DE2334335B1

DE2334335B1 - Stromduese fuer Schweisspistolen

Info

Publication number: DE2334335B1
Application number: DE2334335A
Authority: DE
Inventors: Erwin Closs
Original assignee: Carl Cloos Schweisstechnik GmbH
Current assignee: Carl Cloos Schweisstechnik GmbH
Priority date: 1973-07-06
Filing date: 1973-07-06
Publication date: 1974-07-11
Also published as: SE7407581L; GB1435427A; FR2235754B1; FR2235754A1; BE816505A; NL7406706A; DK130878C; JPS5038659A; DK130878B; ATA477774A; IT1015417B; AT345067B; ES426492A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Stromdüse für Schweißpistolen mit einer Bohrung für die Führung der Drahtelektrode und für die Stromübertragung zur Drahtelektrode und mit einem mit Gewinde versehenen Anschlußteil für die Befestigung der Stromdüse an einer Stromdüsenhalterung.

Die Zuführung der Drahtelektrode zur Schweißpistole erfolgt unter anderem durch ein als Hohlleiter ausgebildetes Schweißstromkabel. Das Kabel ist innerhalb der Schweißpistole mit einem Führungsrohr verbunden, an dessen äußerem Ende eine Halterung für eine Stromdüse befestigt ist. Der Drahtelektrode, die durch eine Bohrung der Stromdüse geführt wird, wird über die Düse der Schweißstrom zugeführt. Die Stromdüse wird, um eine gute elektrische Leitfähigkeit zu erhalten, aus einer harten Kupferlegierung hergestellt. Die Stromdüse, die sich beim Schweißen nahe der Schweißstelle befindet, erwärmt sich erheblich durch die Strahlungswärme der Schweißstelle, durch die von der Drahtelektrode auf die Düse übertragene Wärme und durch den relativ großen, durch die Düse fließenden Schweißstrom. Bei bekannten Stromdüsen erreichen die an den Düsen registrierten Temperaturen 500 bis 600° C. Diese starke Erwärmung der Stromdüse bewirkt, daß ihre Leitfähigkeit auf Bruchteile der ursprünglichen zurückgeht. Dies hat zur Folge, daß die durch den Stromfluß in der Stromdüse bewirkten Wärmeverluste sehr hoch werden. Durch die schlechtere Leitfähigkeit der Stromdüse verschlechtert sich auch der Stromübergang von der Düse zur Drahtelektrode, der elektrische Übergangswiderstand steigt an, und die Drahtelektrode brennt an der Düse fest. Die Folge ist, daß die Drahtelektrode die Düse nicht mehr gleichmäßig durchläuft, sondern ins Stottern gerät.

Bei luftgekühlten Schweißpistolen wird die Wärme von der Stromdüse hauptsächlich über das Schweißstromkabel an die Luft abgeführt. Um die Temperatur der Stromdüse auch bei höheren Schweißleistungen niedrig zu halten, wird die Pistole zusätzlich durch Wasser gekühlt. Trotz dieser Wasserkühlung erreichen die Stromdüsen noch Temperaturen von 500 bis 600⁰C. Die Ursache hierfür liegt, da die Wärme überwiegend zuerst einmal von der Stromdüse auf die Stromdüsenhalterung übertragen werden muß, in dem schlechten Wärmeübergang von Stromdüse zur Halterung. Da die Stromdüse ein Verschleißteil ist, muß sie leicht auswechselbar sein. Üblicherweise wird die Stromdüse mit der Halterung nach Art von Mutter und Schraube verbunden. Zumeist hat die Stromdüse ein Schraubengewinde, das in eine mit Gewinde versehene zylindrische Bohrung in der Halterung so weit eingeschraubt wird, bis die Stromdüse mit ihrer Anlagefläche fest gegen die Halterung gepreßt wird. Der Wärmeübergang von Düse zur Halterung erfolgt hauptsächlich über den Gewindeteil. Diese bekannte Befestigungsart ermöglicht jedoch keinen optimalen Wärmeübergang zwischen Düse und Halterung. Für hohe Schweißleistungen muß für einen ausreichenden Wärmeübergang das Gewindeteil der Stromdüse und die Bohrung der Halterung wesentlich größer ausgebildet werden, als es für die Befestigung der Stromdüse erforderlich ist. Dies führt aber zu ausgesprochen unhandlichen Schweißpistolen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Befestigung einer Stromdüse der eingangs genannten Art in einer Stromdüsenhalterung so auszubilden, daß bei gleichem Raumbedarf von Stromdüse und Halterung der Wärmeübergang zwischen Stromdüse und Halterung gegenüber den bekannten Befestigungen wesentlich verbessert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Gewinde des Anschlußteiles der Stromdüse und das in der Stromdüsenhalterung ausgebildete Gewinde konisch sind. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das an der Stromdüse befestigte Anschlußteil als Schraube ausgebildet und das vordere Ende der Halterung als Mutter.

Das konische Gewinde hat gegenüber dem zylindrischen Gewinde den Vorteil, daß bei fest angedrehter Schraube beide Seitenflanken jedes Gewindeganges an den ihnen gegenüberliegenden Seitenflanken der Mutter anliegen, während bei einem zylindrischen Gewinde nur jeweils eine Seitenflanke an einer Seitenflanke der Mutter anliegt. Allein hieraus folgt, daß die für die Übertragung der Wärme von der Stromdüse auf die Halterung zur Verfügung stehende Fläche bei einem zylindrischen Gewinde nur halb so groß ist wie bei einem konischen Gewinde. Hinzu kommt, daß bei einem zylindrischen Gewinde, bei dem die Schraube auf Zug beansprucht wird, nicht gewährleistet ist, daß sämtliche Gewindegänge auch zum Tragen kommen. Die zur Wärmeübertragung zur Verfügung stehende Fläche ist also noch geringer als zuvor angegeben.

Da weiter das zylindrische Gewinde nicht unmittelbar bis zum Schraubenkopf der Schraube reichen kann, sondern hier das Gewinde in eine Hinterschneidung auslaufen muß, damit der Schraubenkopf fest mit der Mutter verspannbar ist, geht ein weiterer Teil des in die Mutter eingeschraubten Teiles der Schraube für die Wärmeübertragung verloren. Bei den in Frage kommenden Abmessungen der Stromdüsen kann diese Hinterschneidung bis zu 30 % der für die Wärmeübertragung zur Verfugung stehenden Fläche betragen. Bei einem konischen Gewinde hingegen kommen beide Seitenflanken zum Tragen, da die Schraube die Mutter zu sprengen versucht und so die Seitenflanken gegeneinander gedruckt werden. Da weiter keine Hinterschneidung erforderlich ist, trägt der gesamte in die Mutter eingeschraubte Teil der Schraube zur Wärme-

übertragung bei. Durch die Verwendung eines konischen Gewindes kann man also bei gleichen äußeren Abmessungen die für die Wärmeübertragung zur Verfügung stehende Fläche gegenüber einer zylindrischen Schraube mehr als verdoppeln.

Messungen haben ergeben, daß bei einer Düse her-' kömmlicher Bauart bei einer bestimmten Leistung schon bei 300 Ampere Schweißstrom Schwierigkeiten in der Drahtförderung auftraten, während bei einer erfindungsgemäß ausgebildeten Stromdüse gleicher Abmessung bei 400 Ampere Schweißstrom noch keine Schwierigkeiten auftraten. Dabei ist die bei 400 Ampere entstehende Wärmemenge fast doppelt so groß wie bei 300 Ampere. Die erfindungsgemäßen, mit einem konischen Gewinde versehenen Stromdüsen bieten also den Vorteil, daß die mit diesen versehenen Schweißpistolen für höhere Belastungen einsetzbar und einer geringeren Abnutzung unterworfen sind. Die geringere Abnutzung der Schweißpistole erklärt sich daraus, daß die Kräfte, die beim Festbrennen und dem dadurch bedingten Abbremsen der Drahtelektrode entstehen, entfallen. Diese Kräfte sind verantwortlich für einen erhöhten Verschleiß von Drahtführungsschläuchen, Drahtantriebsrollen usw.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgen- as den an Hand der Zeichnung näher beschrieben; in dieser zeigt

F i g. 1 das vordere Ende eines Pistolenkopfes gemäß der Erfindung im Schnitt,

F i g. 2 eine Ansicht einer erfindungsgemäßen Stromdüse in größerem Maßstab,

F i g. 3 eine Stromdüsenhalterung im Schnitt und

F i g. 4 das vordere Ende des Führungsrohres in Ansicht.

In F i g. 1 ist der Pistolenkopf einer Schweißpistole insgesamt mit 1 bezeichnet. Der Pistolenkopf besteht aus einem Gasverteilereinsatz 2, dessen vorderes Ende als Stromdüsenhalterung 3 ausgebildet ist. In der Stromdüsenhalterung 3 ist eine Stromdüse 4 eingeschraubt. Das hintere Ende des Gasverteilereinsatzes 2 ist mit einem Führungsrohr 6 verbunden, das im Griff der Schweißpistole (nicht gezeigt) eingespannt ist. Über das Führungsrohr 6 ist ein Schutzschiauch 7 geschoben, der am Pistolenkopf 1 mit Hilfe einer Klemmbuchse 8 festgespannt ist.

Über den Gasverteilereinsatz 2 und die Stromdüse 4 ist ein als Gasdüse wirkendes Rohr 9 mit Isoliereinsatz geschoben, das von einer Klemmfeder 10 auf dem hinteren Ende 5 des Gasverteilereinsatzes 2 gehalten ist.

Der Gasverteilereinsatz 2 hat eine axiale Bohrung, die mit der des Führungsrohres 6 in Verbindung steht. Mehrere radiale, mit der Bohrung 11 in Verbindung stehende Bohrungen 12 lassen das Gas in einen Ringkanal 13 austreten, von dem es durch den zwischen Stromdüse 4 und Gasdüse 9 gebildeten Spalt aus dem Pistolenkopf 1 austritt.

Das hintere Ende 17 der Stromdüse 4 hat ein konisches Außengewinde 18, das eine Konizität von etwa 3,2° aufweist. Das vordere Ende 3 des Gasverteilereinsatzes, d. h. die Stromdüsenhalterung, hat ein entsprechendes konisches Innengewinde. Die Stromdüse 4 hat weiter eine axiale dem Durchmesser der zu verschweißenden Drahtelektrode angepaßte Bohrung 15 und zwei Schlüsselflächen 16.

Das hintere Ende 5 des Gasverteilereinsatzes 2 und das vordere Ende des Rohres 6 haben gleichfalls einander entsprechende konische Gewinde 19, 20, so daß auch an dieser Stelle ein guter Wärmeübergang erreicht wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

COPY

Claims

Patentansprüche:

1. Stromdüse für Schweißpistolen mit einer Bohrung für die Führung der Drahtelektrode und einem mit Gewinde versehenen Anschlußteil für die Befestigung der Stromdüse in einer Stromdüsenhalterung, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewinde (18) des Anschlußteiles (17) der Stromdüse (4) und das in der Stromdüsenhalterung (3) ausgebildete Gewinde (14) konisch sind.

2. Stromdüse nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß der an der Stromdüse (4) angeformte Anschlußteil (17) als Schraube ausgebildet ist.

3. Stromdüse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (3) als Mutter ausgebildet ist.

4. Stromdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Konizität des Gewindes bei 1 :16 ± 20 % liegt.

5. Stromdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das hintere Ende (5) des Gasverteilereinsatzes (2) und das Führungsrohr (6) durch konische Gewinde (19,20) miteinander verbunden sind.