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Elektrische Doppelpunkt- oder Nahtschweißvorrichtung Beim elektrischen
Widerstandsschweißen hat es sich gezeigt, daß der Strom, wenn man zwei Elektroden
auf der gleichen Seite des Schweißgutes ohne Gegenelektroden aufsetzt, die Innenzonen
der aus den Elektroden und den zu verschweißenden Blechen gebildeten Schleife bevorzugt,
einmal wegen des kleineren Ohmschen Widerstandes, aber auch wegen des kleineren
induktiven Widerstandes. Die Folgen davon sind -ein großer Verluststrom im oberen
Blech bzw. ein kleiner Schweißstrom im unteren Blech. Dadurch werden die Elektrodenauflageflächen
vor allem an den Innenecken überlastet, was eine einwandfreie Schweißung ohne Überhitzung
unmöglich macht und die Lebensdauer der Elektroden stark vermindert und zu allerhand
unerwünschten Erscheinungen, wie Anlegieren der Elektroden. am Schweißgut u. dgl.,
führt. Durch die Erfindung werden die geschilderten Nachteile vermieden.
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Die Erfindung betrifft` eine elektrische Doppelpunkt- oder Nahtschweißvorrichtung,
insbesondere für Mittel- oder Hochfrequenz, bei der die Elektroden nur auf einer
Seite des Schweißgutes .angeordnet sind und zeichnet sich dadurch :aus, daß das
Eisen des Schweißtransformators einen Luftspalt zwischen den Elektroden besitzt,
so daß das magnetische Hauptfeld des Transformators die :aus dem Sekundärleiter,
den Elektroden und dem Schweißgut gebildete Schleife und teilweise auch das Schweißgut
selbst durchsetzt. Vorteilhaft ist es, insbesondere bei unmagnetischem Schweißgut,
den :als geraden Stab ausgebildeten Sekundärleiber des Transformators so dicht wie
möglich an das obere Schweißgut heranzulegen und. seine
Stärke etwa
gleich der des unteren Schweiß gutes zu wählen. Vorzugsweise können zwei oder mehrere
solcher aus Sekundärleiter Elektroden und Schweißgut gebildete Se kundärkreise mit
Magnetkern in Parallel-Schaltung angeordnet «-erden und eine Elektrolle gemeinsam
haben, derart, daß sich die' Teilströme in dieser Elektrode, der Schweiß. elektrode,
vereinigen.
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Bei der Vorrichtung nach der Erfindung erzeugt der induzierend wirkende
Wechselmagnetfluß des Transformators in den Innenzonen der Elektroden und des oberen
Bleches Wirbelströme. Dabei wird -der von diesem Fluß erzeugte Strom seine größte
Stromdichte nicht mehr in den Innenzonen aufweisen, einmal weil die induzierenden
Spannungen in den Außenzonen infolge Zunahme der induzierten Flüsse mit der umschriebenen
Fläche nach außen zunehmen, zweitens weil in den Innenzonen entgegengesetzt gerichtete
Wirbelströme entstehen. Das Verfahren wirkt sich besonders vorteilhaft aus, wenn
man Mittel- oder Hochfrequenzstrom, vor allem Frequenzen zwischen 300 und
20000 Perioden pro Sekunde, anwendet; denn erstens macht sich die günstige Wirkung
der Wirbelströme mehr geltend, zweitens kann dann die sekundäre Windung besonders
klein gemacht werden, was bei der Größe der sekundären Ströme von 20000 und mehr
Ampere stark vermindernd auf die Verluste wirkt. Gleichzeitig wird damit der die
massiven Teile, also Bl ehe und Elektroden, durchdringende Flußanteil größer im
Verhältnis zum Gesamtfluß, so daß auch die Stromdichtedifferenz zwischen Außen-
und Innenzonen größer wird.
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In der Zeichnung ist die Erfindung an einigen Ausführungsbeispielen
schematisch dargestellt, und zwar zeigt die Abb. i den grundsätzlichen Aufbau einer
Vorrichtung zum elektrischen Doppelpunktschweißen ohne Gegenelektroden, Abb.2 einen
Schnitt nach Linie IV-IV der Abb. i, Abb.3 einen Schnitt nach Linie V-V der Abb.
2, Abb.4 eine Schweißrollenanordnung, Abb. 5 das Schema einer Schweißstelle mit
Andeutung des die Leiterschleife durchdringenden Magnetflusses, Abb.6 dieselbe Schweißstelle
mit körperlichen Leitern und Andeutung der Strompfade, Abb.7 einen Schnitt durch
einen Doppelpunktschweil3transformator mit Brückenanordnung entsprechend Abb.6 ohne
Gegenelektroden, Abb.8 einen Schnitt nach Linie X-X der Abb. 7, Abb.9 einen Schnitt
durch einen Einpunktschweißtransformator ohne Gegenelektrode, Abb. i o .einen Schnitt
durch einen an-
Abb. i r einen Schnitt nach Linie XIII-XIII der Abb. i o.
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In den Abb. 1, 2, 3, bei denen der Magnetkern 16 des Schweißtransformators
einen Luftspalt zwischen den Elektroden besitzt, sind 17 und 18 die Primärwicklungen,
i9 und 2o die Elektroden und 21 der Sekundärleiter, der zusammen mit den beiden
zu verschweißenden Blechen i und 2 die Sekundärwicklung bildet. 22 und 23 sind die
Schweißpunkte und 2.1 und 25 die Pole des Magnetkerns.
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Die Abb. 4 zeigt die' Anordnung einer Rolle 26 zum Doppelnahtschweißen.
27 ist die Primärspule und 28 der Kern des Transformators.
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Eine besonders günstige Wirkung erhält man bei unmagnetischem Schweißgut,
wenn man die Verbindungsleitung der beiden Elektroden unmittelbar über dem Schweißgut
verlaufen läßt und ihre Stärke etwa gleich der Stärke des unteren Bleches macht.
Betrachtet man eine Leiteranordnung entsprechend Abb.5, die von einem induzierenden,
durch Kreuze angedeuteten Fluß durchsetzt wird, dann wird der Strom im Mittelleiter
aus Symmetriegründen Null. Dem mittleren Leiter der Abb.7 entspricht idealisiert
das obere Blech (Abb. 6). Es ist somit möglich, den schädlichen Strom im oberen
Blech praktisch zum Verschwinden zu bringen. Einen Schweißtransformator dieser Art
zeigen die Abb.7 und B. In diesen ist 29 der Transformatorkern. 30 und 31
sind die Primärwicklungen. 32 ist eine Brücke, und i und 2 sind die Schweißpunkte.
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Da der induzierende. Magnetfluß durch die Blechstärken und die Stärke
der Verbindungsleitung gegeben ist und andererseits auch die magnetische Feldstärke
begrenzt ist, so ist die Leistung ebenfalls begrenzt. Man kann sie aber leicht erhöhen,
wenn man zwei oder mehrere solcher Stromkreise derart anordnet, daß alle eine Elektrode
gemeinsam haben, die dann die eigentliche Schweißelektrode darstellt, während die
anderen für die Schweißung unwirksam sind. Die Primärwicklungen der einzelnen Transformatoren
können in Reihe oder parallel geschaltet werden. Die Abb.9 zeigt zwei solcher Kreise
nebeneinander mit der in der :Mitte befindlichen Schweißelektrode 36. 37 und 38
sind zwei Eisenkerne, und 39 und 40 sind die zwei Primärwicklungen. 4 1 ist die
Strombrücke,
und 422 und 4.3 sind großflächige Blindelektroden.
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Die Abb. i o und i i stellen eine Anordnung von vier parallelen Kreisen
mit als Ring 4.q. .ausgebildetem Eisenkern dar. Dieser Kern ist im Elektrodenbereich
durch Luftspalte q.5 unterbrochen. 4.6 sind die vier Blindelektroden, und 4.7 ist
die mittlere Einpunktschweißelektrode. 48 ist eine Kreuzbrücke, die die Elektroden
trägt. i und 2 sind die zu verschweißenden Bleche, und 49 ist der Schweißpunkt.
5o ist die Primärwicklung.