-
Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Hilfsgerät zur Zuführung von Zusatzwerkstoff an
eine Schweißstelle
während
des Verschweißens
von Bauteilen, mit einem Gehäuse,
das in einer Hand eines Benutzer haltbar ist, wobei das Gehäuse eine
Vorschubeinrichtung mit einem Antrieb aufweist zur Bewegung des
Zusatzwerkstoffes relativ zu dem Gehäuse sowie mit einer von einem
Bediener betätigbaren
Steuerungseinrichtung zur Steuerung der Vorschubeinrichtung, die
derart mit der Vorschubeinrichtung wirkverbunden ist, dass der Zusatzwerkstoff
bei Betätigung
derselben relativ zum Gehäuse
transportierbar ist.
-
Das
WIG-Schweißen
(Wolframinertgasschweißen)
ist ein im Stand der Technik bekanntes Schweißverfahren, das gegenüber anderen Schmelzschweißverfahren
eine Reihe von Vorteilen aufweist. Beispielsweise ist es universell
einsetzbar, das heißt,
jedes schmelzschweißgeeignete
Material lässt
sich mit diesem Verfahren bearbeiten.
-
Die
beim WIG-Schweißen
eingesetzte Wolfram-Elektrode schmilzt aufgrund ihrer Hitzebeständigkeit
während
des Schweißvorgangs
nicht ab. Im Gegensatz zu Verfahren, die mit einer abschmelzenden
Elektrode arbeiten, deren Material der Schweißstelle unmittelbar als Zusatzwerkstoff
zur Verfügung steht,
wird ggf. erforderlicher Zusatzwerkstoff beim WIG-Schweißen daher
von einem Schweißer
per Hand separat zugeführt.
Dabei hält
der Schweißer
in der einen Hand die Schweißpistole
und führt
mit der anderen Hand den üblicherweise
stabförmigen
Zusatzwerkstoff an die Schweißstelle
heran. Insbesondere für
Schweißer,
die keine oder geringe Erfahrung aufweisen, ist die Koordination
der jeweils erforderlichen Handbewegungen äußert schwierig: Mit der einen
Hand muss die Schweißpistole
bedient werden, mit der anderen Hand muss der jeweils abschmelzende
Zusatzwerkstoff kontinuierlich zugeführt werden. Durch das Abschmelzen
des Zusatzwerkstoffes an dessen schweißstellenseitigem Ende muss
der Schweißer
immer wieder die Position seiner Hand relativ zu dem Zusatzwerkstoff
in Richtung der Längserstreckung
desselben korrigieren, um ein kontinuierliches Zuführen bzw. "Nachschieben" des Zusatzwerkstoffes
zu gewährleisten.
Die Koordination der verschiedenartigen Bewegungen der linken Hand
einerseits und der rechten Hand andererseits erfordert viel Erfahrung
sowie zeitintensives Üben,
um ein zufriedenstellendes Schweißergebnis zu erreichen. Insbesondere
außergewöhnliche
Schweißarbeiten,
wie etwa Überkopf-Schweißen, können von
Berufsanfängern
nur in seltenen Fällen
optimal durchgeführt
werden.
-
Aus
der JP 2002-263843 A ist ein von einem Benutzer in der Hand zu haltendes,
pistolenartiges Hilfsgerät
bekannt, mit dem Zusatzwerkstoff halbautomatisch auf eine Schweißstelle
zu bewegt werden kann. Das dort offenbarte Hilfsgerät ermöglicht es
allerdings nicht, den Zusatzwerkstoff von der Schweißstelle
wegzuführen,
ohne zugleich das gesamte Hilfsgerät zu bewegen. Des Weiteren
ist bei dem offenbarten Hilfsgerät
nachteilig, dass ausschließlich Schweißstäbe eines
bestimmten, vorgegebenen Durchmessers eingesetzt werden können.
-
Ausgehend
von diesem Stand der Technik ist es insbesondere Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, ein Hilfsgerät
der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, mit dem auch
Zusatzwerkstoffe, etwa Schweißstäbe, unterschiedlicher
Durchmesser eingesetzt werden können.
-
Diese
Aufgabe wird gelöst
durch ein Hilfsgerät
mit den Merkmalen des Anspruches 1.
-
Es
wird demnach ein Hilfsgerät
zur Zuführung
von insbesondere stabförmigem
Zusatzwerkstoff an die Schweißstelle
während
des Verschweißens
von Bauteilen, insbesondere während
eines WIG-Schweißvorgangs,
zur Verfügung
gestellt, das ein Gehäuse
aufweist, das in einer Hand eines Benutzers haltbar ist, wobei das
Gehäuse
eine Vorschubeinrichtung mit insbesondere elektromotorischem, pneumatischem
oder hydraulischem Antrieb aufweist zur insbesondere geradlinigen
Bewegung des Zusatzwerkstoffes relativ zu dem Gehäuse sowie
eine von einem Bediener betätigbare
Steuerungseinrichtung, die derart mit der Vorschubeinrichtung wirkverbunden
ist, dass der Zusatzwerkstoff bei Betätigung derselben relativ zum
Gehäuse
in Richtung der Schweißstelle
transportierbar ist. Das Hilfsgerät ist dadurch gekennzeichnet,
dass die Vorschubeinrichtung zumindest ein Paar rotierbarer Transportorgane aufweist,
das durch Verschwenken zumindest eines verschwenkbar gelagerten
Transportorganes des Paares relativ zu dem anderen Transportorgan
von einer Transportstellung, in der der Zusatzwerkstoff zwischen
den rotierbaren Transportorganen transportierbar ist, in eine Beladestellung
bringbar ist, in der der Zusatzwerkstoff zwischen die rotierbaren Transportorgane
einfädelbar
ist, und dass die Steuerungseinrichtung ein mit dem schwenkbaren
Transportorgan des Paares wirkverbundenes Betätigungselement aufweist, durch
dessen Betätigung
das Transportorganpaar in die Beladestellung bringbar ist.
-
Das
Hilfsgerät
ist ein von der Schweißpistole getrenntes
Gerät,
das der Schweißer
beim Schweißen
in derjenigen Hand hält,
mit der er bisher den Zusatzwerkstoff händisch an die jeweilige Schweißstelle
geführt
hat. In der anderen Hand hält
der Schweißer
im Einsatz wie üblich
die Schweißpistole.
Mit der vorliegenden Erfindung wird die Koordination der Bewegung
der beiden Hände
des Schweißers
deutlich vereinfacht. Die das Hilfsgerät tragende Hand muss ausschließlich die
Steuerungseinrichtung betätigen, das
beim Zuführen
des Zusatzwerkstoffs an die Schweißstelle besonders schwierige
Korrigieren bzw. Anpassen der Handposition relativ zu dem Zusatzwerkstoff
entfällt.
-
In
einer bevorzugten Ausführungsform
weist die Steuerungseinrichtung ein Zuführ-Betätigungselement
auf, insbesondere ein Schaltelement wie etwa ein Taster, wobei die
Steuerungseinrichtung derart ausgebildet ist, dass bei Betätigung des
Zuführ-Betätigungselements
durch einen Schweißer/Bediener der
Zusatzwerkstoff für
die Zeit dauer der Betätigung relativ
zu dem Gehäuse
in Richtung der Schweißstelle
transportierbar ist. Bei Nicht-Betätigung des Zuführ-Betätigungselements
erfolgt dabei vorzugsweise kein Transport des Zusatzwerkstoffes
oder ein vorher erfolgter Transport wird gestoppt. Mit dieser erfindungsgemäßen Ausbildung
der Steuerungseinrichtung kann ein Schweißer/Bediener den Zusatzwerkstoff
mittels des Hilfsgeräts
in einfacher Weise der Schweißstelle
zuführen.
Dabei ist das Zuführ-Betätigungselement
zweckmäßigerweise
derart an dem Gehäuse
des Hilfsgeräts
angeordnet, dass dieses einhändig
durch diejenige Hand betätigt
werden kann, in der das Hilfsgerät
während
des Schweißvorgangs
gehalten wird.
-
Die
Steuerungseinrichtung des Hilfsgeräts kann auch ein Rückführ-Betätigungselement
aufweisen, insbesondere ein Schaltelement wie etwa ein Taster, wobei
die Steuerungseinrichtung derart ausgebildet ist, dass bei Betätigung des
Rückführ-Betätigungselements
durch einen Schweißer/Bediener, der
Zusatzwerkstoff für
die Zeitdauer der Betätigung relativ
zu dem Gehäuse
von der Schweißstelle
weg transportierbar ist. Bei dieser Ausführungsform ist sowohl eine
Bewegung des Zusatzwerkstoffes relativ zu dem Gehäuse zu der
Schweißstelle
hin als auch von dieser weg möglich.
Die Rückführung ist
insbesondere dann sinnvoll, wenn versehentlich der Zusatzwerkstoff
zu weit aus dem Hilfsgerät
herausgefahren wurde.
-
In
einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist das Hilfsgerät, insbesondere die Vorschubeinrichtung,
derart ausgebildet, dass der Zusatzwerkstoff dem Hilfsgerät in einem hinteren
Bereich des Hilfsgeräts
von außen
zuführbar
ist und dass der Zusatzwerkstoff das Hilfsgerät in einem vorderen Bereich
verlässt.
Dabei kann insbesondere in dem hinteren Bereich des Gehäuses des Hilfsgeräts eine Öffnung angeordnet
sein, über
die der Zusatzwerkstoff in das Gehäuse von außen einführbar ist. Das Gehäuse kann
zweckmäßigerweise in
einem Vorderbereich ebenfalls eine Öffnung aufweisen, über die
der Zusatzwerkstoff aus dem Gehäuse
herausführbar
ist. Vor dem Einsatz des Hilfsgeräts wird demnach insbesondere
das vordere Ende des Zusatzwerkstoffs zunächst im hinteren Bereich des
Hilfsgeräts
diesem zugeführt,
insbesondere in dieses eingeführt,
und anschließend
durch entsprechende Betätigung
der Steuerungseinrichtung in den vorderen Bereich transportiert.
In diesem vorderen Bereich verlässt
der Zusatzwerkstoff schließlich das
Hilfsgerät
und kann in Richtung der Schweißstelle
transportiert werden.
-
Zweckmäßigerweise
weist die Vorschubeinrichtung von dem Antrieb bewegbare Transportorgane
auf, mittels derer der Zusatzwerkstoff relativ zu dem Gehäuse bewegbar
ist. Die Transportorgane können
dabei insbesondere elastische Rollen, Räder, Walzen oder dergleichen
sein. Natürlich
können auch
andere Transportorgane alternativ eingesetzt werden. Besonders bevorzugt
weist das Hilfsgerät zumindest
ein Paar, vorzugsweise zwei Paare jeweils benachbarter, rotierbarer
Transportorgane auf, die derart angeordnet sind, dass der Zusatzwerkstoff durch
gegenläufige
Rotation der rotierbaren Transportorgane des Paares zwischen diesen
transportierbar ist, wobei zumindest ein rotierbares Transportorgan
des Paares durch den Antrieb antreibbar ist. Um dem Hilfsgerät bei Beginn
eines Einsatzes den Zusatzwerkstoff zuzuführen, weist die Vorschubeinrichtung
zweckmäßigerweise
eine Beladestellung auf, in der der Zusatzwerkstoff dieser zuführbar ist
und eine Transportstellung, in der der Zusatzwerkstoff transportierbar
ist.
-
Dabei
ist das Paar rotierbarer Transportorgane von einer Transportstellung,
in der der Zusatzwerkstoff zwischen den rotierbaren Transportorganen
transportierbar ist, in eine Beladestellung bringbar, in der das
vordere Ende des Zusatzwerkstoffes zwischen die rotierbaren Transportorgane
einfädelbar
ist. Dazu kann ein rotierbares Transportorgan des Paares an dem
Hilfsgerätegehäuse, insbesondere innerhalb
des Gehäuses,
schwenkbar gelagert sein, wobei das Paar rotierbarer Transportorgane
in die Beladestellung bringbar ist durch Verschwenken dieses schwenkbar
gelagerten, rotierbaren Transportorgans relativ zu dem anderen rotierbaren
Transportorgan des Paares. Die Steuerungseinrichtung kann dabei
ein Betätigungselement
aufweisen, insbesondere ein Schaltelement wie etwa ein Taster, das
mit dem schwenkbaren Transportorgan derart wirkverbunden ist, dass
bei dessen Betätigung
das Transportorgan in die Beladestellung bringbar ist.
-
Weitere
Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Unteransprüchen, aus
der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles
sowie aus den beigefügten
Zeichnungen. In den Zeichnungen zeigen:
-
1 eine
schematische Perspektivansicht eines erfindungsgemäßen Hilfsgerätes,
-
2 eine
Seitenansicht des Hilfsgerätes gemäß 1,
-
3 eine
Draufsicht auf das Hilfsgerät
gemäß 1,
-
4 einen
Längsschnitt
durch das Hilfsgerät
entlang der Schnittlinie I–I
gemäß 3,
-
5 einen
Horizontalschnitt durch das Hilfsgerät,
-
6 einen
Längsschnitt
durch das Hilfsgerät
entlang der Schnittebene II–II
gemäß 3,
und
-
7(a)–(c)
schematische Querschnitte durch rotierende Transportorgane des erfindungsgemäßen Hilfsgeräts.
-
Ein
erfindungsgemäßes Hilfsgerät 10 dient zum
Zuführen
eines insbesondere stabförmigen
Zusatzwerkstoffes 12 zu einer nicht dargestellten Schweißstelle.
Sobald ein Schweißer
den stabförmigen
Zusatzwerkstoff 12 in das Hilfsgerät 10 eingeführt hat,
kann er dieses mit einer Hand greifen. In der anderen Hand hält der Schweißer eine
nicht dargestellte Schweißpistole
eines WIG-Schweißgerätes. Das
Hilfsgerät
kann grundsätzlich
auch bei anderen Schweißverfahren
eingesetzt werden, in denen Zusatzwerkstoff einer Schweißstelle
zugeführt
werden muss.
-
Durch
im Folgenden noch näher
beschriebene Betätigung
des Hilfsgerätes 10 kann
der Schweißer
den Zusatzwerkstoff 12 automatisch mit der einen Hand in
Richtung der Schweißstelle
bewegen, während
er mit der anderen Hand die Schweißpistole hält. Um dem Abschmelzen des
Zusatzwerkstoffes 12 während
des Schweißvorgangs
Rechnung zu tragen ist es im Gegensatz zum Stand der Technik somit nicht
mehr notwendig, dass der Schweißer
den Zusatzwerkstoff 12 während des Schweißvorganges unmittelbar
in seiner Hand hält
und den Zusatzwerkstoff 12 immer wieder "nachschiebt", das heißt, den Zusatzwerkstoff
an in Längsrichtung
des Zusatzwerkstoffes 12 jeweils weiter oben fasst, d.h.
an schweißstellenentfernteren
Abschnitten. Anders ausgedrückt muss
er seine Hand entlang des Zusatzwerkstoffes 12 nicht mehr
in Richtung des von der Schweißstelle entfernten
Endes des Zusatzwerkstoffes 12 verschieben.
-
Das
Hilfsgerät 10 weist
ein längliches
Gehäuse 14 auf.
Die Dimensionen des Gehäuses 14 sind
derart angepasst, dass ein Schweißer dieses bequem mit nur einer
Hand halten und bedienen kann. Dabei liegt die Unterseite 15 des
Gehäuses 14 im
Einsatz an dem Handballen des Schweißers an, während auf der Oberseite 23 nachfolgend
noch beschriebene Betätigungselemente
zur Betätigung
des Hilfsgeräts
angeordnet sind. Das Gehäuse 14 verfügt über einen
vorderen Abschnitt bzw. Bereich 16 sowie einen hinteren
Abschnitt oder Bereich 18. Über eine nicht dargestellte Öffnung in
dem ansonsten im wesentlichen geschlossenen Gehäuse 14 im hinteren Abschnitt 18 des
Gehäuses 14,
und zwar in der Rückwand 17 des
Gehäuse 14,
wird der Zusatzwerkstoff 12 vor einem Schweißvorgang
in das Hilfsgerät 10 eingeführt.
-
Dazu
wird der Zusatzwerkstoff 12 in Längsrichtung in nachfolgend
noch genauer beschriebener Weise durch das Gehäuse 14 geführt und
tritt aus einer Öffnung
in dem vorderen Abschnitt 16, und zwar in der Vorderwand 19,
nach vorne aus. Im Inneren des Gehäuses 14 wird der Zusatzwerkstoff 12 entlang
eines trichterförmigen
Führungskanals 20 durch den
hinteren Abschnitt 18 des Gehäuses 14 geführt, bis
dieser an ein Paar vertikal übereinander
angeordneter Transporträder
bzw. Transportrollen 22, 24 anschlägt, die
Teil einer Vorschubeinrichtung 21 zur Bewegung des Zusatzwerkstoffes 12 relativ
zum Gehäuse 14 sind.
-
In
der in den 6 sowie 7(c) dargestellten
Stellung liegen die beiden Laufflächen 26, 28 der
Transportrollen 22, 24 dicht aneinander an, das heißt annähernd ohne
Zwischenraum. Die obere Transportrolle 22 ist mittels einer
Drehachse 30 an einem Ende eines Schwenkhebels 32 schwenkbar
gelagert. Der Schwenkhebel 32 ist über eine Schwenkachse 34 an
dem Gehäuse 14 schwenkbar
angelenkt. Durch Bewegung des anderen Endes des Schwenkhebels 32 nach
unten wird eine Bewegung der oberen Transportrolle 22 des
Schwenkhebels 32 nach oben bewirkt. Die obere Transportrolle 22 verschwenkt
demnach aus der Stellung, in der die beiden Laufflächen 26, 28 der
Transportrollen 22, 24 aneinander anliegen, in
eine Beladestellung, in der zwischen diesen ein Zwischenraum entsteht,
so dass der Zusatzwerkstoff 12 entlang der Laufflächen 26, 28 zwischen
den Transportrollen 22, 24 hindurchführbar ist.
-
Die
Beladestellung wird beim erstmaligen Einfädeln des Zusatzwerkstoffes
in das Hilfsgerät 10 vom
Bediener bewirkt, indem ein mit dem Schwenkhebel 32 in
Wirkverbindung stehendes Betätigungselement 36 betätigt wird.
Ein Federelement, im vorliegenden Fall eine Druckfeder 35,
steht einerseits mit dem Schwenkhebel 32 und andererseits
mit dem Gehäuse 14 derart
in Wirkverbindung, dass die obere Transportrolle 22 durch
die Federkraft in Richtung auf die untere Transportrolle 24 gedrückt wird.
-
Im
weiteren Verlauf des Beladens des Hilfsgeräts 10 mit dem Zusatzwerkstoff 12 wird
dieser durch das Gehäuse 14 entlang
eines Führungskanals 38 geführt bis
zu einem zweiten Paar von oberen und unteren Transportrolle 40, 42.
In gleicher Weise – nur
seitenverkehrt – wie
die obere Transportrolle 22 ist auch die obere Transportrolle 40 des
zweiten Paares an einem Schwenkhebel 44 über eine
Drehachse 46 drehbar angelenkt. Der Schwenkhebel 44 ist schwenkbar
an dem Gehäuse 14 über eine Schwenkachse 48 angelenkt.
An einem Ende ist der Schwenkhebel 44 mit einer Druckfeder 50 wirkverbunden.
Durch Betätigen
des Betätigungselements 36,
das heißt
durch Drücken
desselben nach unten, wird neben dem Schwenkhebel 32 auch
der Schwenkhebel 44 um die Schwenkachse 48 nach oben
bewegt, so dass die obere Transportrolle 40 aus der in
der 6 gezeigten Stellung in eine Beladestellung verschwenkt
wird. In dieser Beladestellung kann der Zusatzwerkstoff durch Nachschieben desselben
zwischen den Laufflächen 41, 43 der Transportrollen 40, 42 hindurchbewegt
werden.
-
Die 7(a)–(b)
zeigen die beiden Paare von Transportrollen 22, 24, 40, 42 in
einer Transportstellung, in der zwischen den Laufflächen 26, 28, 41, 43 derselben
der bereits eingefädelte
Zusatzwerkstoff 12 angeordnet ist. In dieser Transportstellung kann
der Zusatzwerkstoff 12 transportiert werden. Dazu sind
die unteren Transportrollen 24, 42 über Kegelradgetriebe 52, 54 mit
die Transportrollen 24, 42 antreibende Elektromotoren 56, 58 verbunden. Die
Elektromotoren sind an einer sich in Längsrichtung im Inneren des
Gehäuses
erstreckenden Zwischenwandung 60 angeordnet. Die Rotation
der unteren Transportrollen 24, 42 bewirkt je
nach Drehrichtung derselben eine Bewegung des Zusatzwerkstoffes 12 relativ
zu dem Gehäuse 14.
Die oberen Transportrollen 22, 40 drehen sich
entsprechend der Bewegung der unteren Transportrollen aufgrund der
Bewegung des Zusatzwerkstoffes 12 mit. Sie sorgen für den für die Bewegung
notwendigen Gegendruck.
-
Sobald
das Hilfsgerät 10 mit
dem Zusatzwerkstoff 12 beladen ist, wird die Bedienung
des Hilfsgeräts 10 durch
eine Steuerung bewirkt. Die Steuerung weist dabei ein Zuführ-Betätigungselement
auf, nämlich
einen Kippschalter 62. Der Kippschalter 62 schließt beim
Drücken
desselben nach unten einen Kontakt, wodurch in nicht näher beschriebener
Weise die Elektromotoren 56, 58 eingeschaltet
werden, die die unteren Transportrollen 24, 42 in
Rotation versetzen. Der Zusatzwerkstoff 12 wird relativ
zu dem Gehäuse
nach vorne transportiert und kann der Schweißstelle zugeführt werden.
-
Für die Ausbildung
der Steuerung des Hilfsgeräts 10,
insbesondere für
deren Funktion und die jeweiligen Schalt- bzw. Betätigungselemente,
gibt es naturgemäß eine Vielzahl
von Möglichkeiten.
Beispielsweise kann ein Wippschalter vorgesehen werden, der je nach
Kipprichtung der Wippe ein Transportieren des Zusatzwerkstoffes
nach vorne oder in die entgegengesetzte Richtung, d.h. nach hinten,
bewirkt.