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Schweisskopf zum selbsttätigen Lichtbogenschweissen mit stabförmigen ummantelten Elektroden.
Wenn es beim selbsttätigen Lichtbogenschweissen notwendig ist, mit ummantelten Elektroden zu schweissen, werden dieselben in kürzeren Stücken verwendet, die an ihrem oberen Ende blank gelassen sind, um dort den Schweissstrom zuführen zu können. Nach dem Abbrennen einer solchen Elektrodenstange wird der Rest ausgespannt und die nächste Stange in die Vorrichtung eingespannt. Dies bedeutet eine jedesmalige Unterbrechung des Lichtbogens, was, abgesehen vom Zeitverlust, sich auch auf die
Qualität der Schweissung nachteilig auswirkt.
Bei blanken Stabelektroden hat man bereits versucht, diesem Übelstand dadurch abzuhelfen, dass man die Stabenden entsprechend ausbildete, dass sie miteinander verschraubt oder ineinander gesteckt werden konnten, dass man also die einzelnen Elektroden miteinander koppelte. Beim Verschweissen ummantelter Elektroden, bei welchen die Stromzuführung durch die Ummantelung behindert wird, hat man einen Ausweg dadurch gesucht, dass man in die Umhüllung Drähte einbettete, welche den Schweissstrom auf den Elektrodenkern überleiten. Die Herstellung dieser Elektroden ist jedoch teuer, der dünne Hilfsdraht in der Umhüllung erhält eine ausserordentlich hohe Stromdichte und neigt im Lichtbogen zum Verspritzen.
Man hat auch Elektroden einzeln an ein umlaufendes, endloses Band angehängt, welches vom Vorschubmotor bewegt wird. und dadurch erreichen wollen, dass das Einsetzen einer neuen Elektrode ohne Unterbrechung des Lichtbogens vorgenommen werden kann. Das Band ist in diesem Fall stromleitend, so dass der Schweissstrom über das Band und die Aufhängevorrichtung der Elektrode dieser zugeführt werden kann. Die nachfolgende Elektrode hat dann bereits gezündet, bevor die zum grossen Teil abgeschmolzene Elektrode aus dem Schmelzprozess gezogen wird und um eine untere Leitrolle des umlaufenden Bandes wieder mit ihrem Elektrodenhalter empor bewegt wird. Während die nachfolgende Elektrode verschweisst wird, ist genügend Zeit vorhanden, dass Reststück aus dem Elektrodenhalter zu nehmen und eine neue Elektrode einzusetzen.
Bei dieser Einrichtung kann also die Elektrode nicht zur Gänze verschweisst werden, es bleibt ein namhafter Abfall zurück, der die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens beeinträchtigt. Ein weiterer sehr erheblicher Nachteil ist der, dass während einer gewissen Zeit der Lichtbogen von beiden Elektroden gemeinsam zum Werkstück geht, so dass in dieser Periode der doppelte Elektrodenquerschnitt mit unverändertem Schweissstrom verschweisst werden soll, also auf den sonst verwendeten Elektrodenquersehnitt nur etwa der halbe Schweissstrom kommt. Dieser Stromanteil genügt nicht zu einem guten Verschweissen, bei ummantelten Elektroden wird hiebei der Lichtbogen sogar meist verlöschen und die Schweissnaht an dieser Stelle Fehler aufweisen.
Erfindungsgemäss wird eine Vorrichtung geschaffen, welche das kontinuierliche Schweissen auch solcher Elektroden erlaubt, welche durch einfachen Tauchprozess gewonnen werden, wobei aber die Elektroden durch Verschrauben, Schwalbenschwanzverbindung u. dgl. stromleitend und starr miteinander verbunden sind, so dass ein restloses Verschmelzen der Elektroden gewährleistet ist und der Lichtbogen stets nur von einem Elektrodenende zum Werkstück geht.
Die Fig. 1-3 zeigen Ausführungsbeispiele der Erfindung, Fig. 4 stellt einen Grundriss von Fig. 3 dar, die Fig. 5-9 zeigen weitere Einzelheiten einer Vorrichtung (Schweisskopf) gemäss der Erfindung.
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In Fig. 1 treibt das Rollenpaar 1 ein endloses Band 2, zweckmässig in Abhängigkeit von der Liehtbogenspannung bzw. vom Schweissstrom. Am Band sind Stromzuführungsglieder. ;, 3a,. ? angebracht, mit denen gleichzeitig auch die Elektrode gehalten bzw. weitergeschoben wird. Die Sehweissstäbe selbst 4, 5 sind am oberen Ende mit einer blanken Stelle versehen, um das Stromzuführungsglied an derselben befestigen zu können. Die Funktion des Apparates ist wie folgt : Während des Abbrandes des Elektrodenstabes 4 erfolgt die Stromzuführung und Bewegung des Stabes durch das Stromzufiihl1l1Jgsglied 3.
Inzwischen wird der Elektrodenstab J auf den Elektrodenstab 4 aufgesetzt und mit demselben
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Stückes, bei verhältnismässig dicken Elektroden durch ein Querloeh im Elektrodenstab erreicht, in welches der stromzuführende Stecker gesteckt wird. Die in der Fig. 1 gezeichneten Rollen 1 können ent- fallen, wenn die das Band 2 tragenden Rollen 6 angetrieben sind und mittels Zähnen od. dgl. das Band' ? mitnehmen. Weiters müssen z. B. die Stromzuführungsglieder 3, 3a usw. nicht am Bande fix angebracht sein, sie können beim Befestigen derselben an dem Schweissstab gleichzeitig auch am Bande fixiert werden.
Wie Fig. 2 zeigt, können die Elektrodenstäbe 4, 5 auch direkt durch die Versehubrollen 1 bewegt werden, wobei dann die Stromabnehmer 3, 3a als Schleifkontakte ausgebildet sind, die auf einer festen Kontaktschiene 7 gleiten. In Fig. 3 ist ein Vorschubmechanismus mit Gewindespindel dargestellt.
In einem geschlossenen Rohr 8 ist eine Gewindespindel 9 gelagert, die über das Kegelräderpaar 10 und das Schneckengetriebe 11 vom Motor 12, welcher in Abhängigkeit vom Lichtbogen arbeitet, angetrieben wird. Die zu verschweissenden Elektroden 13 sind mit Stiften 14 ausgestattet, die in die Gewindespindel 9 eingreifen. Beiderseitig des Stiftes 14 sind, entsprechend der Gewindespindellänge bemessen, wasser- gekühlte Stromzuführungsschienen 15 angeordnet, die mittels Federn an den Stift angedrückt werden.
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oder durch einfache Abschrägung der Enden entsprechend Fig. 5 oder durch ähnliche Verbindungen.
Der Stift 14, der für die Mitnahme oder Stromzuführung dient, kann gleichzeitig die Elektroden aneinander koppeln, eventuell aber kann die Kupplung durch Sehraubenverbindung, Anschweissen usw. erfolgen, wobei dann der Stift lediglich die Mitnahme und Stromzuführung besorgt. Mit dieser Schweissvorrichtung können auch lange Elektrodenstäbe, deren Länge ein Vielfaches der Gewindespindel 9 beträgt, verschweisst werden, dieselben erhalten dann, entsprechend der Länge der Spindel 9, mehrere Stifte-M, die nacheinander mit den Gewindegängen in Eingriff kommen.
Der Elektrodenstab 13 wird vor Eintritt des Stiftes in das Gehäuse 8 mit dem oberen Ende des
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aus Fig. 3 in einer Sonderausführung, welche einen ungleichen Abstand der Stifte 14 untereinander Rechnung trägt. Die Gewindespindel besteht aus zwei Teilen 16 und 17, wobei der untere Teil 17 auf dem Bolzen 18 des Teiles 16 in der Längsrichtung verschiebbar ist und durch die Feder 19 nach oben gedrückt wird. Der Keil 20 sichert gleichzeitig die synchrone Drehung des Spindelteiles 17 mit der Gewindespindel 16. Das Gewinde der Spindel 16 ist am oberen Einlauf aufgeweitet, u. zw. um ein Mass, welches der grössten Toleranz des Abstandes zwischen den einzelnen Stiften 14 entspricht.
Dadurch ist ein störungsfreies Arbeiten auch mit billigen, der Massenfabrikation entnommenen Elektroden gewährleistet, bei welchen die Distanz zwischen den Mitnehmerstiften 14 in einem begrenzten Bereiche sehwankt. Beim Eintritt der Elektrode bzw. des Stiftes in die Vorrichtung ermöglicht nämlich das aufgeweitete Gewinde einen freien Einlauf desselben, während dessen der im unteren Spindelteil 17 in Eingriff befindliche Stift den Vorschub der Elektroden besorgt. Beim Übergang des oberen Stiftes in die Gänge mit
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des unteren Stiftes aus der Spindel 17 wird dieselbe durch die Feder 19 wieder in die Ausgangslage zu- rückgedrückt. Mit dem Schweisskopf können auch endlose Elektroden verschweisst werden, wenn die Umhüllung derselben das Formen des Drahtes in Ringen verträgt.
Bei solchen Elektroden werden die Mitnehmerstifte zweckmässig fortlaufend in Abständen entsprechend der Spindellänge angebracht.
An Stelle der Stifter können für die Mitnahme der Elektroden auch gestanzte Metallplättchen.'27 ver- wendet werden (Fig. 7,8 und 9), die beim Koppeln der Elektroden mitversehraubt bzw. beim Verschrauben der Elektroden zwischen die Elektrodenenden geklemmt werden und in die Gänge der Gewindespindel16 hineinragen. Die Grösse dieser Plättchen 21 ist den zu verschweissenden Elektroden 13 einschliesslich ihrer Ummantelung jeweils angepasst. Die Stärke des Plättchens ist verhältnismässig klein, damit die
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Mitverschmelzung desselben im Lichtbogen ohne Störung der Schweissung vor sich geht. Die Strom- zuführung erfolgt durch eine oder zwei auf beiden Seiten des Plättchens angeordnete Stromzuführungs- schienen 22 und 23.
In der Zeichnung sind diese Stromzuführungsschienen so dargestellt, dass sie durch
Wasser gekühlt werden können. Diese Schienen können auch durch Federdruck an das Plättchen angepresst werden.
PATENT-ANSPRÜCHE : 1. Schweisskopf zum selbsttätigen Lichtbogenschweissen mit stabförmigen ummantelten Elektroden, dadurch gekennzeichnet, dass der Schweissstrom den starr und stromleitend gekuppelten Elektroden nur an einzelnen Stellen zugeführt wird und der Stromzuführungs-und Vorschubmechanismus so ausgebildet ist, dass trotz dieser örtlich begrenzten Stromzuführungsstellen das unterbrechungslose und restlose Abschmelzen der Elektroden ermöglich ist, wobei der Lichtbogen jeweils nur von einer einzigen Elektrode gezogen wird.