DE1076849B

DE1076849B - Schweisspistole fuer die automatische Lichtbogenschweissung mit Vorschubmotor

Info

Publication number: DE1076849B
Application number: DEA28827A
Authority: DE
Original assignee: AUTOGENWERK SIRIUS GmbH
Current assignee: AUTOGENWERK SIRIUS GmbH
Priority date: 1958-02-06
Filing date: 1958-02-06
Publication date: 1960-03-03

Description

Schweißpistole für die automatische Lichtbogenschweißung mit Vorschubmotor Die Erfindung betrifft eine Schweißpistole für die automatische Lichtbogenschweißung, bei welcher die Drahtelektrode von einem in der Pistole angeordneten Motor vorgeschoben wird.
Solche bekannten Pistolen sind mit elektromotorischem Vorschub ausgerüstet. Dies hat indes den Nachteil, daß bei Isolationsfehlern Schweißstrom und Antriebsstrom des Motors nicht mehr getrennt sind, so daß dadurch erhebliche Gefahrenquellen entstehen.
Es ist auch bereits bekannt, bei ortsfesten Schweißautomaten einen rotierenden Druckluftmotor (Turbine usw.) zu verwenden. Jedoch haben solche Antriebe nicht nur einen relativ hohen Druckluftverbrauch, sondern sie haben auch kein ausreichendes Drehmoment für den Durchgang der Drahtelektrode bei auftretenden erhöhten Widerständen, wie sie beim Transport des von der Haspel abgespulten Drahtes durch den biegsamen Zuführungsschlauch auftreten.
Weiterhin ist es auch bereits bekannt, das Schutzgas zwecks Kühlung durch das Zuleitungskabel und auch durch die Schweißpistole zu leiten.
Die Erfindung bezweckt eine Verbesserung der bekannten Schweißpistolen; sie besteht darin, daß als Antriebskraft in an sich bekannter Weise Druckluft verwendet wird und daß der Vorschubmotor als mit hin- und hergehendem Kolben betätigter, hydraulischer oder Druckluftmotor ausgebildet ist, dessen Hin- und Herbewegung auf eine den Vorschub der Schweißelektrode in an sich bekannter Weise bewirkende Rolle übertragen wird.
Vorzugsweise ist der Kolbenmotor mit zwei abwechselnd beiderseitig beaufschlagten, hin- und hergehenden Kolben ausgerüstet, und der Zylinderraum hinter den Kolben gegen die Druckleitungen in an sich bekannter Weise durch zweckmäßig zwischen dem Zylindermantel und den Zylinderdeckeln eingespannte elastische Membranen abgedichtet. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Kolbenbewegung in an sich bekannter Weise mittels eines Steuerzylinders gesteuert und die Bewegung der Steuerkolben mittels eines drehbaren Steuerstifts bewirkt, der durch einen drehbar gelagerten Steuerkeil geschaltet wird, welcher seinerseits durch eine Feder mit seinen Gleitflächen gegen den Steuerstift gedrückt wird. Dabei kann die Hin- und Herbewegung der Kolben in an sich bekannter Weise durch Klinken und durch ein Klinkenrad in eine drehende Bewegung der Elektroden-Vorschubrollen verwandelt werden. Vorzugsweise wird- das Druckmedium in an sich bekannter Weise zur Kühlung der stromübertragenden Düse des Stromkabels und/oder des Handgriffs der Schweißpistole verwendet.
Eine zweckmäßige Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes besteht darin, daß die Schaltung des Betriebsmittels wie des Schweißstroms mittels ein und desselben Steuerorgans z. B. in der Weise ausgeführt wird, daß das Steuerorgan einerseits ein in der Flußrichtüng des Antriebsmittels liegendes Ventil schaltet, während andererseits ein mit dem Schweißstromkreis verbundenes Relais betätigt wird, das den Schweißstrom einschaltet, sobald der Vorschubmechanismüs in Tätigkeit gesetzt wird, während andererseits bei Stillsetzung des Vorschubs der Strom automatisch ausgeschaltet wird, so daß alsdann das Instrument stromlos ist und gefahrlos in beliebiger Weise und an beliebiger Stelle abgelegt werden kann.
Das Antriebsmittel, z. B. Druckluft, kann in an sich bekannter Weise gleichzeitig zum Kühlen der Düse, des Schweißkabels und der Pistole selbst dienen; es kann auch zuvor das Druckminderventil für das Schutzgas'umspülen, damit dies nicht einfrieren kann.
Ferner kann erfindungsgemäß das Antriebsmittel auch zur Kühlung des Schweißkabels verwendet werden, z. B. in der Form, daß das Schweißkabel durch einen Schlauch geführt wird, der gleichzeitig die Preßluft od. dgl. dem Gerät zuleitet.
Gegebenenfalls kann als zum Vorschub dienendes Antriebsmittel ein Schutzgas verwendet werden, welches den Lichtbogen während des Schweißvorgangs zu umhüllen hat. .
Statt Druckluft oder Schutzgas können auch andere gasförmige oder flüssige Druckmittel zur Anwendung kommen, z. B. C 02.
In den Zeichnungen sind verschiedene Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes _ beispielsweise und schematisch veranschaulicht.
Fig. 1 zeigt das erfindungsgemäß ausgebildete Gerät teils in schematischer Ansicht, teils im Schnitt; Fig. 2 veranschaulicht den dem Vorschub des Schweißdrahtes dienenden Motor; Fig. 3 und 4 zeigen im Schnitt verschiedene Ausführungsformen der den Strom auf den Schweißdraht übertragenden Düse.
Im einzelnen bezeichnet in Fig. 1 das Bezugszeichen 1 den schematisch dargestellten Antriebsmotor, 2 die Schweißelektrode, 3 die Antriebsrollen für die Schweißelektrode, 4 die stromübertragende Düse, durch deren Öffnung die Schweißelektrode 2 hindurchgeführt wird.
Der Lichtbogen entwickelt sich zwischen dem vorderen Ende der Schweißelektrode 2 und dem Werkstück 5, welches vermittels beliebiger Verbindungselemente, z. B. einer Schraubzwinge 6, und einer Leitung 7 mit der Stromquelle 8, z. B. einer Gleichstromquelle oder Wechselstromquelle, in Verbindung steht. Der zweite Stromleiter9,10 führt zu der inneren stromübertragenden Düse 11, die in dem Düsenkörper4 eingebettet ist. Diese stromübertragendeDüse 11 wird zweckmäßig in Form eines Hohlkörpers ausgebildet, in dem eine in der Zeichnung nicht besonders dargestellte, an sich federnde Backe die Elektrode 2 gegen die Innenwandung der stromübertragenden Düse 11 drückt.
Das Betriebsmittel, z. B. Druckluft, wird aus einer in der Zeichnung nicht dargestellten Quelle, z. B. einer Druckluftflasche, in der Richtung des Pfeiles 12, in die Leitung 13 und weiter in den Mantel der Düse 4 eingeführt, so daß die stromübertragende Düse wirksam gekühlt wird. Nachdem das Betriebsmittel die Düse verlassen hat, wird es weiter durch eine Leitung 14 über ein Regelventil 15 und die Leitung 16 zum Antriebsmotor 1 geführt. Das Arbeitsmittel verläßt den Antriebsmotor durch eine Leitung 17, um (sofern es gasförmig ist) durch eine Streudüse 18 zu entweichen und gleichzeitig die den Handgriff 19 des Geräts umfassende und den Regelknopf 20 betätigende Hand des Bedienungsmannes zu kühlen; bei Verwendung des Schutzgases als Druckmedium wird dieses statt dessen in die den Lichtbogen umhüllende Gasdüse geleitet.
Der Regelknopf 20 dient gleichzeitig zur Regelung des Zuflusses bzw. der Absperrung des Arbeitsmittels wie auch zur Einschaltung oder Ausschaltung des Schweißstromes.
Dem ersten Zweck dient ein mit dem Regelknopf 20 verbundener Hebelarm 21, der das erwähnte, in der Leitung des Arbeitsmittels angeordnete Ventil 15 betätigt. Diese Betätigung erfolgt unter stufenloser Regelung der Menge des durch das Ventil und die Leitung hindurchfließenden Arbeitsmittels, so daß auf diese Weise ebenfalls der Vorschub der Schweißelektrode stufenlos geregelt und der Abbrandgeschwindigkeit und dem Fortschreiten des Schweißvorganges genau angepaßt werden kann.
Die Bewegung des Regelknopfes 20 kann in beliebiger Weise erfolgen und ausgebildet sein. In dem gezeichneten Ausführungsbeispiel ist der Regelknopf 20 nebst seinem Arm 21 um eine Achse 22 drehbar gelagert.
Zur Schaltung des Schweißstroms dient der gleiche Regelknopf 20, indem sein Körper gegen einen beweglichen Kontaktkörper 23 wirkt, durch dessen Niederdrücken ein Hilfsstromkreis 24, 25 geschlossen wird. Durch diesen Hilfsstromkreis wird ein Relais 26 betätigt, das einen Schalter 27 in der Schweißstromleitung öffnet bzw. schließt.
Soll das Gerät außer Tätigkeit gesetzt werden, so 1vi-d der Handgriff 19 losgelassen, so daß der unter Federwirkung stehende Kontakt 23 sich öffnet, womit das Relais 26 derart betätigt wird, daß der Schalter 27 des Schweißstromkreises geöffnet wird. Gleichzeitig wird das Ventil 15 geschlossen, so daß die Zufuhr des Antriebsmittels zum Motor 1 abgesperrt wird und ein weiterer Vorschub der Elektrode unterbleibt.
Um die Hand des Schweißers vor Hitzestrahlung wirksam zu schützen, ist hinter der Düse 4 ein Schutzschild 28 angeordnet, der zweckmäßig mit dem Handgriff 19 verbunden sein kann.
Nach Fig. 2 ist der Motor 1 in Form eines Arbeitszylinders 29 ausgebildet, in dem die beiden Kolben 30 und 31 sich bewegen, die durch die Stege 32 starr miteinander verbunden sind. Die Kolben 30 und 31 werden gegen die Druckluftzuleitung 33 und 34 durch elastische Membranen 35 und 36 abgedichtet, die zwischen Zylindermantel 29 und den Zylinderdeckeln 37 und 38 eingespannt sind. Den beiden Kammern 39 und 40 wird die Druckluft durch die Rohre 33 und 34 zugeleitet, die mit den Kammern 41 und 42 des Steuerzylinders in Verbindung stehen. In diesem befinden sich die Steuerkolben 43 und 44. Diese Steuerkolben arbeiten so, daß sie, wenn die Druckluftzuleitüng zur linken Kammer 39 des Arbeitszylinders verschlossen wird, gleichzeitig deren Austritt 45 öffnen, so daß die Druckluft aus der Kammer 39 in die Abgangsleitung 17 und von da zur Streudüse 18 strömen kann. Umgekehrt schließen sie beim Öffnen der Druckluftzuleitung zur rechten Kammer 40 des Arbeitszylinders den zu dieser Kammer gehörenden Austritt 17.
Die Steuerkolben 43 und 44 werden durch den Steuerstift46 bewegt, der gasdicht durch die elastische Manschette 47 geführt ist. Der Drehpunkt 48 des Steuerstiftes 46 ist dabei dicht unter die Manschette 47 gelegt, um eine möglichst geringe Bewegung der Manschette zu erhalten. Der Steuerstift 46 wird durch den Steuerkeil 49 geschaltet, der bei 50 drehbar gelagert ist und durch eine Feder 51 mit seinen Gleitflächen gegen den Steuerstift 46 gedrückt wird. Die hin- und hergehende Bewegung der Kolben 30 und 31 wird durch die Klinken 52 und 53 und durch das Klinkenrad 54 in eine drehende Bewegung verwandelt. Diese drehende Bewegung wird alsdann in bekannter Weise, z. B. mittels einer nichtdargestellten Schneckenübersetzung, auf das Treibrad 3 übertragen.
Die Einstellung des Druckluftdrucks kann in üblicher Weise mittels eines Druckreduzierventils erfolgen.
In Fig.3 ist der Düsenmantel 4 in vergrößertem Maßstab dargestellt. Das Kühlmittel tritt in der Richtung des Pfeiles aus dem Kanal 13 in den Kanal 59 ein, um am vorderen Ende der Düse durch einen Ringkanal 60 in den Auslaßkanal61 einzutreten, den es durch die Leitung 14 verläßt.
Die Konstruktion des Düsenmantels gemäß Fig.4 unterscheidet sich von der in Fig. 3 dargestellten Ausbildungsform vor allem dadurch, daß in dem Düsenmantel 4 noch eine Zuleitung 62 für ein Schutzgas vorgesehen ist, das weiter in einen Ringraum 63 eingeleitet wird. Aus diesem, den inneren Kern der Düse mantelförmig umgebenden Ringraum 63 strömt das Schutzgas in der Richtung der Pfeile 64 in Form eines Ringmantels aus, das den Lichtbogen zwischen Schweißelektrode 2 und Schweißbad umgibt. Das Schutzgas kann entweder ein gesondertes Gas sein oder auch das als Antriebsmittel dienende Gas.
Die beschriebenen Ausführungsformen eines Handschweißgeräts sind nur Beispiele, die in bezug auf ihre konstruktiven Einzelheiten mannigfach im Rahmen des Erfindungsgedankens abgeändert und ausgestaltet werden können.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Schweißpistole für die automatische Lichtbogenschweißung, bei welcher die Drahtelektrode von einem in der Pistole angeordneten Motor vorgeschoben wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Antriebskraft in an sich bekannter Weise Druckluft verwendet wird und daß der Vorschubmotor als mit hin- und hergehendem Kolben betätigter, hydraulischer oder Druckluftmotor ausgebildet ist, dessen Hin- und Herbewegung auf eine den Vorschub der Schweißelektrode in an sich bekannter Weise bewirkende Rolle (3) übertragen wird.
2. Schweißpistole nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenmotor mit zwei abwechselnd beiderseitig beaufschlagten, hin- und hergehenden Kolben (30, 31) ausgerüstet ist.
3. Schweißpistole nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinderraum hinter den Kolben (30, 31) gegen die Druckleitungen (33, 34) in an sich bekannter Weise durch zweckmäßig zwischen dem Zylindermantel (29) und den Zylinderdeckeln (37, 38) eingespannte elastische Membranen (35, 36) abgedichtet ist.
4. Schweißpistole nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenbewegung in an sich bekannter Weise mittels eines Steuerzylinders gesteuert wird und daß die Bewegung der Steuerkolben (43, 44) mittels eines drehbaren Steuerstifts (46) bewirkt wird, der durch einen drehbar (50) gelagerten Steuerkeil (49) geschaltet wird, welcher seinerseits durch eine Feder (51) mit seinen Gleitflächen gegen den Steuerstift (46) gedrückt wird.
5. Schweißpistole nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hin- und Herbewegung der Kolben (30, 31) in an sich bekannter Weise durch Klinken (52, 53) und durch ein Klinkenrad (54) in eine drehende Bewegung der Elektroden-Vorschubrollen (3) verwandelt wird.
6. Schweißpistole nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckmedium in an sich bekannter Weise zur Kühlung der stromübertragenden Düse des Stromkabels und/oder des Handgriffs der Schweißpistole verwendet wird.
7. Schweißpistole nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß für die Regelung der Menge des Arbeitsmittels wie für die Schaltung des Schweißstroms ein und dasselbe handbetätigte Schaltorgan (20 bis 22), z. B. in Form eines Schalthebels, dient. B.
Schweißpistole nach Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Arbeitsmittel vor seiner Zuführung zur Schweißpistole über das Druckminderventil für das Schutzgas umspülend geführt wird.
9. Schweißpistole nach Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Druckmedium das den Lichtbogen umhüllende Schutzgas verwendet wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 1016 865, 354 709; österreichische Patentschrift Nr. 129 710; britische Patentschrift Nr. 692 095; USA.-Patentschriften Nr. 2 719 245, 2 808 498, 2 606 267, 2 736 787, 2 673 278, 2 443 592; Zeitschrift »Elektro-Wärmetechnik«, 1955, Heft 2, S. 33; Zeitschrift »The Welding Journal«, August 1955, S.749.