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Selbsttätige Lichtbogenschweißeinrichtung Die Erfindung betrifft einen
Lichtbogen-Schweißautomaten, besonders für das Unterpulverschweißen, für regelmäßig
unterbrochene Schweißnähte. Es ist oft zweckmäßig, unterbrochene Schweißnähte für
die Kraftübertragung einzusetzen, vor allem für Aussteifungen im Schiffbau, bei
denen weder Dichtheit noch dynamische oder hohe statische Festigkeit verlangt werden.
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Im allgemeinen werden diese Schweißnähte durch Lichtbogen-Handschweißung
ausgeführt. Neuerdings verwendet man dafür die halbautomatische Schweißung mit verdecktem
Lichtbogen, und zwar die als »Schweißrüssel« bekannten, tragbar ausgeführten Unterpulver-Handschweißgeräte.
Dabei wird der Schweißrüssel nach beendeter Schweißung weitergerissen bis zur nächsten
Schweißstelle, ohne daß Schweißstrom, Drahtvorschub und Pulverzufluß unterbrochen
werden. Diese Methode führt zwar zu Schmorstellen auf dem Grundmaterial bzw. zu
Spritzverlusten, doch ist dieser Nachteil unerheblich und kann bei den für unterbrochene
Schweißungen zugelassenen Bauteilen in Kauf genommen werden.
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Es ist auch bereits versucht worden, diesen Schweißvorgang zu mechanisieren.
Zu diesem Zweck wurden Programmsteuergeräte bekannt. Bei diesen Geräten wird nach
Ablauf einer durch Potentiometer eingestellten Schweißzeit die Erregung der Schweißmaschine
unterbrochen, der Drahtvorschub ausgeschaltet und der Zeitschalter für die Pausenzeit
eingeschaltet, die wiederum nach überbrücken der schweißnahtfreien Strecke den Zeitschalter
für die Schweißzeit betätigt. Dieser Vorgang ist beliebig oft wiederholbar. Die
Programmsteuergeräte mit elektronischen Zeitschaltern arbeiten einwandfrei, sie
sind jedoch außerordentlich kompliziert und deshalb sehr teuer. Weiterhin ist die
einstellbare Vorschubgeschwindigkeit für den Vorschub des Schweißgerätes zwischen
den einzelnen Schweißnähten zu niedrig. Ein sofortiges Weiterschweißen wie bei der
halbautomatischen Unterpulverschweißung ist nicht möglich.
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Ein anderes bekanntgewordenes Schweißgerät für unterbrochene Schweißnähte
ist auf dem Prinzip der Fotozellensteuerung aufgebaut. Dabei müssen auf dem zu schweißenden
Bauteil jeweils entsprechende Markierungen aufgebracht werden, die die lichtelektrischen
Zellen ansprechen. Die Umsteuerung des Vorschubmotors wird ebenfalls elektronisch
bewerkstelligt. Dieser Ausführung haften somit die gleichen Nachteile an wie dem
vorher beschriebenen Programmsteuergerät.
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Es ist nunmehr Aufgabe der Erfindung, die Nachteile der bekannten
selbsttätigen Einrichtungen für das Schweißen von regelmäßig unterbrochenen Schweißnähten,
vor allem ihre komplizierte Ausführung und die relativ niedrige Vorschubgeschwindigkeit
für das überbrücken der schweißnahtfreien Stellen, zu beseitigen.
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Die Erfindung besteht darin, daß die schweißnaht freien Strecken in
an sich bekannter Weise ohne Unterbrechung des Schweißstromes mit erhöhter Vorschubgeschwindigkeit
des Schweißgerätes überbrückt werden, indem das Schweißgerät mit doppelter Schweißgeschwindigkeit
in Schweißrichtung bewegt wird, während der auf dem Geräteträger angebrachte Schweißkopf
beim Schweißen gleichzeitig über einen zweiten Antrieb mit einfacher Schweißgeschwindigkeit
entgegengesetzt zur Schweißrichtung läuft, so daß sich aus der Differenz der Geschwindigkeitsvektoren
eine einfache Schweißgeschwindigkeit ergibt, wobei durch die rückläufige Bewegung
des Schweißkopfes ein Kraftspeicher aufgeladen wird, der nach beendeter Schweißung
mechanisch ausgelöst wird und den Schweißkopf um das Maß der Rückstellung ruckartig
in Schweißrichtung treibt, worauf der Vorgang sich beliebig oft wiederholt. Die
Antriebsgeschwindigkeiten können variabel ausgeführt sein, um das Verhältnis der
Länge der Einzelschweißnaht zur Länge der Nahtunterbrechung zu beeinflussen.
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Das erfindungsgemäße Gerät ist vorzugsweise so ausgebildet, daß als
Kraftspeicher eine Druckfeder dient, die durch die rückläufige Bewegung des Schweißkopfes
gespannt wird, und daß die rückläufige Bewegung des Schweißkopfes durch einen von
einer Kettenführung mitgenommenen Mitnehmer veranlaßt wird, der starr mit der Schweißkopfführung
verbunden ist und nach beendeter Schweißung aus der Kettenführung ausklinkt und
dadurch die freie Entspannung
der Druckfeder ermöglicht. Die Kettenführung
besteht dabei aus zwei parallel in einem gewissen Abstand geführten Triebketten,
die durch gemeinsame Kettenräderpaare angetrieben werden und in einem entsprechend
der Schweißnahtlänge bemessenen Abstand mit gemeinsamen Bolzen versehen sind, die
zur Mitnahme des Zapfens dienen. Die Schweißkopfführung ist vorteilhaft ein in Schweißrichtung
frei bewegliches Rohr, in dem die Druckfeder durch einen Anschlagbolzen fixiert
ist, welch letzterer wiederum durch einen Stift in einem Langloch des beweglichen
Rohres die Spannkraft auf die Druckfeder überträgt und das Rohr gegen Drehung um
seine Achse sichert. Der bei der Entspannung der Druckfeder zurückgelegte Weg der
Schweißkopfführung wird durch am Ende des Rohres angeordnete Gewinderinge begrenzt,
die axial verschiebbar sind und als Anschlag dienen.
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Die Erfindung wird an einem Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnung
näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 die gesamte Schweißeinrichtung, F i g. 2 die
angedeutete Einzelheit der F i g. 1.
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Die selbsttätige Lichtbogenschweißeinrichtung besteht zunächst aus
einem Gehäuse 1, das in nicht dargestellter Art und Weise, jedoch mit üblichen Mitteln,
mit doppelter Schweißgeschwindigkeit in der angedeuteten Richtung a bewegt wird.
An diesem Gehäuse 1 ist ein ebenfalls nicht dargestellter Sekundärantrieb vorgesehen,
der über ein Getriebe 2 das Kettenräderpaar 3 antreibt. Das Kettenräderpaar 3 bewegt
gemeinsam mit einem weiteren Kettenräderpaar 4 zwei parallellaufende Treibketten
5 und 6, die, wie in F i g. 2 dargestellt, in bestimmten Abständen durch Bolzen
7 verbunden sind. Der Abstand zwischen zwei Bolzen 7 muß dabei ungefähr der Länge
des jeweils schweißnahtfreien Abschnittes auf dem zu schweißenden Bauteil entsprechen.
An dem zweiten Kettenräderpaar 4 sind in bekannter Weise Mittel vorgesehen, um die
Treibketten 5 und 6 zu spannen. Die Laufrichtung b der Treibketten 5 und 6 ist ebenfalls
in F i g. 1 ersichtlich.
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Das Gehäuse 1 ist mit Gleitlagern 8 ausgerüstet, in denen leicht gleitend
die rohrförmige Schweißkopfführung 9 gelagert ist. In Schweißrichtung ist am Ende
der Schweißkopfführung 9 eine Halterung 10 für die Schweißdüse usw. angebracht,
während sich auf dem entgegengesetzten Ende zwei axial verschiebbare Gewinderinge
11 befinden. Durch die Gewinderinge 11 und einen am Gehäuse 1 befestigten Anschlag
12 mit Gummipuffern 13 kann die Verschiebbarkeit der Schweißkopfführung 9 in Schweißrichtung
einstellbar begrenzt werden. Ein Mitnehmer 14 ist mit der Schweißkopfführung 9 starr
verbunden. In der Schweißkopfführung 9 ist eine Feder 15 angeordnet, die in Schweißrichtung
durch den Abschlußdeckel 19 und entgegengesetzt zur Schweißrichtung durch einen
Anschlagbolzen 16 fixiert ist. Der Anschlagbolzen 1.6 ist durch einen Stift 17 am
Gehäuse 1 unbeweglich befestigt. Die Verschiebbarkeit der Schweißkopfführung 9 wird
durch zwei Langlöcher 18 gesichert, deren minimale Länge der Länge einer Einzelschweißnaht
entspricht.
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Bei Schweißbeginn befindet sich der Mitnehmer 1.4 in der in F i g.
1 dargestellten Lage. Über einen gemeinsamen Schalter wird nun die Vorschubeinrichtung
für das gesamte Schweißgerät wie auch der Sekundärantrieb für den Kettentrieb betätigt.
Das Gehäuse 1 wird mit doppelter Schweißgeschwindigkeit in Schweißrichtung bewegt.
Sekundärantrieb, Getriebe 2 und die Kettenräderpaare 3 und 4 sind so ausgelegt,
daß der Mitnehmer 14 durch einen Bolzen 7 und damit die gesamte Schweißkopfführung
9 einschließlich Halterung 10 für die Schweißdüse usw. mit einfacher Schweißgeschwindigkeit
entgegengesetzt zur Schweißrichtung bewegt wird. Aus der Differenz der Geschwindigkeitsvektoren
ergibt sich mithin, daß die Schweißdüse mit der gewünschten einfachen Schweißgeschwindigkeit
in Schweißrichtung wandert. Bei der relativen Rückstellbewegung der Schweißkopfführung
9 wird nunmehr die als Kraftspeicher fungierende Druckfeder 15 gespannt. Nach beendeter
Schweißung hat der Mitnehmer 14 die strichpunktiert gezeichnete Lage, der Bolzen
7 schwenkt aus und gibt den Mitnehmer 14 frei. Durch die Druckkraft der Feder 15
wird die Schweißkopfführung 8 ruckartig in Schweißrichtung gerissen, bis die Gewinderinge
11 den Gummipuffer 13 des Anschlages 11 erreicht haben. Der Mitnehmer 14 wird dann
von dem nächsten Bolzen 7 mitgenommen, und der gesamte Ablauf beginnt beliebig oft
wiederholbar von vorn.
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Für die Verwendung des Schweißgerätes für verschieden bemessene Schweißnahtlängen
und Nahtunterbrechungen ist es möglich, die Kettenräder verstellbar auszuführen
und längere bzw. kürzere Treibketten zu verwenden, sowie die Drehzahl des Antriebsmotors
für das Getriebe 2 regelbar zu gestalten.
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Durch Veränderung der beiden Antriebsgeschwindigkeiten kann außerdem
das Verhältnis der Länge der Einzelschweißnaht zur Länge der Nahtunterbrechung beeinfiußt
werden. Die Verwendung von Kettentrieb bzw. Druckfedern für den Sekundärantrieb
bzw. den Kraftspeicher ist nur eine vorteilhafte Lösung; andere für den gleichen
Zweck geeignete Bauelemente können ebenfalls eingesetzt werden.
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Durch die erfindungsgemäße Schweißeinrichtung können regelmäßig unterbrochene
Schweißnähte wesentlich schneller hergestellt werden als mit den bekannten selbsttätigen
Verfahren. Die Anlage ist billiger, nicht störanfällig, und verschlissene Teile
sind gegebenenfalls leicht zu ersetzen. Der Platzbedarf ist gering.
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Das Gerät ist für die meisten mechanischen Schweißverfahren mit abschmelzender
Elektrode einsatzfähig und kann jeder vorhandenen Maschine ohne bedeutenden Aufwand
hinzugefügt werden.