DE7324950U

DE7324950U - Stromdüse für Schweißpistolen

Info

Publication number: DE7324950U
Application number: DE19737324950
Authority: DE
Original assignee: CLOOS C
Current assignee: CLOOS C
Priority date: 1973-07-06
Filing date: 1973-07-06
Publication date: 1974-05-02

Description

Patentanwälte > > ·' ,··,.**. *'",',

Dipl.-Ing. Helmut MIssling , '";*1·_ί.·^* * "·' 63 Glessen 13.2.1974 Ci

Dr.-Irig. Joachim Boecker Telefon: (0641) 71019

Dipl.-Ing. Richard Schlee "' Bismarckstraeee 43

Telefon: (0641) 71

Mi/G 11.668

Firma Carl C 1 ο ο s, 6342 Haiger/Dillkrs.

Stromdüse für Schweißpj stolen

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 Befestigⁱ.mg der Stromdüse an einer StromdUsenhalterung.

Die Zuführung der Drahtelektrode zur Schweißpistole erfolgt unter anderem durch ein als Hohlleiter ausgebildetes Scfrweißstromkabel, 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 Schwaißstrom zugeführt« Die Stromdüse wird, um eine gute elektrische Leitfähigkeit zu erhalten, aus einer harten Kupferlegierung hergestellt.

7324550-M H

J Die Stromdüse, die sich beim Schv/eißen nahe der Schweiß-

\ stelle befindet, erv/ärmt sich erheblich durch die Strahlungs-

wärme der Schweißstelle, durch die von der Drahtelaktrode auf die Düse übertragene Wärme und durch den relativ großen durch die Düse fließenden Schweißstrora. Bei bekannten Stromdüsen erreichen die an den Düsen registrierten Temperaturen 500 - 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 Wärmever-

luste 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 Sehweißleistungen niedrig zu halten, wird die Pistole zus^t^lich durch Wasser gekühlt. Trotz dieser Wasserkühlung erreichen die Stromdüsen noch Temperaturen

von 500 - 600° C. Die Ursache hierfür liegt, da die Wärme überwiegend zuerst einmal von der Stromdüse auf die

—3—

7324180-2.5.74

Stromdüsenhalterung übertragen werden muß, in dem schlechten Wärmeübergang von Stromdüse zu 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 Gevri.nde 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 Strom= düsenhalterung so auszubilden, daß bei gleichem Raumbedarf von Stromdüse und Halterung der Wärmeübergang zwischen Stromdüse und Halterung gegenüber den bekannten Befestigungen wesentlich verbessert wird.

-4-

732*150-2.5. Λ

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Gewinde d*ß Anschlußteiles der Stromdüse und das in der

Stromciusenhalterung ausgebildete Gewinde konisch sind; Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das an der Stromdüse befestigte Anschlußteil als Schraube ausgebildet und das vordere Ende dar Halterung ala 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 Seitenflänke C~r Mutter anlisgti 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 Gexvin&egänge 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

Il » * · * I ι >

ist, geht ein weiterer Teil des in die Mutter eingeschraubten Teiles der Schraube für die Wärmeübertragung verloren. Bei &sn in Frage kosusenden Abmessungen der Stromdüsen kann diese Hinterschneidung bis zu 30% der für die Wärmeübertragung zur Verfügung 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 j λ gedrückt werden. Da weiter keine Hinterschneidung erforderlich ist, trägt der gesamte in die Mutter eingeschraubte Teil der Schraube zur Wärmeübertragung bei. Durch die Verwendung eines konischen Gewindes kann man als 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 herkömmlicner Bauart bei einer bestimmten Leistung schon bei 300 Am- -^ pere 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

732415t-

* t I *

- ScBelastungen 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 etc.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben! in dieser zeigen :

Fig. 1 das vordere Ende eines Pistolenkopfes gemäß der Erfindung im Schnitt,

Fig. 2 eine Ansicht einer erfindungsgeraäßen Stromdüse in größerem Maßstab,

Fig. 3 eine Stromdüsenhalterung im Schnitt und

Fig. 4 das vordere Ende des Führungsrohres in Ansicht.

In Fig. 1 ist der Pistolenkopf einer Schweißpistole insgesamt mit 1 bezeichnet.. Der Pistolenkopf besteht aus einem G"Steilereinsatz 2, dessen vorderes Ende als Stromdüsenhalterung 3 ausgebildet ist. In der Stromdüsenhalterung 3 ist eine Stromdüse 4 eingeschraubt. Das hintere

-7-

7324t 50-2Λ 74

ti & C

Ende 5 des Gasteilereinsatzes 2 ist mit einem Führungsrohr⁴ 6 j verbunden, das im Griff der Schweißpistole (nicht gezeigt) \ eingespannt ist. Über das Führungsrohr 6 ist ein Schutzschlauch 7 geschoben, der am Pistolenkopf 1 mit Hilfe einer Isolierung 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 ISasdÜse 9 gebildeten Spalt aus dem Pistolen,copf 1 austritt.

Das hintere Ende 17 der Stromdüse 4 hat ein konisches Außengewinde 18» das eine Konizität von ca 3_f2° aufweist. Das vordere Ende 3 des Gasverteilereinsatzes, d.h. die Stromdüsenhalterung hat ein entsprechendes konisches Innengewinde«, Die Stromdüse 4 hat welter eine axiale dem Durchmesser der zu verschweißenden Drahtelektrode angepaßte Bohrung 15 und zwei Schlüsselflächen 16*

-8-

I > I

3 -

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.

Claims

still ) t > ι t I «111 I « sprüche ;

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 1, dadurch gekennzeichnet, daß der an der ^tromdüse (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.

712411«.t. &H