AT141102B - Selbsttätige Kohlelichtbogenschweißvorrichtung, insbesondere Schweißkopf. - Google Patents

Description

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  Selbsttätige Kohlelichtbogenschweissvorrichtung, insbesondere Schweisskopf. 



   Bei Kohlelichtbogenautomaten wird in der Regel die   Stromzuführung für'die Kohlenelektrode   in einem gewissen Abstand vom Brennende argeordnet, um sie der unmittelbaren   Lichtbogenhitze   zu entziehen. Der Vorschub der Elektrode, den ein Elektromotor bewirkt, wird durch ein an der Lichtbogenspannung liegendes Relais gesteuert. Das Relais ist mit dem einen Pol beispielsweise an das Werkstück, mit dem andern Pol an die   Stromzufiilrung   des Kohlenstabes angeschlossen. Bei dieser Ausführungsart ergibt sich der Mangel, dass auf das Steuerrelais nicht bloss die Lichtbogenspannung, sondern auch der oft stark wechselnde Spannungsabfall im Kohlenstab, an der Übergangsstelle zwischen der 
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 einwirkt.

   Das Relais regelt den Vorschub derart, dass die Summe der Lichtbogenspannung und dieser Spannungsabfälle immer gleich ist, mit der Folge, dass bei Änderung der Spannungsabfälle auch die   Lichtbogenlänge   geändert wird. Der ständige Wechsel in der   Lichtbogenlänge ergibt   meist eine ungleichmässige Schweissnaht. 



   Erfindungsgemäss werden diese Mängel dadurch beseitigt, dass das Steuerrelais mit dem einen Pol in unmittelbarer Nähe des Brennendes der Kohlenelektrode, beispielsweise mittels eines Tasters, mit dem andern Pol an das Werkstück bzw. an eine zweite Kohlenelektrode angeschlossen ist. Dadurch wird der Einfluss der obengenannten Spannungsabfälle auf das Relais beseitigt, das Relais wird ausschliesslich von der Lichtbogenspannung beeinflusst und steuert deshalb die Kohle auf stets gleiche Lichtbogenlänge ein. 



   In Fig. 1 ist das Prinzipielle der Erfindung veranschaulicht. Das Vorschubwerk und das Steuerrelais sind der Einfachheit halber weggelassen. In der Zeichnung ist 1 das Werkstüek, das die eine Elektrode bildet, 2 ist der Kohlenstab, der die andere Elektrode bildet. Der Stab ist in das Futter 3, dem durch die Schleifkontakte 4 der   Schweissstrom   zugeführt wird, eingespannt. Das Futter wird mittels der von einem nicht dargestellten Motor angetriebenen Spindel 5 und dem an der Stange 6 geführten Arm 7 mit dem Innengewinde 8 vorgeschoben. Den Vorschub steuert ein zwischen den Klemmen 9, 10 eingeschaltetes Spannungsrelais.

   Die Klemme 9 ist über die wirksame Stromleitung 11 mit dem die Wand des Schweissmundstückes 12 durchdringenden, aus hoch hitzebeständigem Material, wie   Cliromnickel,   bestehenden Taster   13   verbunden, der mittels des unter der Einwirkung des Gewichtes 14 stehenden, am Schweisskopf gelagerten   Hebels-M   gegen die Elektrode 2 gedrückt wird. 



   Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird die die Stromzuführung bildende, den Kohlenstab umgreifende Zange an dem dem Brennende zunächst liegenden Teil der   Kohlenelektrode   angebracht und dient zugleich als Klemme für das die   Liehtbozenspannung   überwachende Relais. In diesem Falle erübrigt sieh somit das Anbringen eines Tasters. Die Zange besteht dabei zweckmässig aus einem Mundstück mit in der   Hauptsache   radial verlaufendem Ausschnitt, in den ein auf die Kohle drückender Finger eingreift.

   Um eine günstige Kühlung zwischen Brennende und Nachschubgetriebekasten bei am Brennende angeordneter Elektrode zu erzielen, wird   zweckmässig zwischen   der Zange und dem Nachschubgetriebekasten ein von einer Magnetwicklung umschlossener rohrförmiger, die Kohlenelektrode bzw. deren Einspannfutter   umschliessender   Magnetkern vorgesehen. Dabei ist es   zweckmässig,   den Magnetkern mit Kühlkanälen zu versehen und ihn insbesondere doppelwandig als   Kühlgefäss   aus-   zubilden und die Magnetwicklung wenigstens auf die ganze Länge des Magnetkern zu verteilen.

   Vorteilhaft ist es ferner, den Magnetkern und seine Erregerwicklung durch die srhildförmig ausgeführte, zwischen   

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 Kern und Brennende der Kohle angeordnete künstlich gekühlte   Stromzufühnmgsklemme   gegen die Lichtbogenhitze abzuschirmen. Des weiteren wird zweckmässig der Stromzuführungsfinger für die Strom-   zuführungszange   ausserhalb des wassergekühlten   Magnetkerns   mit seinem dem Brennende zunächst liegenden   Teil um die Stirnseite des Magnetkerns herumgekröpft.   Der   Stromzufü'hrungsfinger   kann dabei schwenkbar um eine durch den Kohlenstab gehende Achse aussen am Magnetkern gelagert sein, vorzugsweise mittels einer den Magnetkern umgreifenden Gabel. 



   Um trotz Anordnung der   Stromzuführungszange   in der Nähe des Brennendes die Kohlenstäbe voll ausnutzen zu   können und   insbesondere auch eine besonders vorteilhafte Befestigungsart für die Kohlenstäbe bei der   Schweisseinrichtung   gemäss der   Erfindung zu ermöglichen,   erfolgt die Kohleneinspannung, die mittels eines stab-oder rohrartigen Fortsatzes geschieht, der bis in die unmittelbare Nähe des Brennendes herangebracht werden kann, an einem dem Brennende abgewandten und insbesondere auch nach zurückgelegtem Hub über den Apparat noch vorstehenden Teil, der eine Vorrichtung zum Lockern und Anziehen des Kohlenhalters hat.

     Zweckmässig   besteht dabei der den Kohlenhalter bildende Fortsatz aus einem innern, die Kohle   umschliessenden   Rohr mit vorzugsweise geschlitztem kegelförmigem Einspannende und einem äusseren darübergeschobenen und dagegen beispielsweise mit einer Mutter verschiebbaren Rohr, das sieh vorzugsweise mit seinem Ende gegen die Kegelflächen des Einspannendes des inneren Rohres stützt und bei   Längsverschiebung   das Einspannende gegen die Kohle klemmt. 



   An Hand des in Fig. 2 im Schnitt dargestellten Schweisskopfes soll ein ganz besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert werden. An dem Träger 16 ist der Getreidekasten 17 mit dem   Zwischenstück 18 und   dem   Mundstück   19 befestigt. Das Mundstück 19, das, wie Fig. 3 zeigt, einen radialen Ausschnitt 20 hat, bildet den einen Teil, der Finger   21,   der um die untere Stirnseite des Zwischenstückes 18 herumgekröpft ist, den andern Teil der   Stromzange.   Der Finger 21 wird   unter   der Einwirkung der Feder ? gegen die Kohle. 2 gepresst, die die Form eines langen Stabes hat. Mundstück und Finger besitzen Hohlräume   23, durch   die über die Leitung 24 Kühlwasser hindurehgetrieben wird.

   Der Finger 21umgreift mit einer Gabel 25 das Zwischenstück 18 und ist um eine wenigstens annähernd durch die Kohle 2 gehende Achse 26 schwenkbar gelagert. 27 ist die   Stromzuführung   für die Stromzange. 28 ist eine am Getriebekasten 17 befestigte Düse zur Zuführung des   Zusatzschweiss-   drahtes 29, der auf dem zu schweissenden Werkstück 1 aufliegt. 30 ist der doppelwandig ausgeführte rohrförmige Magnetkern, der vom Kühlwasser   durchströmt wird, 3j ! seine Erregerwicklung.   Diese ist durch das   schildförmig   ausgebildete   Mundstück   19 gegen die Liehtbogenhitze abgeschirmt. 



   Die Kohle 2 sitzt in dem konischen Einspannfutter   32,   das aus zwei gegeneinander verschiebbaren Rohren 33, 34 besteht. 35 ist die aus dem Gehäuse   ? ? herausragende Vorrichtung zum   Anziehen und Lockern des Einspannfutters. Das Rohr 34 ist mit einer Zahnstange 36 versehen, in die das von einem Elektromotor angetriebene   Vorschubrad.'17 eingreift.,   Dieser Motor wird durch das Spannungsrelais gesteuert, das zwischen dem Werkstück 1 und dem Mundstück 19 eingeschaltet ist. 



   Der in Fig. 2 und 3 der Zeichnung dargestellte   Schweisskopf   bietet folgende Vorteile : Die unmittelbare   Stromzuführung   am Brennende des Stabes hat neben dem Vorteil, dass die   Lichtbogenspannung   durch ein am   Werkstück   und an der Stromzange angeschlossenes Relais, das in an sich bekannter Weise den Vorschub der Kohle steuert, unter Ausschaltung   zusätzlicher Spannungsabfälle   gemessen werden kann, den weiteren Vorteil, dass die Kohle nur durch den Lichtbogen erhitzt wird und somit die Verluste durch Stromleitung in der Kohle sehr klein ausfallen. Des weiteren ergibt sich durch die schildförmige Ausbildung der Stromzuführungszange 23 ein denkbar sicherer Schutz gegen   Erwärmung   der in unmittelbarer Nähe des Brennendes angeordneten Erregerwicklung.

   Ferner ist durch die besondere Ausgestaltung des Magnetkerns und der längs auf ihm verteilten Erregerwicklung eine denkbar günstige Vorbedingung für den Stabilisierungsfluss geschaffen, denn es ergibt sich bei der in der Zeichnung dargestellten Anordnung eine besonders vorteilhafte Kraftlinienverteilung, da die aus dem Rohrende austretenden Kraftlinien einen eng den Lichtbogen   umschliessenden,   rohr-bzw. trichterförmigen Mantel bilden, der ein Kreisen des Lichtbogens innerhalb eines verhältnismässig kleinen Bereichs hervorruft, ein zu starkes seitliches Abwandern des Lichtbogens dagegen verhütet. 



   Des weiteren bietet die Kohleneinspannvorriehtung gemäss der Erfindung den Vorteil, dass die betriebsmässige   Nachstellung   der Kohle viel einfacher und leichter   durchgeführt   werden kann, weil die Vorrichtung   zum lockern   und Festziehen der   Kohlenklemm (an   einem Teil des Verlängerungsfortsatzes angebracht ist, der auch nach zurüekgelegtem Hub noch bequem zugänglich ist und der ausserdem nicht den in der Nähe des Lichtbogens herrschenden hohen Temperaturen unterworfen ist. 

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Claims (1)

1. PATENT-ANSPRÜCHE : 1. Selbsttätige Kohlelichtbogenschweissvorriehtung, insbesondere Schweisskopf, bei der wenigstens eine Elektrode von einem Kohlenstab gebildet ist, dem durch eine Stromzange od. dgl. Strom zugeführt wird und bei dem die Lichtbogenspannung auf ein den Kohlevorsehub üherwaahendes Relais wirkt, dadurch gekennzeichnet, dass das Relais unterhalb der Stromzufühnmgsklemme mit dem einen Pol in unmittelbarer Nähe des Brennendes der Kohlenelektrode, beispielsweise mittels eines Tasters, mit dem andern Pol an das Werkstück bzw. an eine zweite Kohlenelektrode angeschlossen ist. <Desc/Clms Page number 3>

   2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei dem der Kohlenstab durch ein Mundstück austritt, dadurch gekennzeichnet, dass der Taster aus einem ins Mundstückinnere ragenden Stab aus hoch hitzebeständigem Material, wie Chromnickellegierung od. dgl., besteht, der durch ein Gewicht vorzugsweise unter Vermittlung eines am Schweisskopf gelagerten Hebels gegen den Stab gedrängt wird.

   3. Ausführungsform der Vorrichtung nach Anspruch l mit einer den Kohlenstab umgreifendell Zange für die Stromzuführung, dadurch gekennzeichnet, dass diese Zange an dem dem Brennende zunächst liegenden Teil in unmittelbarer Nähe des Brennendes angebracht ist und zugleich als Klemme für das die Lichtbogenspannung überwaehende Relais dient.

   4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zange aus einem Mundstück mit in der Hauptsache radial verlaufendem Aussehnitt besteht, in dessen Ausschnitt ein auf die Kohle drückender Finger eingreift.

   5. Vorrichtung nach Anspruch 3 mit einem von einer magnetwicklung umschlossenen, rohrförmigen, die Koh1enelektrode bzw. deren Einspannfutter eng umschliessenden, Magnetkern, dadurch gekennzeichnet, EMI3.1 ist und dass die Windungen der Magnetwieklung wenigstens annähernd ilber die Länge des Magnetkernes verteilt sind. EMI3.2 wicklung durch die schildförmig ausgeführte, zwischen Kern und Brennende der Kohle angeordnete, künstlich gekühlte Stromzuführungsklemme gegen die Lichtbogenhitze abgeschirmt ist.

   7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromzuführungs- finger ausserhalb des wassergekühlten Magnetkerns liegt und mit seinem dem Brennende zunächst liegenden Teil um die Stirnseite des Zwischenstückes herumgekröpft ist.

   8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromzuführungsfinger schwenkbar um eine durch den Kohlenstab gehende Achse aussen am Magnetkern gelagert ist, vorzugsweise mittels einer den Magnetkern umgreifenden Gabel.

   9. Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der die Einspannvorrichtung des Naehsehubwerks für die Kohle einen Kohlenhalter hat, der mittels eines stab-oder rohrförmigen Fortsatzes bis in die unmittelbare Nähe des Brennendes herangebracht werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass der Fortsatz an einem dem Brennende abgewandten und insbesondere auch nach zurückgelegtem Hub über den Apparat noch vorstehenden Teil eine Vorrichtung zum Lockern und Anziehen der Kohlenhalter hat.

   10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der die Kohlenhalter tragende Fortsatz aus einem inneren, die Kohle umschliessenden Rohr mit vorzugsweise geschlitztem, kegelförmigem EMI3.3 verschiebbaren Rohr besteht, das sich vorzugsweise mit seinem Ende gegen die Kegelflächen des Einspannendes des inneren Rohres stützt und bei Längsverschiebung das Einspannende gegen die Kohle klemmt.