modulator D '■' is connected to the network 12, while its secondary winding 8 feeds the primary winding 5 of the modulator C. The secondary winding 6 of the modulator C is connected in series with the primary winding of the welding transformer 11. For the temporal course of the instantaneous values of the modulated voltage (Figs. 3 and 4) it is assumed, for example, that the modulator ^ or C has a modulation frequency η , while the modulator B or D has a modulation frequency 2 / z. This is achieved by a suitable choice of the number of pole pairs and the speed of the modulators. Both modulators can sit on a common shaft and be housed in a common housing.

In Abb. 3 ist der durch die erfindungsgemäße Schaltanordnung erzielte Verlauf der Augenblickswerte beispielsweise dargestellt. Im vorliegenden Fall beträgt die Modulationsfrequenz 3,7 Hz, d. h. es entfallen auf eine Modulationswelle 13,5 Netzperioden.In Fig. 3 is the by the invention Switching arrangement achieved course of the instantaneous values shown for example. In the present case the modulation frequency is 3.7 Hz, i. H. it account for a modulation wave 13.5 network periods.

Der Verlauf der Augenblicks werte der Spannung entsprechend Abb. 3 wird durch eine derartige Kupplung der beiden Modulatoren erreicht, daß zu dem Zeitpunkt, an dem sich die Augenblickswerte der Spannung des größeren Modulators A zu denen der in Reihe geschalteten Netzspannung addieren, auch der kleinere Modulator B in gleichem Sinne arbeitet. Die Schweißmaschine muß daher in ihrem Transformator nicht für die Netzspan- 1°° nung, sondern für die auftretende höchste Spannung ausgelegt sein. Zu dem Zeitpunkt, an dem die Augenblickswerte der Spannung des größeren Modulators A der Netzspannung entgegengerichtet sind, hat der kleinere Modu- J°5 lator B infolge seiner Modulationsfrequenz 2 ti im wesentlichen eine mit der Netzspannung gleichgerichtete Spannung.The course of the instantaneous values of the voltage according to Fig. 3 is achieved by coupling the two modulators in such a way that at the point in time at which the instantaneous values of the voltage of the larger modulator A add to those of the series-connected mains voltage, the smaller modulator also B works in the same way. The welding machine in its transformer must therefore not be designed for the mains voltage, but for the highest voltage that occurs. At the point in time at which the instantaneous values of the voltage of the larger modulator A are opposite to the mains voltage, the smaller modulator B has a voltage essentially rectified with the mains voltage due to its modulation frequency 2 ti.

Die resultierende Spannung aus den Spannungen der beiden Modulatoren und der Netzspannung wird infolgedessen, wie die Abb. 3 deutlich zeigt, für längere Zeit praktisch Null. Es wird somit eine verlängerte Nullzeit der Spannung erreicht. Diese allein gestattet schon, eine ganze Anzahl bisher mit Modulation nicht schweißbarer Metalle zu schweißen.The resulting voltage from the voltages of the two modulators and the As a result, as Fig. 3 clearly shows, mains voltage becomes practical for a longer period of time Zero. An extended no-decompression limit for the voltage is thus achieved. This alone Already allows a number of metals that were previously not weldable with modulation welding.

Erfordert irgendein besonders schwer schweißbarer Werkstoff eine im Verhältnis zur Stromzeit noch längere Schweißpause, so kann die nun verlängerte Zeit des Nulldurchganges der Spannung benutzt werden, um aufAny particularly difficult to weld material will require a ratio Welding pause is even longer than current time, so the now extended time of the zero crossing can the tension used to be on

mechanischem Wege ohne Schwierigkeiten im Takte mit der Umdrehung des Modulators einzelne oder mehrerer aufeinanderfolgende Modulatorwellen auszuschalten. Es läßjisieh somit eine beliebige Verlängerung der ad sich' schon, im Gegensatz zum bekannten. Modulationsschweißverfahren verlängerten * spannungslosen Periode erreichen.mechanical way without difficulties in cycle with the rotation of the modulator turn off single or multiple successive modulator waves. It is easy to see thus any extension of the ad itself 'already, in contrast to the known. Modulation welding process extended * period without tension.

Abb.4 zeigt z.B. den zeitlichen Verlauf derFigure 4 shows, for example, the time course of the

ίο Augenblickswerte der in Abb. 3 dargestellten Spannung für den Fall, daß beim Nulldurchgang der Spannung eine mechanische Ausschaltung beispielsweise einer Spannungswelle erfolgt ist, so· daß eine bedeutende Ver- längerung der Schweißpause erreicht ist.ίο Instantaneous values of those shown in Fig. 3 Voltage in the event that a mechanical switch-off when the voltage crosses zero for example, a voltage wave has occurred, so that a significant length of the welding break is reached.

Claims (6)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Schaltanordnung für elektrische Widerstandspunkt- oder Nahtschweißmaschinen zürn Schweißen von Aluminium und sonstigen schwer schweißbaren Metallen unter Benutzung von zwei mechanisch starr gekuppelten Modulatoren, dadurch gekennzeichnet, daß die Modulatoren bei verschiedener Modulationsfrequenz und -höhe so elektrisch zusammengeschaltet und mechanisch gekuppelt sind, daß der eine Modulator die der Netzspannung entgegengesetzte Spannungsspitze des anderen so abflacht, daß der Augenblickswert der Spannung längere Zeit als bei der Grundspannung nahezu Null bleibt.1. Switching arrangement for electrical resistance spot or seam welding machines for welding aluminum and other difficult-to-weld metals using two mechanically rigidly coupled modulators, characterized in that the modulators so electrically interconnected at different modulation frequency and height and are mechanically coupled so that one modulator has the voltage peak of the other, which is opposite to the mains voltage flattens out so that the instantaneous value of the voltage remains almost zero for a longer time than the basic voltage. 2. Schaltanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Modulator mit dem zweiten so zusammengeschaltet und mechanisch gekuppelt ist, daß er die mit der Netzspannung gleichgerichtete Spannungsspitze des anderen Modulators erhöht.2. Switching arrangement according to claim 1, characterized in that the one modulator is so interconnected and mechanically coupled to the second, that it increases the voltage peak of the other modulator, which is rectified with the mains voltage. 3. Schaltanordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärwicklungen beider Modulatoren getrennt vom Netz erregt werden und ihre Sekundärwicklungen mit der Netzspannung in Reihe geschaltet sind.3. Switching arrangement according to claim 1 and 2, characterized in that the Primary windings of both modulators are excited separately from the network and their Secondary windings are connected in series with the mains voltage. 4. Schaltanordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärwicklung des mit niedrigerer Modulationsfrequenz arbeitenden Modulators von der Sekundärwicklung des primärseitig am Netz liegenden; mit höherer Modulationsfrequenz. arbeitenden Modulators erregt wird und die Sekundärwicklung des ersteren mit der Netzspannung in Reihe liegt.4. Switching arrangement according to claim 1 and 2, characterized in that the Primary winding of the modulator working with a lower modulation frequency from the secondary winding of the primary side lying on the net; with higher modulation frequency. working modulator is excited and the secondary winding the former is in series with the mains voltage. 5. Schaltanordnung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Modulator eine Modulation von (100 + x) v. H. der Netzspannung und eine Frequenz n, der- zweite Modulator eine Modulätion .x v. H. der Netzspannung und eine Frequenz 2» erzeugt.5. Switching arrangement according to claim 1 to 4, characterized in that the one modulator has a modulation of (100 + x) v. H. the mains voltage and a frequency n, the second modulator a modulation .x v. H. the mains voltage and a frequency 2 »generated. 6. Schaltanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Modulator eine Modulation von 150 v. H. der Netzspannung, der andere eine Modulation von 50 v. H. der Netzspannung erzeugt.6. Switching arrangement according to claim 5, characterized in that the one modulator a modulation of 150 BC H. the mains voltage, the other a modulation from 50 BC H. generated by the mains voltage. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
DE1936A0079450 1936-05-20 1936-05-20 Switching arrangement for electrical resistance point or seam welding machines for welding aluminum and other metals that are difficult to weld Expired DE695850C (en)

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