DE7400780U

DE7400780U - Selbsttätige Einrichtung zum Zuschärfen einer Schweißelektrode

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Publication number: DE7400780U
Application number: DE19747400780
Authority: DE
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 1973-01-11
Filing date: 1974-01-10
Publication date: 1974-04-04
Also published as: IT1004695B; GB1430041A; FR2213832B1; FR2213832A1; BE809452A

Description

Patentanwälte Olpl.-Ina. R. R ^ETZ

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m0-22.011G 10. 1. 1974

COMMISSARIATAL'ENERGIEATOMIQUE, Paris (Frankreich)

Selbsttätige Einrichtung zum Zuschärfen einer Schweißelektrode

Die Neuerung betrifft selbsttätige Schweißmaschinen und insbesondere solche für Wolfram-Inert-Gas-Lichtbogenschweißuny (WIG-Verfahren).

Beim Lichtbogenschweißen mittels Wolfram-Elektroden zeigt sich, daß in manchen Inertgasen, insbesondere in Helium, der Lichtbogen sich nur schwer zünden läßt, auch wenn man die herkömmlichen Kunstgriffe wie Zünden des Lichtbogens mittels Hochfrequenz-Stromes oder Erhöhung der Leerlauf spannung des Schweißstromerzeugers anwendet.

410-(B4608.3)-Bgn-r (6)

Ferner finden sich in der Schweißung schädliche Einschlüsse von Fremdkörpern, die duich Abbrand ier Elektrode entstehen und der Güte der Schweißung schaden. Diese Schwierigkeiten verschwinden, wenn man eine frisch zugeschärfte Elektrode verwendet.

Die Neuerung soll diese Nachteile beheben; sie soll eine selbsttätige Einrichtung liefern, welche selbsttätig die Elektrode nach jeder Schweißung oder nach einer vorbestimmten Anzahl von Schweißungen zuschärft und wieder in ihre Arbeitsstellung zurückführt.

Eine für diese Aufgabe geeignete selbsttätige Zuschärf-Einrichtung ist gemäß der Neuerung gekennzeichnet durch

a) einen schwenkbaren Antriebskopf mit Schweißbrenner mit einer Elektrode,

b) eine Vorrichtung für Schwenkung des Antriebskopfes von einer Schweiß-Stellung in eine Zuschärf-Stellung,

c) eine Vorrichtung, die wahlweise einen bestimmten Vorschub u ,τ Elektrode relativ zum Brenner und Drehung der Elektrode, wenn

ι diese in der Zuschärf-Stellung steht, ermöglicht,

d) eine Einrichtung zum Zuschärfen, bestehend aus mindestens einer Schleifscheibe, an die die Elektrode durch Schwenkung des Antriebskopfes herangeführt wird.

— J — ι

Mit "Vorschub" ist hier derjenige Betrag der Elektroden-Verschiebung gemeint, der sich empfiehlt damit, nachdem die Elektrode in passender Weise zugeschärft und in ihre Arbeitsstellung zurückgeführt ist, ihre Spitze einen bestimmten Abstand von dem zu schweißenden Werkstück hat.

Eine besonders vorteilhafte Ausiührungsform der Neuerung besteht darin, daß die Einrichtung, mittels deren wahlweise die Schwenkung des Antriebskopfes bewirkt wird, einen Stellmotor für zwei Endstellungen enthält, an dem der Antriebskopf durch einen von einer Rückstellfeder gespannten Hebel anliegend gehalten wird. Beim gewählten Beispiel ist der Stellmotor ein Schieber mit elektromotorisch angetriebener Schraubspindel. Mittels einns verstellbaren Anschlages läßt sich, wenn der Antriebskopf in die Zuschärf-Stellung ausgeschwenkt ist, die Elektrode relativ zur Schleifscheibe einstellen.

Eine andere Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß der Schweißbrenner mit einer Führungs-Spannzange vefsehen ist, die normalerweise in der Schweißstellung geschlossen gehalten wird durch Druck einer Rückstellfeder, welche die Klauen der Spannzange auf eine ortsfeste innen-kegelige Schulter drückt. Wenn der Antriebskopf in die Zuschärf-Stellung geht, wird die Führungs-Spannzange geöffnet und die Elektrode freigegeben, so daß sie durch ein Antriebs-Spannfutter gedreht und verschoben werden kann.

Eine weitere Möglichkeit der Gestaltung besteht darin, daß die

Einrichtung, die wahlweise einen bestimmten Vorschub der Elektrode und die Drehung der Elektrode bewirkt, eine Untersetzung durch Schraubspindel und Mutter enthält, die von einer Motorwelle über ein Klinkengesperre angetrieben wird und deren Mutter fest mit einer Buchse verbunden ist, die in einer zylindrischen Bohrung des Antriebskopfes gleitet, und daß eine Hohlwelle vorgesehen ist, welche in treibender Verbindung mit der Motorwelle ist und ein Antriebs-Spannfutter trägt.

In Schweiß-Stellung wird die Elektrode im Antriebs-Spanruutter gehalten. Dieses ist normalerweise geschlossen infolge des Druckes einer Rückstellfeder, welche die Spannzange des Antriebsspannfutters auf eine ortsfeste Anschlaghülse der Hohlwelle drückt.

Eine weitere Möglichkeit der Ausführung besteht darin, daß das Antriebs-Spannfutter, wenn die Buchse den dem Schweißbrenner benachbarten Boden der zylindrischen Bohrung erreicht, durch mindestens eine Druckstange, welche die Spannzange von der ortsfesten Anschlaghülse abhebt, geöffnet wird.

Der Antrieb der Hohlweile und der Klinkengesperre-Vorrichtung geschieht durch einen Elektromotor; eber es könnten auch andere Arten von Motoren, z. B. ein Druckluftmotor, verwendet werden, ohne daß dies aus dem Rahmen dieser Neuerung fiele.

Das Antriebs-Spannfutter besteht aus elektrisch isolierendem Werkstoff, damit die Elektrode gegenüber der an Masse liegenden Ma-

5 - · κ

schine die höchste Schweißspannung hat. Die Spannzange, welche die Elektrode führt, dient ebenfalls als Stromzuleitung zur Elektrode und ist gegen die übrige Einrichtung isoliert.

Die Zuschärf-Einrichtung enthält einen Schleifbock mit einer durch einen Motor hoher Drehzahl angetriebenen Schleifscheibe mit Diamant-Auflage- Der Schleifbock kann so gerichtet werden, daß die Elektrode in der richtigen Stellung an ihn herangebracht wird.

Diese neuerungsgemäße Zuschärf-JElinrichtung bildet ein selbsttätiges Ganzes, das in eine Schweiß-Fertigungskette von schnellem Arbeitsrhythmus eingegliedert werden kann.

Die Umschreibung und Zeichnung bezieht, sich auf Ausführungsformen, die nur als Beispiele und nur zur Erläuterung beschrieben werden; die Neuerung ist keineswegs auf diese Beispiele beschränkt. Es zeigen:

Fig. 1 eine neuerungsgemäße Einrichtung als Ganzes in Seitenansicht ,

Fig. 2 den Antriebskopl der in Fig. 1 als Ganzes gezeigten Einrichtung, im Schnitt in Achsebene gesehen,

Fig. 3 die Befestigung der im Antriebskopf der Fig. 1 und Fig. 2 angeordneten Spannzangen, im Schnitt in Achsebene gesehen.

Fig. 4 die mechanischen Verbindungen, die zum Vorschub einer Elektroden-Haltezange wie der in Fig. 3 gezeigten dienen.

Die in Fig. 1 und Fig. 2 gezeigte Zuschärf-Einrichtung nach der Neuerung enthält im wesentlichen ceinen Antriebskopf 1, welcher um einen Tragblock 2 geschwenkt werden kann, der auf einer Tragsäule 3 von relativ zu einer Grundplatte 4 verstellbarer Hciiie angeordnet ist = Verstellt wird die Höhe der Tragsäule 3 mittels einer Schraubspindel 5, die im Inneren der Tragsäule, und zwar in der Achse dieser Säule, angeordnet und an der Grundplatte 4 befestigt ist, sowie durch ein Handrad 6, das in der Nabe eine mit Gewinde versehene Bohrung hat und auf der Schraubspindel 5 gedreht wird.

Der Antriebskopf 1 weist einen Motor 7 und einen Schweißbrenner 10 auf.

Geschwenkt wird der Antriebskopf 1 um eine Achse 11, die im Tragbiock 2 in einer Wiege 12 schwenkbar so gelagert ist, daß der Antriebskopf 1 verschiedene Richtungen einnehmen kann, nämlich eine Stellung I, d.h. die Schweißstellung, und eine zweite Stellung II, die der Zuschäri-Siellung entspricht. Eine Stellung III ist vorgesehen für Ersatz einer im Antriebskopf eingespannten Elektrode, wie weiter unten erläutert werden wird.

Der Trageblock 2 enthält ferner einen mittels einer Schraubspindel arbeitenden Stellmotor 13 mit einer Rolle 14, an der das Gehäuse

in seinen Stelluncpn I und II ständig mit einer seitlichen Druckfläche anliegt. Die Schraubspindel 16 des Stellmotors 13 wird in einen die Rolle 14 tragenden Schieber 17 eingeschraubt und von einem Motor angetrieben.

Ein auf der Achse 11 gelagerter Hebel 20 hat einen Arm 20 a, der an einem Anschlagstift 22 des Gehäuses 8 anliegt, und einen zweiten Arm 20b, der auf eine Druckstange 23 drückt, die mit einer Druckfeder 24 im ortsfesten Tragblock 2 gelagert ist. Die Rolle 14 des Stellmotors Io hält den Antriebskopf 1 in seiner Arbeitsstellung I. Der Arm 20a des Hebels 20 übt auf den Anschlagstift 22 eine Sperrkraft aus, die derjenigen Kraft entgegenwirkt, welche auf den Hebel von der auf den anderen Hebelarm 2Od drückenden Druckstange 23 ausgeübt wird.

Wie ersichtlich, braucht man, um den Antriebskopf 1 in die Stellung III zu bringen, nur den Hebel 20 zur Seite zu ziehen, so daß sein Hebelarm 20 a vom Anschlagstift 22 freikommt; auf diese Weiso schwingt d<?r Antriebskopf 1 frei um die Achse II. Zu diesem Zweck ist ein Gelenk 19 vorgesehen, das z. B. aus einem Stift 19a, der (s- Fig. 1) in die voneinander getrennten Hebelarme 20a und 20b eingesetzt ist, besteht und das ermöglicht, den Hebelarm auf diese Weise zur Seite zu ziehen.

Ein Schleifbock 25 ist in einem Schieber 27 gelagert, der längs der Tragsäule 3 auf- und niedergleitet. Der Schieber 27 enthält an sich bekannte Mittel zu seiner Verstellunq. Der Schleifbock 25 ent-

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hält eine Schleifscheibe 28, die bei der hier als Beispiel gezeigten Ausführungsform mit Diamenten besetzt ist und die von einem Elektromotor angetrieben wird; von diesem Motor ist in Fig. 1 nur die Welle 29 sichtbar. Die Schleifscheibe 28 ist von einem Gehäuse 30 umgeben, das mit einer Düse für die Abfuhr des Schleifstaubes versehen ist.

Die Tragsäule 3 trägt ferner einen Einstell-Anschlag 31, mittels dessen man genau die Neigung des Antriebskopfes 1, die dieser in seiner Stellung II, der Zuschärf-Stellung, einnehmen soll, einstellen kann.

In der Stellung Ϊ, d. i. der Ärbeits-Stellung, wird eine in den Schneidbrenner 10 eingespannte Elektrode in Berührung mit einem Werkstück 35 gebracht, das auf einer auf der Grundplatte 4 festen Montagevorrichtung 36 angeordnet ist.

Nach dieser allgemeinen Beschreibung der wichtigsten Bestandteile der neuerungsgemäßen Einrichtung sei nun hierunter die Bauart des Antriebskopfes 1 anhand der Fig. 1 und 2 näher in ihren Einzelheiten beschrieben:

Wie insbesondere das senkrechte Schnittbild der Fig. 2 zeigt, treibt der Motor 7 eine Welle 7 a mittels einer Reibkupplung 7 b an. Ein Keil 7 c greift in die Keilnut 37 a einer Hohlwelle 37 ein, deren Drehung also mit derjenigen des Motors 7 verbunden ist. Diese Hohlwelle 37 ist in zwei Kugellagern 38 a, 38b gelagert, die in einer

Buchse 40 montiert sind, welche mit Schiebesitz in einer axialen zylindrischen. Bohrung 41 des Gc

An ihrem der Welle 7 a abgewandten Ende enthält die Hohlwelle in ihrer Bohrung ein Antriebs-Spannfutter 42 mit den aus Fig. 3 ersichtlichen einzelnen Bestandteilen, nämlich einem Kolben 42 a, einer außen-kegeligen Spannzange 42 b, einer mit Innen-Kegelsitz versehenen Anschlaghülse 42 c und einer Rückstellfeder 42 d. Die Anschlaghülse 42c besteht aus elektrisch isolierendem Werkstoff.

Im Kolben 42 a sind die Spannzange 42 b und zwei Druckstangen 42e befestigt. Diese Druckstangen gehen durch die Anschlaghülse 42c hindurch und ragen unter dieser hervor, solange nicht die Buchse 40 den Boden 44 des Zylinders, ai:. ·.:.<.;■«. der Zuteiler-Kegel anliegt, erreicht hat. Im Laufe der Verschiebung der Buchse 40 wird das Antriebs-Spannfutter 42 unter der Wirkung der Feder 42d geschlossen. Am Ende dieser Verschiebung setzen sich die Druckstangen 42 e auf den Boden 44 auf, so daß der Kolben 42 a und die Spannzange J2 b ebenfalls zum Stillstand kommen; die Hülse 40 kann dann noch eine Strecke weiter abwärts durchlaufen, die gleich derjenige ist, um die die Druckstangen 42e hervorragen. Diese durchlaufene Strecke ermöglicht , daß die Spannzange 42 b sich vom Kegelsitz der Anschlaghülse 42 c abhebt und das eigentliche Antriebs-Spannfutter 42 sich öffnet. In umgekehrter Richtung drückt die Rückstellfeder 42d den Kolben 42 a und die Spannzange 42 b zurück, so daß diese sich wieder auf den Kegelsitz der Anschlaghülse 42c aufsetzt und sich schließt.

Die Verschiebung der Buchse 40 geschieht schrittweise durch

j eine Vorschub-Einrichtung, die nun im einzelnen beschrieben wird.

\ Eine Schraubspindel 45 {Fig. 2), d'c durch eine mit Gewindebohrung

\ versehene, an der Buchse 40 feste Mutter 40a hindurchgeht, dient

j als Organ für die Verbindung mit dieser Buchse. Die Mutter 40a

gleitet in einor Nut 46, die von der zylindrischen Bohrung 41 nach außen geht. An ihrer Außenseite 40b trägt die Mutter 40a einen Zeiger, der sich vor einer an der Seitenwand 47 des Gehäuses 8 angebrachten Skala entlangbewegt, so daß er die Stellung der Buchse 10 anzeigt.

Die Skaleneinieilung enthält zwei Marken, die den Abbrand der Elektrode zu verfolgen ermöglichen, nänilich eiiie obere Marke, die dsr höchsten Stellung der Elektrode vd. h. einer neuen Elektrode) entspricht, und eine untere Marke, welche anzeigt, daß die Elektrode verbraucht ist und erneuert werden muß; unterhalb dieser unieren Marke ist eine weitere Marke angebracht, die derjenigen Stellung entspricht, in der die Einspannung der Elektrode gelöst wird.

Nun sei die Einrichtung, welche die Elektrode 33 schrittvveis^ voischiebt, im einzelnen anhand der Fig. 2-4 beschrieben. Dies·: Einrichtung treibt die die Buchse 40 antreibende Schraubspindel 45 auf folgende Weise an: Die Welle 7 a des Motors 7 trägt ein Ritzel 48, das ein Zahnrad 49 antreibt, auf dem ein Exzenter 50 angeordnet ist, das eine Exzenterstange 51 bewegt, die an einem Schwinghebel 52 angelenkt ist, der eine Sperrklinke 53 trägt, die an einem Sperr-Zahnrad 54 anliegt. Der Schwinghebel 52 schwingt um die

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Achse des Sperr-Zahnrades 54, die auch die Achse der Schraubspindel 45 ist. Die Sperrklinke 53 trägt eine Stange 53a mit einem Betätigungs-Handknopf 53 b und einer Rückstellfeder 53 c.

Dieser Handknopf 53 b kann drei Stellungen einnehmen: zwei eingeklinkte Stellungen, nämlich eine für den Abstieg (Vorwärts-Verschiebung) der Elektrode und eine für den Aufstieg (Rückwärts-Verschiebung ) der Elektrode, und eine ausgeklinkte Stellung, in der die Verschiebung der Elektrode von Hand mittels des (in Fig. 1 sichtbaren) Knopfes 66 geschieht, der em Paar Kegelräder 67 und 68 antreibt, die mit der Schraubspindel 45 gekuppelt sind (Fig. 2).

Bei dem gezeichneten Beispiel hat das Untersetzungsverhältnis der Zahnräder 48 und 49 den Wert 1 : 2 und das Sperrzahnrad zwanzig Zähne, so daß eine Umdrehung des Zahnrades 48 einer halben Drehung des Zahnrades 49 entspricht und die Sperrklinke 53 einen Hin- und Rückweg auf je zwei Umdrehungen des Motors macht.

In der Stellung II, der Zuschärf-Stellung, und bei den im Beispiel angenommenen UniersetzungsVerhältnissen bewirkt die einem Hin- und Rückweg der Sperrklinke entsprechende erste Umdrehung des Motors 7 ein Zwanzigstel einer Umdrehung der Schraubspindel 45 und, wenn die Steigung dieser Schraube 1 mm beträgt, einen Vorschub der Buchse 10 und somit der Elektrode 33 um 0,05 mm. Gleichzeitig macht die Elektrode 33 eine Umdrehung. Die drauffolgende Drehung des Motors 7, die dem Rückweg der Sperrklinke entspricht, bewirkt, daß die Elektrode um eino Umdrehung gedreht, aber nicht axial

verschoben wird. Dieser Hin- und Rückweg der Sperrklinke entspricht einem Zuschärfe-Arbeitsgang.

Der am Ende des Antriebskopfes 1 angebrachte Schweißbrenner 10 (Fig. 3) enthält den Zuteiler-Kegel 9 und den Schvcoißkopf 55, der ein zu einem einzigen Maschinenteil zusammengefaßtes, austauschbares Organ ist.

Der Zuteiler-Kegel 9 be-steht aus elektrisch isolierendem Preßstoff und enthält ?inen metallene η Einssüz 70, der mehrere Aufgaben erfüllt, nämlich erstens ein Gewinde zu bieten, mittels dessen der Schweißkopf 55 an den Zuteiler-Kegel angeschraubt werden kann, zweitens durch eine¹ Leitung 70 a das Gas zuzuführen, das den Schutzgasmantel um die Elektrode 33 bilden soll, und drittens dieser Elektrode den elektrischen Strom zuzuführen.

Die Zufuhr des Schutzgases in die Leitung 70 a geschieht durch einen Schlauchnippel 70b (Fig. 2), und der elektrische Strom wird durch eine auf den Einsatz 70 aufgeschraubte· Anschlußklemme 70c zugeführt.

Der Schweißkopf 55 (Fig. 3) weist ein rohrförmiges Mundstück 55a aus keramischem Werkstoff aus; dieses enthält einen Verteiler 55 b mit Kanälen 55 c, die an ihrem einen Ende mit der Schutzgas-Zufuhrleitung 70 a verbunden sind und an ihrem anderen Ende in das Mundstück 55 a ausmünden, und eine zur Führung der Elektrode und zum elektrischen Kontakt mit ihr dienende Spannzange 55 d mit außen-

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kegeligem Ende, das sich auf eine innen-kegelige Schulter 55 e des Verteilers 55b aufsetzt.

Die Führungs- und Kontakt-Spannzange 55d ist an einem aus elektrisch isolierendem Werkstoff bestehenden Kolben 56 befestigt. Dieser hat einen axialen Kanal 56 a für den Durchgang der Elektrode 33 und eine Ringschulter 56 b für seine Betätigung durch einen Kipphebel 57. Er gleitet im Zuteiler-Kegel 9 und ist durch eine Feder 58 belastet, so daß, wenn der Kipphebel 57 außer Funktion ist, die Spannzange 55 d mit ihrem kegeligen Ende auf der innen-kegeligen Schulter 55 e aufsitzt und dadurch geschlossen ist. Ein auf den Kolben 56 aufgebrachter Dichtungsring 59 verhindert Durchtritt von Gas zum Gehäuse 8.

Der durch den Einsatz 70 zugeführt? .elektrische Strom fließt von der Schulter 55 e des Verteilers 55 b (der mit dem Einsatz 70 elektrisch leitend verbunden ist) zur Elektrode 33 durch die Klauen

55 f der Spannzange 55 d, die auf ihrer einen Seite auf der Innenschulter 55 e abgestützt und auf ihrer anderen Seite an die Elektrode 33 angedrückt sind.

Das öffnen und Schließen der Führungs-Spannzange 55 d ges. hieht normalerweise in der Stellung II, d. i. die Zuschärf-Stellung. In dieser Stellung (Fig. 4) betätigt eine auf der Achse 11 drehfeste Nocke 60 eine Stange 61, die auf den Kipphebel 57 drückt, dessen der Stange 61 abgewandtes Ende 57 a unter die Ringschulter 56 b des Kolbens

56 greift.

In allen diesen Stellungen läßt sich die Führungs-Spannzange 55 d öffnen mittels eines Hilfs-Handhebels 62, der in Fig. 1 und Fig. 3 schematisch dargestellt ist. Dieser Hilfshebel 52 sitzt auf einer Achse 63 (Fig. 3), die senkrecht zur Richtung der Stange 61 angeordnet und mit einem exzentrischen Zapfen 64 versehen ist, der in eine radiale Nut 61a der Stange 61 eingreift-

Die Arbeitsweise der neuerungsgemäßen Einrichtung ist wie folgt:

Inder Stellung I, d. i. die Arbeits-SteDung, nimmt der Antriebskopf 1 die in Fig. 1 und Fig. 2 in vollen Linien gezeichnete Stellung ein. Die Elektrode 33 ist durch das ^ntriebs-Spannfutter 42 und durch die Führungs-Spannzange 55d, wie oben beschrieben, festgeklemmt.

Wenn Anschärfen befohlen ist (z. B. von einer Programmiereinrichtung), wird der Motor 18 umgeschaltet und dadurch die Rolle 14 des Schraubspindel-Stellmotors 13 nach (in den Zeichnungen) rechts zurückgezogen. Gleichzeitig wird durch den Druck der Feder 24 auf den Hebel 20 und somit auf den Anschlag 22 der Antriebskopf 1 geschwenkt, und zwar ebenfalls nach (in den Zeichnungen) rechts gecchwenkt, da der Anschlag 15 der Rückaugsbewegung der Rolle 14 folgt.

Wenn die Elektrode 33 in der Stellung II, d. i. in der Zuschärf-Stellung, ankommt, setzt die P^ogrammier-Einrichtung den Motor 18 still, und gleichzeitig legt sich der Antriebskopf 1 gegen den Anschlag 3i an. Dieser ist so eingestellt, daß die Elektrode 33 die richtige

g·"- Vor der S- iil'ifscheibe 2H einnimmt; auch die -Anordnung der Schleifscheibe auf <I<>m Schaltor 27 ermöglicht alle Fein-Einstellungen.

Während dor A nt riebsk->nf 1 geschwenkt wird, behält die auf der Achse 11 drehfoste Nockr 6^ ihre Stelking bei; sie drückt auf die Stange 61 und somit auf den Kipphebel 57; dieser hobt den Kolben 56 an. Durch diese Bewegung heben sich die Klauen 55 f der Führungs-Spannzange 55d von der inn..n-kogeligen Schulter 55 e ab, und diese Spannza'iqe 55d öffnet sich writ genug, daß die Elektrode 33 verschoben und gedreht werden kann, --Vobei die Spannzange 55d dann als Lager dient.

Parallel dazu wird der i : tor 7 eingeschaltet. Er dreht die Schraubspindel 45 und vet ze. Ai bt die Buchse 40, welche das Antriebs-Spannfuttcr 12 trägt, in der oben beschriebenen Weise, und er dreht ferner die Hohlwelle 37, so daß die Elektrode 33 beim Zuschürfen eine erste Bewegung, -/elche Drehen um eine volle Umdrehung mit gleichzeitig« in Verschiel;- η umfaßt, und danach eine zweite Beweguno erfährt, welche Drehen um eine volle Umdrehung, aber keine Verschiebung um taßt.

Wenn das Zuschärfen bf n'Irt ist, schaltet die Programmiereinrichtung der. Motor 18 wiedf r ein und den Motor 7 aus. Die Hohlwelle 37 und die Elektrode 33 hörer» auf, sich zu verdrehen, und während der Antriebskopf 1 zurückgeschwenkt wird, läßt der durch die Relativbewegung zwischen der Stange 61 und der Nocke 60 betätigte Kipphebel 57 den Kolben 56 los, und die Führungs-Spannzange 55d schließt sich

wieder um üie Elektrode 33- Die Feder 24 drückt auf den Hebel 20, und dieser legt sich an den Anschlag 22 an; dies bestimmt die Stellung I, d. i. die Arbeits-Stellung. In diesem Augenblick wird der Motor 18 stillgesetzt, und die Elektrode ist nun von neuem bereit für eine neue Schweißung.

Infolge der aufeinanderfolgenden Zuschärfungen verschiebt sich die (nicht gezeichnete) auf der Außenseite 40b der Mutter 40a angebrachte Marke in der Nut 46; sie zeigt diejenige Länge der Elektrode 33, die noch verfügbar ist, an. Sobald das Antriebs-Spannfutter die Nähe des Bodens 44 erreicht, setzen sich seine Druckstangen 42e j auf den Boden auf und heben den Kolben 42 a an, wodurch die Spann

zange 42b sich von der Anschlaghülse 42c abhebt; das Spannfutter 42 öffnet sich, und die Elektrode 33 ist frei. Man braucht dann nur den Antriebskopf 1 in die Stellung III zu bringen, indem mm den Hebel 20 seitwärts von seinem Anschlag 22 abhebt, und sodann den Hilfshebel 62 zu betätigen, um von Hand die Führungs-Spannzange 55d zu öffnen, wie oben erläutert. Der noch im Antriebskopf vorhandene Rest der Elektrode 33 läßt sich dann frei aus der Spannzange 55 d herausziehen.

Wenn es nötig ist, die Elektrode 33 im Laufe ihrer Arbeit dann, wenn sie nicht ganz verbraucht ist, auszuwechseln (z.B. um sie durch eine Elektrode anderen Durchmessers zu ersetzen), bringt man den Antriebskopf 1 in die Stellung ΙΠ, betätigt den Hilfshebel 62, so daß die Spannzange 55 d sich öffnet, und versetzt den Elektromotor 7 durch

eine geeignete Drehzahlwandlung in schnellen Umlauf, damit die Druckstangen 42 e auf den Boden 44 aufgesetzt werden und dadurch das Antriebs-Spannfutter 42 geöffnet wird.

Wenn die Elektrode 33 neu ist, empfiehlt es sich, sie vorher zuzuschärfen, indem man, ohne die Sperrklinke 53 einrasten zu lassen, nur den Motor 7 laufen läßt, bis die Elektrode eine Kegelstumpf-Form angenommen hat. Um das Zuschärf en vollkommen zu gestalten, braucht man nur die Sperrklinke 53 einrasten zu lassen; dies bewirkt einen Vorschub der Elektrode 33 um 0,05 mm je Umdrehung des Motors 7. Man kann die beiden Bewegungen gleichzeitig oder voneinander getrennt geschehen lassen; das Wesen der Neuerung wird dadurch nicht geändert.

Das Einsetzen der Elektrode 33 in ihre richtige Stellung kann selbsttätig in umgekehrter Weise geschehen, indem die Führungs-Spannzange 55 d offen gelassen und der Motor 7 im ai-deren Drehsinn angelassen wird, so daß die Elektrode 33 in den Antriebskopf 1 hineingezogen wird.

Wohlverstanden: Alle selbsttätig durch eine Programmier -Einrichtung an sich bekannter Art ausgeführten Arbeitsgang-Folgen kann man auch von Hand, und zwar von einem Bedienungsmann, der nach eigener Wahl das Umschalten der Motoren und die Dauer der einzelnen Arbeitsvorgänge bestimmt, ausführen lassen.

Auch kann man je nach der beabsichtigten Verwendung verschiedene Arbeitsgang-Folgen anwenden; ma kann z.B. Zuschärf en der Elek-

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trode nach je zwei oder drei aufeinanderfolgenden Schweißungen vornehmen oder im Ciegeriieii die Elektrode zweimal hintereinander nach
je einer Schweißung zuschärfen.

Als Beispiel - auf das aber die Neuerung keineswegs beschränkt
ist - hat eine gemäß dieser Neuerung ausgeführte Maschine zum Schweißen von Brennelement-Stäben für einen Atomkernreaktor folgende Merkmale:

a) Elektrode

Norm-Abmessungen der Elektrode aus Wolfram: Durchmesser 1,6 mm

Länge 150 mm

Mindest-Vorschub je Zuschärfunq 0,03 mm

Mindest-Drehung je Zuschärfung 2 Umdrehungen

Schnittiefe ander Spitze 0,05 mm

■ Schnittiefe ar den Flanken 0,02 mm

J Profil des Elektrode-Endes nach dem Zuschärfen:

Kegelstumpf-Grundflächen-Durchmesser 1,6 mm

! Kegelstumpf-Spitzen-Durchmesser 0,2 mm

j Kegelstumpf-Höhe 4 mm

Kegelstumpf-Scheitelwinkel 20°

Nutzbarer Gesamthub der Elektrode 50 mm

Schwenke inkel zwischen Stellung I (Schwoiß-Stellung)

und Stellung II (Zuscliarf-Stellung) 15°

b) Schutzgas-? ufuhr

Die Sch\veißun9en werden mit Schutzgas, z. B. Helium oder Argon, durchgeführt.

c) St rom-Zufuhr

durch Gl'-ichstrom-Generator von 80 Volt.

d) Schloifscl'.pjbe

Stahlseil«-ibe von symmetrischem Profil mit Diamant-Auflage von 0,0t* min Dicke auf den Arbeitsflächen.

Dr. h/iihl 26 000 U/min.

e) Arbi'itsablnuf-Kiyjsläufe

Ein Kreislauf ist bestimmt durch die Verschiebung der Elektroden zwischen der Schweiß-Stellung und der Zuschärf-Stellung einschließlich des Zuschärfcns und der Rückführung in die Arbeitsstellung. Die Dauer dieses Kreislaufes ist 15 Sekunden. Wenn man eine Zuschärfung nach jeder Schweißung vornimmt, hat die Einrichtung eine Dauer der selbsttätigen Arb(.»itsweise von 1000 Kreisläufen zwischen je zwei Einführungen neuer Elektroden.

Die neuerungsgemäße Zuschärf-Einrichtung bildet ein selbsttätiges Ganzes, das dank seiner Bauart in eine selbsttätige Fertigungs-Kette von schnellem Rhythmus eingebaut werden kann. Ferner ist die Einrichtung so entworfen, daß sie auch innerhalb eines mit Handschuhen versehenen Schutzgehäuses benutzt werden kann. Dk. zu schweißenden Werkstücke werden auf einer ortsfesten Haltevorrichtung befestigt, und die Einrichtung ist auf einem in zwei zueinander senkrechten Richtungen beweglichen Tisch befestigt, so daß die Elektrode über jedem beliebigen zu schweißenden Werkstück in Stellung gebracht v/erden kann.

Claims

Schutzansprüche

1. Selbsttätige Einrichtung zum Zuschärfen von Schweißelektroden, gekennzeichnet durch

a) einen schwenkbaren Äntriebskopf (l) mit Schweißbrenner (50) mit einer Elektrode (33),

b) eine Vorrichtung für Schwenkung des Antriebskopfes (l) von einer Schweiß-Stellung (I) in eine Zuschärf-Stellung (II),

c) eine Vorrichtung, die wahlweise einen bestimmten Vorschub der Elektrode (33) relativ zum Brenner (10) und Drehung der Elektrode (33), wenn diese in der Zuschärf-Stellung (II) steht, ermöglicht,

d) eine Einrichtung zum Zuschärfen, bestehend aus mindestens einer Schleifscheibe (28), an die die Elektrode (33) durch Schwenkung des Antriebskopfes (1) herangeführt wird-

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, cuß die Einrichtung, mittels deren wahlweise die Schwenkung des Antriebskopfes (l) bewirkt wird, ein^n Stellmotor (13) für zwei Endstellungen (I, II) enthält, an dem der Antriebskopf (l) durch einen von einer Rückstellfeder (24) gespannten Hebel (20) anliegend gehalten wird.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schweißbrenner (10) mit einer Führungs-Spannzange (55d) versehen ist, die normalerweise in der Schweißstellung (l) geschlossen gehalten wird durch Druck einer Rückstellfeder (58), welche die Klauen (55 f) der Spannzange (55d) auf eine ortsfeste innen-kegelige Schulter (55e) drückt.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkung des Antriebskopfes (l) in die Zuschärf-Stellung (II) die Klauen (55f) der Führungs-Spannzange (55d) öffnet mittels einer drehfesten Nocke (60) und eines Umkehr-Kipphebels (57), der den Druck der Rückstellfeder (58) aufhebt.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung, die wahlweise einen bestimmten Vorschub der Elektrode (33) und die Drehung der Elektrode (33) bewirkt, eine Untersetzung durch Schraubspindel (45) und Mutter (40a) enthält, die von einer Motorwelle (7 a) über ein Klinkengesperre (52 - 54) angetrieben wird und deren Mutter (45a) fest mit einer Buchse (40) verbunden ist, die in einer zylindrischen Bohrung (41) des Antriebskopfes (1) gleitet, und daß eine Hohlwelle (37) vorgesehen ist, welche in treibender Verbindung mit der Motorwelle (7 a) ist und ein Antriebs-Spannfutter (42) trägt.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebs-Spannfutter (42) normalerweise geschlossen ist infolge

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des i/i üi_k<-« twiner Rücksluilfcdcr (-12Ci), weiche die Spannzange (42b) des Antriebsspannfutturs (42) auf eine ortsfeste Anschlaghülse (42c) der Hohlwelle (37) drückt.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebs-Spannfutter (42), wenn die Buchse (40) den dem Schweißbrenner (10) benachbarten Boden (44) der zylindrischen Bohrung (41) erreicht, durch mindestens eine Druckstange (42e), welche die Spannzange (42b) von der ortsfesten Anschlaghülse (42c) abhebt, geöffnet wird.

8- Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorwellt' (7a) die Hohlwelle (37) mittels einer aus Keil (7c) und Keilnut (37a) bestehenden Gleitverbindung antreibt.

9. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorw<llo (7a) das Klinkengesperre (52 ~ 54) mittels eines Zahnräder-Untersetzungsgetriebes (48, 49) und einer aus einem Exzenter (50) und einer Exzenterstange (51) bestehenden verbindung antreibt -

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5-7, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebs-Spannfutter (42) aus elektrisch isolierendem Werkstoff besteht.

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11. Einrichtung nach einen? der AnspTiichs ι — 9.₍ dadurch gekennzeichnet, daß sie einstellbare Anschläge (22, 31) enthält, die an einem den Antriebskopf (l) tragenden Tragblock (2) angeordnet sind und mit diesem zusammenwirkend die Schweiß-Stellung (I) und die Zuschärf-Stellung (II) der Elektrode (33) bestimmen.