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Schweißtransformator für Widerstandsschweißung Die Erfindumg betrifft
einen Schweißtransformator für Widerstandsschweißung, der vorzugsweise für die Mittelfrequenz-
oder Hechfrequenzschweißung .geeignet ist.
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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.
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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.
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Zur Rollennahtschweißung können am Umfang der Sekundärwicklung zwei
unmittelbar an diese Wicklung angeschlossene ringförmige Schweißelektroden angebracht
werden.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.