DE720378C - Einrichtung zum Widerstandsschweissen mit Hilfe von Gleichstrom fuer Punktschweissmaschinen - Google Patents

Description

• Einrichtung zum Widerstandsschweißen mit Hilfe von Gleichstrom für Punktschweißmaschinen Beim Bau großer Widerstandsschweißmaschinen bestehen Schwierigkeiten dadurch, daß infolge . der hohen sekundären Stromstärke die - induktiven Spannungsabfälle sehr groß werden,, .Dadurch ergeben sich ungewöhnlich. große AnschluBleistungen, die z. B. bei einet Punktschweißmaschine von 3o ooo Ampere Stromstärke und einer Ausladung- von 8oo mm in der ; Größenordnung von -etwa 5oo bis 6oo kVA liegen, während die Schweißleistung selbst, nur etwa 15 kW beträgt. . Die einphasige Belastung der Netze, verbunden mit dem stoßweisen Betrieb, bringt eine starke Beunruhigung der Drehstromnetze,. die sich in Lichtschwankungen auswirkt. Man _ hat bereits versucht, diese Schwierigkeiten dadurch zu =belieben, daß .für :kleinere Anlägen an-. Stelle des Wechselstromes Gleichstrom zur Anwendung gekommen ist. Der Strom wurde entweder entsprechend bemessenen Kollektormaschinen oder auch Unipolarmaschinen entnommen, die von einem Drehstrommotor angetrieben wurden. Diese Anordnungen haben aber den. Nachteil, daß. die rotierende Maschine nicht nahe an die Schweißmaschine herangebracht werden kann und dadurch große Ohmsche _ Verluste _ in den Leitungen trotz. deren sehr großen Querschnitten entstehen: Die Regelung, die in der Erregung des Stromerzeugers erfolgt, ist sehr träge. Deshalb mußte man zuweilen die Regelung auf der Gleichstromseite vornehmen, wodurch sich- außerordentlich große Schaltgeräte ergaben. Man hat sich daher praktisch mit der Verwendung von Wechselstrom auch für den Schweißstromkreis begnügt. Hierbei ergeben sich aber wegen der hohen Stromstärken oder der großen Armausladung bzw. bei der Eigentümlichkeiten der Anlage, ganz erhebliche Spannungsverluste, wie das eingangs erwähnte Beispiel zeigt, bei dem die Anschlußleistung etwa den 35- bis 40fachen Betrag der Schweißleistung entspricht, wobei eine Spannung von o,5 Volt an dem Schweißpunkt angenommen ist.
• Es ist nun ferner bekannt, bei Lichtbogenschweißanlagen den Schweißstromkreis an ein fahrbares Aggregat anzuschließen, das auf einem Wagen einen Einphasen- oder Drehstromtransformator und eine Gleichrichteranordnung enthält. Diese Anlagen waren nur für kleine Stromstärken, in der Größenordnung von Zoo Ampere bestimmt, so daß der Spannungsabfall in den an sich recht langen Anschlußleitungen keine Rolle spielte. Der Gleichstrom war deshalb ausschließlich wegen dessen guter Schweißeigenschaften gewählt; denn es kam bei diesen mit Gleichstrom gespeisten Anlagen für Lichtbogenschweißung gar nicht darauf an, einen induktiven Spannungsabfall zu beseitigen. wie er bei Punktschweißeinrichtungen durch große Armausladungen der Schweißelektroden oder bei Stumpfschweißmaschinen durch die Anordnung der Halter für die zu verschweißenden Teile bedingt wird.
• Gemäß der Erfindung werden die geschilderten Nachteile der Widerstandsschweißeinrichtungen für große Stromstärken oder sehr hohe Stromstärken dadurch beseitigt. daß ein vorzugsweise dreiphasiger, die Wechselspannung herabsetzender Transformator oder mehrere Einphasentransformatoren eine damit zusammengebaute Gleichrichteranordnung speisen, an die sich die Gleichstromanschlußleiter für die Elektroden unmittelbar anschließen. Hierbei ist in bekannter Weise eine Schalteinrichtung, beispielsweise mit Schützen-oder Entladungsröhren, auf der Primärseite des Transformators vorgesehen, die zur Schnellsteuerung des Schweißstromes dient.
• In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Fig. i zeigt schematisch die Gesamtanordnung; Fig. 2 steilt eine konstruktive Ausführung einer gemäß der Erfindung gestalteten Schweißmaschine dar; Fig.3 ist der Grundriß eines der Transformatoren; Fig. 4. veranschaulicht schematisch eine Regelungsvorrichtung für die Transformatoren und den Schweißstrom.
• An eire Drehstromnetz D sind über drei Paare von sog. Ignitrons .I. das sind Quecksilberdampfentladungsgefäße ohne Dauererregung mit einem Zündstift, die Primärwicklungen p dreier Transformatoren angeschlossen. Die Wicklungen sind mit Anzapfungen a versehen. Die Sekundärwicklungen s sind beiderseits über je zwei Gleichrichter g" g2 mit der Schweißelektrode e1 verbunden. Die Gegenelektrode e. ist zwischen den- beiden Teilen der drei Sekundärwicklungen angeschlossen.
• Gemäß Fig. 2 besteht die Schweißmaschine aus einem Gestell S, an das sich der obere und der untere Schweißarm a1, a2 anschließen. In dem oberen ist die Elektrode e, in der senkrechten Richtung verschiebbar angeordnet; der Arm a., trägt die feste Gegenelektrode e,. In dem Gestell S der Schweißmaschine sind nebeneinander drei Transformatoren T in Gestalt von Einphasenstabwandlern angeordnet, die die Primärwicklungen p tragen. Durch das Fenster sind zwei die Sekundärwicklungen s bildende Schienengeführt, deren eines Ende durch die in Fig. i schematisch angedeuteten Leitungen cl, c-. mit den in ,zwei Gruppen geteilten Gleichrichtern verbunden sind. Die einzelnen Platten dieser Gleichrichter sind parallel geschaltet. und ihr anderer Pol ist zu einer Mittelschiene m geführt, die mittels elastischer Kupferbänder b mit der Elektrode ei verbunden ist. Die Elektrode e2 ist über eine Leitung c3 mit zwei Querschienen q" q, verbunden, die an die anderen Enden der Sekundärleitungen s angeschlossen sind.
• Sowohl über der Gleichrichteranordnung als auch über den Transformatoren sind in dem Schweißmaschinengestell von Motoren o angetriebene Windflügel ts, vorgesehen, die Luft durch diese Geräteteile zwecks deren Kühlung hindurchsaugen.
• In F ig. a ist eine Steuerung für die Schweißanordnung dargestellt. Die Einzeltransformatoren sind nur durch die Wicklungen s und p angedeutet. In die Zuleitungen zu den Primärwicklungen p sind Drosselspulen d eingeschaltet, deren Sekundärwicklungen d2 an die Einzelelektroden f1, f2, f3 eines Quecksilberdampfentladungsgefäßes Q angeschlossen sind. In nicht dargestellter Weise werden Steuergitter g" g2, g3 an verschiedenen Spannungen bzw. in verschiedener Phase an die Spannungen gelegt, so d413 mittels des Entladungsgefäßes Q eine Gesamt- oder auch eine Teilaussteuerung der Schweißstromstärke ausgeführt werden kann.
• Wenn die Schaltung des Primärkreises durch Schütze vorgenommen wird, so ist es zweckmäßig, für das Ein- und für das Ausschalten je ein Schütz vorzusehen. Die bisher bei Einphasenanschluß entstehenden Ungenauigkeiten durch die verschiedenen Einschaltmomente werden durch die drei Phasen ausgeglichen.
• Bei der Verwendung der primären Sternschaltung für die Einphasenstabwandler wird der Vorteil erreicht, daß auch ohne Saugdrosselspulen eine Überlappung der in den Ventilen fließenden Ströme über je ein Drittel der Periode erfolgt.
• Die ganze Schweißeinrichtung zeichnet sich durch sehr geringe Verluste und damit einen kleinen Anschlußwert aus. Dementsprechend genügen kleine Transformatoren und Schalteinrichtungen. Die Belastung ist bei Anschluß an alle drei Phasen völlig gleich für das Drehstromnetz, das dementsprechend keine Beunruhigung erfährt, wie sie bei bekannten Wechselstromwiderstandsschweißeinrichtungen auftreten. Im übrigen machen sich die Vorteile der Gleichstromanwendung günstig bemerkbar, indem in den Schweißleitungen keine Stromverdrängung stattfindet und deshalb diese Leitungen besser ausgenutzt werden; ferner ist die Einrichtung unabhängig von der Ausladung und dem Abstand der Elektrodenarme oder der entsprechenden Gestaltung der Elektrodenhalter bei Stumpfschweißmaschinen, da die induktiven Verluste der Wechselstromschweißanlagen wegfallen. Dementsprechend treten auch keine Wechselstroinverltiste in den Leitern benachbarten Eisenteilen auf.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Einrichtung zum Widerstandsschweißen mit Hilfe von Gleichstrom für Punktschweißmaschinen mit großer Armausladung oder für sehr hohe Stromstärken, bei der der Schweißstrom über einen Transformator und Gleichrichter einem Wechselstromnetz entnommen wird, gekennzeichnet durch den Zusammenbau eines vorzugsweise dreiphasigen, die Wechselspannung herabsetzenden Transformators oder mehrerer Einphasentransformatoren und einer Gleichrichteranordnung, an die sich die Gleichstromanschlußleiten für die Elektroden unmittelbar anschlieC:en und durch eine auf der Primärseite des Transformators angeordnete, an sich bekannte, beispielsweise mit Schützen oder Entladungsröhren arbeitende Schalteinrichtung zur Schnellsteuerung des Schweißstromes. z. Einrichtung zum Widerstandsschweißen nach Anspruch i, gekennzeichnet durch mehrere Einphasenstabwandler mit je zwei Sekundärleitern, die jeder für sich mit einem Gleichrichterventil in Reihe geschaltet und derart verbunden sind, daß die Halbwellen des Wechselstromes abwechselnd über diese Leiter verlaufen. 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die jedem Stromwandler zugehörigen Trockengleichrichter in je zwei den beiden Stromrichtungen . zugeordneten Gruppen übereinander angeordnet sind und der Stromanschluß für die eine Schweißelektrode zwischen diesen Gruppen liegt. ..j. Einrichtung nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Stromwandler in einer Ebene nebeneinander und davor die Gleichrichtergruppen in dazu senkrechten Ebenen angeordnet und die Sekundärleiter durch Querschienen verbunden sind. 5. 'Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zur Schnellsteuerung des Schweißstromes getrennte Schützen für die Ein- und die Ausschaltung vorgesehen sind. 6. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zur Schnellsteuerung eine Drehstromdrosselspule dient, deren Sekundärwicklungen durch einen sechsphasigen Quecksilberdampfgleichrichter mit Gitter- oder Zündstiftsteuerung kurzschließbar'sind.