DE102007041711A1

DE102007041711A1 - Stromleitungsdüse für das Lichtbogenschweissen mit drahtförmigen Elektroden

Info

Publication number: DE102007041711A1
Application number: DE102007041711A
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-05-07
Filing date: 2007-09-03
Publication date: 2008-11-13

Abstract

Stromleitungsdüse bestehend aus einem Grundkörper (1) mit gewendelter Bohrung (5) zur Aufnahme, Führung und Kontaktierung des Schweißdrahtes für Schweißköpfe oder Schweißpistolen für das Lichtbogenschweißen mit drahtförmigen Elektroden. Der Schweißdraht wird durch eine Krümmung der Bohrung (5) in der Stromleitungsdüse abgelenkt. Durch die Federkraft des Schweißdrahtes entstehen Anpresskräfte, welche die Stromleitung verbessern. Die Krümmung der Bohrung (5) für den Schweißdraht ist als dreidimensionale Wendel ausgebildet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Stromleitungsdüse für Schweißbrenner für Lichtbogenschweißen, mit einem Halteelement wie einem Gewindeansatz ausgestattetem Schaft mit einer führenden und den Stromübergang vermittelten Bohrung für drahtförmige Elektroden. Derartige Stromdüsen werden verbreitet beispielsweise für das Schutzgasschweißen eingesetzt und richten den kontinuierlich vorgeschobenen Draht auf die Schweißstelle. Die Stromleitungsdüsen werden stellenweise auch als Kontaktdüsen bezeichnet.
Problem:
Die Stromleitungsdüsen bei Schweißbrennern mit nachgeführter Elektrode verschleißen schnell, dadurch entsteht vermehrt Kontaktabriss mit allen seinen Nachteilen und die Positionierung des Schweißdrahtes wird ungenauer. Um das zu vermeiden, müssen die Stromleitungsdüsen häufig ausgetauscht werden. Dabei entstehen Unterbrechungen des Produktionsprozesses Material- und Personalaufwand.
Stand der Technik:
Die heute häufig verwendeten Stromleitungsdüsen sind im mit einer geraden Bohrung ausgestattet, die erheblichem Verschleiß durch Erosion unterliegen. Die Aufgabe der Bohrung ist es, einerseits den Draht zu führen, andererseits den elektrischen Kontakt zum Draht herzustellen
Die Erfindung DE 3528297 A1 versucht die Kontaktierung durch den Einbau eines Federelementes zu verbessern.
Die Erfindung DE 8603602 U1 versucht die Kontaktierung durch eine den Schweißdraht umschließende Spirale zu verbessern. Die Spirale ist dabei im Gegensatz zur hier vorliegenden Lösung offen ausgeführt und zeigt erhebliche Nachteile in der Führung des Schweißdrahtes, der Wärmeabfuhr und der Anfälligkeit gegen Verschmutzung.
Die Erfindung DD 286123 A5 setzt auf das Verfahren, den Schweißdraht durch eine bogen oder s-förmige Bohrung zu führen. Dabei handelt es sich um ein Verfahren, dass Krümmungen in einer Ebene (zweidimensional) nutzt um die Drahtrückstellkräfte als Kontaktkräfte zu nutzen. Die Bauelemente bauen groß um sanfte Bögen für den Draht zu erzeugen, damit die notwendigen Vorschubkräfte nicht zu groß werden. Die Baugröße zwingt diese Bauelement aus dem Frontbereich des Brenners in den hinteren Bereich (Brennerrohr) zu verlegen. Bei dieser Lösung besteht die Gefahr, des Festbrennens im düsenvorgelagerten Teil der Drahtführung im Inneren des Brenners.
Die Erfindung G 8303006.9 hat einen wellenförmigen Verlauf in mehreren Radien in einer oder mehreren Ebenen innerhalb der Kontaktdüse. Diese Lösung hat sich bisher nicht bewährt, da die Realisierung der Bögen innerhalb der üblichen Baulängen der Schweißdüsen enge Biegeradien notwendig macht und zu vergleichsweise kurzen Kontaktstrecken führt.
Lösung:
Zur Erzielung von gutem Stromübergang beim Schweißen mit nachgeschobenen Elektrodenmaterialien (Drähte, Stäbe, etc.) im Kontaktbereich sollen möglichst gleichmäßige, ausreichend große Kontaktkräfte erzeugt werden. Die Kräfte, die den Elektrodenvorschub bremsen sind für die üblichen Anwendungen gering zu halten. Die Auswirkungen (Verformung und Abrieb) auf die Elektroden sollten auch in geometrischer Hinsicht gering sein. Die Elektrode sollte, insbesondere bei automatisch geführten Verfahren wegen der besseren Einstellbarkeit zentrisch austreten. Die Einrichtung zur Erzeugung solcher Kräfte sollte verschleißfest sein.
Solche Bedingungen können durch eine gewendelte, dreidimensionale Führung des Schweißdrahtes erzielt werden. Durch geringe, auf drei Dimensionen verteilte Auslenkungen der Elektroden in einer Wendel, mit vorzugsweise großer Steigung, entstehen über langen, leicht gebogenen Berührflächen gute Kontaktierung. Der Düsenaustritt kann zentrisch gestaltet werden. Im Unterschied zu bisherigen Erfindungen mit Krümmungen innerhalb einer Ebene entstehen bei der Wendel nicht nur Berührungspunkte sondern Berührungsflächen. Die Auslenkung des Schweißdrahtes erfolgt bei einer dreidimensionalen Wendel über einen deutlich größeren Radius als bei Biegungen innerhalb einer Ebene. Der Bohrungsdurchmesser kann auf den Durchmesser des Schweißdrahtes zuzüglich geringem Spiel beschränkt werden wodurch eine gute Wärmeabfuhr erfolgt.
Die Herstellung derartiger Bohrungen in der Form einer Wendel kann dadurch erfolgen, dass in ein Rundmaterial in einem ersten Schritt eine Bohrung leicht gekippt zum Zentrum angebracht wird. Alternativ kann auch eine exzentrische Bohrung angebracht werden. In einem zweiten Schritt wird er Rohling axial bzw. durch Torsion verdreht, durch die Schräge der Bohrung oder die Exzentrizität entsteht nun eine wendelförmige Bohrung.
Zur einfachen Anwendung der im Frontbereich des Schweißkopf angebrachten Stromleitungsdüse insbesondere beim Austausch am Schweißbrenner kann die Stromleitungsdüse mit einem Gewinde (3) mit einer Einsenkung (4) an der Eintrittsöffnung des Schweißdrahtes und mit einer beidseitigen Abflachung (2) an der Außenseite ausgestattet werden. Damit kann mit einfachem Werkzeug die Stromleitungsdüse montiert und demontiert werden.
Zeichnung:
Beispiel einer im Frontbereich eines Schweißbrenners zu montierenden Stromleitungsdüse.

1: Grundkörper
2: beidseitige Abflachung zum Eingriff von Werkzeugen zur Montage
3: Gewinde zur Befestigung im Schweißbrenner
4: Zentrierbohrung um den Schweißdraht einzuführen
5: Führungsbohrung für den Schweißdraht in gewendelter Ausführung
6: Austrittsöffnung des Schweißdrahtes

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 3528297 A1 [0004]
- DE 8603602 U1 [0005]
- DD 286123 A5 [0006]

Claims

Stromleitungsdüse mit gewendelter Bohrung zur Aufnahme, Führung und Kontaktierung des Schweißdrahtes für Schweißköpfe oder Schweißpistolen für das Lichtbogenschweißen mit drahtförmigen Elektroden. Die Erfindung ist durch die folgenden Merkmale gekennzeichnet: a) Der Schweißdraht wird durch eine Krümmung der Bohrung (5) in der Stromleitungsdüse abgelenkt. Durch die Federkraft des Schweißdrahtes entstehen Anpresskräfte welche die Stromleitung verbessern. b) Die Krümmung der Führungsbohrung für den Schweißdraht erfolgt nicht in einer oder mehreren Ebenen sondern wird als dreidimensionale Wendel (5) ausgebildet.
Stromleitungsdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steigungen und Radien der Wendel (5) sowohl konstant als auch steigend oder fallend sein können.
Stromleitungsdüse nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass vorzugsweise Materialien verwendet werden die sowohl eine hohe Stromübertragung als auch/oder einen geringen Reibungswiderstand, und/oder eine hohe Wärmeleitfähigkeit und/oder eine hohe Verschleißfestigkeit besitzen.
Stromleitungsdüse nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausführung von Bohrungsdurchmesser, Exzentrizität der Bohrung und Torsionswinkel der Wendel an die Ausführung des Schweißdrahtes, dessen Steifigkeit und den erzielbaren Drahtvorschubkräften angepasst sind.
Stromleitungsdüse nach Anspruch 1, bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkung des Schweißdrahtes vorzugsweise innerhalb der Stromleitungsdüse erfolgt.
Stromleitungsdüse nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schweißdraht an der Austrittsöffnung (6) der Stromleitungsdüse vorzugsweise zentral austritt.
Stromleitungsdüse nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächen durch zusätzliche Beschichtungen gegen Verschmutzung und anhaftende Schweißgutspritzer geschützt werden können.
Stromleitungsdüse nach Anspruch 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkung des Schweißdrahtes auch in einem separaten Kontaktelement erfolgen kann, das der Austrittsdüse des Schweißdrahtes in Richtung der Drahtversorgung vorgelagert ist.