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Die
Erfindung betrifft einen elektrischen Lichtbogenschweißbrenner,
der mit einem Schweißdraht beschickbar ist, der in einer
axialen Drahtbohrung einer an eine elektrische Stromquelle anschließbaren,
an einem Düsenstock festlegbaren, vorderen Kontaktdüse
und stromaufwärts hiervon in einer im Bereich des Düsenstocks
endenden Drahtführung geführt ist.
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Eine
Anordnung dieser Art ist aus der
DE 20 214 561 U1 bekannt. Bei dieser bekannten
Anordnung ist der Düsenstock mit einer zur Drahtbohrung der
Kontaktdüse koaxialen, über die ganze Länge durchmessergleich
durchgehenden Durchgangsbohrung versehen, in die das vordere Ende
der Drahtführung eingreift. Der Innendurchmesser der genannten Durchgangsbohrung
ist wesentlich größer als der Außendurchmesser
der eingreifenden Drahtführung, so dass sich ein großer,
radialer Spielraum ergibt. Um einen zuverlässigen Kontakt
des Schweißdrahts mit der Kontaktdüse zu bewerkstelligen,
wird der Schweißdraht im Bereich zwischen dem Ende der Drahtführung
und dem Einlauf in die Drahtbohrung seitlich ausgelenkt. Hierzu
ist der Düsenstock mit einer Radialbohrung versehen, in
die eine Madenschraube eindrehbar ist, durch die der innerhalb des Düsenstocks
vergleichsweise großen radialen Spielraum besitzende Endbereich
der Drahtführung zur Seite gedrängt und an den
der Radialbohrung gegenüberliegenden Umfangsbereich der
Durchgangsausnehmung des Düsenstocks anlegbar ist, so dass
sich ein seitlicher Versatz zwischen dem Ende der Drahtführung
und der zentralen Drahtbohrung des Düsenstocks ergibt.
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Die
Einstellung der genannten Madenschraube muss vor Ort erfolgen, was
umständlich ist und die Unsicherheit birgt, ob die Einstellung
richtig erfolgt ist. Die zur seitlichen Auslenkung des Drahts erforderliche
Kraft hängt dabei von der Einstellung der genannten Madenschraube
ab und ist daher nicht definiert. Außerdem besteht die
Gefahr, dass sich die Madenschraube in Folge von Erschütterungen
und Vibrationen unbeabsichtigt verstellt, so dass eine Nachstellung
erforderlich ist, was ebenfalls unerwünscht ist. Die bekannte
Anordnung erweist sich daher als nicht anwenderfreundlich und zuverlässig genug.
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Hiervon
ausgehend ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anordnung
eingangs erwähnter Art mit einfachen und kostengünstigen Mitteln
so zu verbessern, dass eine hohe Bedienungsfreundlichkeit und Zuverlässigkeit
erreicht werden.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
dass der Düsenstock eine rückwärtige Fassung
für das vordere Ende der Drahtführung aufweist,
in welche die Drahtführung passend einsteckbar ist und
deren Achse exzentrisch zur hierzu parallelen Achse der Drahtbohrung
der Kontaktdüse angeordnet ist.
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Diese
Maßnahmen ergeben in vorteilhafter Weise eine vergleichsweise
einfache Bauweise. Zur Bewirkung der gewünschten seitlichen
Auslenkung des Schweißdrahts ist hierbei lediglich das
vordere Ende der Drahtführung in die zugeordnete Fassung des
Düsenstocks einzustecken. Dabei ist in vorteilhafter Weise
der seitliche Versatz zwischen dem Ende der rückwärtigen
Drahtführung und der praktisch eine vordere Drahtführung
bildenden Drahtbohrung des Düsenstocks exakt festgelegt.
Damit ist auch die zum seitlichen Auslenken des Schweißdrahts,
d. h. die zur Bewerkstelligung der permanenten Verformung des Schweißdrahts
benötigte Kraft exakt vorgegeben. Die Anordnung wird dabei
so getroffen, dass die auf den Schweißdraht wirkende Vorschubkraft
genügt, um die der Verformung entgegen wirkende Gegenkraft
zu überwinden, so dass der Schweißdraht störungsfrei
transportiert wird und eine hohe Betriebssicherheit gewährleistet
ist.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen und zweckmäßige Fortbildungen
der übergeordneten Maßnahmen sind in den Unteransprüchen
angegeben. So kann der Düsenstock zweckmäßig
eine in mehrere, achsparallele Bohrungsabschnitte unterteilte Durchgangsausnehmung
aufweisen, wobei der vordere, zur Aufnahme der Kontaktdüse
dienende Abschnitt koaxial zur zentralen Drahtbohrung der Kontaktdüse angeordnet
ist und wobei die Achse des rückwärtigen, die
der Drahtführung zugeordnete Fassung bildenden Abschnitts
gegenüber der Achse des vorderen Abschnitts seitlich versetzt
ist. Die achsparallelen Bohrungsabschnitte des Düsenstocks
können in vorteilhafter Weise einfach als von unterschiedlichen Seiten
her gebohrte Bohrungen hergestellt werden, was eine einfache und
kostengünstige Produktion des Düsenstocks erlaubt.
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Eine
weitere besonders vorteilhafte Maßnahme kann darin bestehen,
dass der vordere Bohrungsabschnitt durch einen hierzu koaxialen,
vom Schweißdraht mit seitlichem Freiheitsgrad durchsetzten,
einen Sammelraum für Drahtabrieb bildenden Mittelabschnitt
mit dem rückwärtigen, die Fassung bildenden Bohrungsabschnitt
verbunden ist. Der genannte Mittelabschnitt ermöglicht
in vorteilhafter Weise eine günstige Drahtführung
in Form einer langgestreckten S-Schleife, was sich günstig
auf den Kraftbedarf auswirkt. Gleichzeitig fungiert der genannte Mittelabschnitt
als Sammelraum für Drahtabrieb, der durch entsprechende
Spülung einfach entfernbar ist, wodurch einem Zusetzen
der Drahtbohrung der Kontaktdüse zuverlässig vorgebeugt
wird.
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Zur
Bewerkstelligung der gewünschten Gasspülung können
der genannte Mittelabschnitt mit mit einer Gasquelle kommunizierenden
Gaseinlassöffnungen und der an den Mittelabschnitt anschließende, vordere
Abschnitt der Durchgangsausnehmung des Düsenstocks mit
Gasauslassöffnungen versehen sein.
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Weitere,
vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Fortbildungen
der übergeordneten Maßnahmen sind in den restlichen
Unteransprüchen angegeben und aus der nachstehenden Beispielsbeschreibung
anhand der Zeichnung näher entnehmbar.
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In
der nachstehend beschriebenen Zeichnung zeigen:
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1 Einen
Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen
elektrischen Lichtbogenschweißbrenner und
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2 eine
Einzeldarstellung des Düsenstocks der Anordnung gemäß 1,
ebenfalls im Längsschnitt.
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Die
Erfindung ist praktisch bei allen Lichtbogenschweißbrennern
anwendbar. Bevorzugte Anwendungen sind mit Schutzgas beschickbare MIG/MAG-Schweißbrenner
sowohl für manuelle Bedienung als auch für Roboter
oder Maschinen.
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Der
grundsätzliche Aufbau und die Wirkungsweise von elektrischen
Lichtbogenschweißbrennern hier vorliegender Art sind an
sich bekannt und bedürfen daher im vorliegenden Zusammenhang keiner
detaillierten Erläuterung mehr.
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Der
in 1 gezeigte, vordere Bereich eines erfindungsgemäßen
Lichtbogenschweißbrenners 1 ist mit einem hier
nicht näher dargestellten Handgriff oder Halter verbunden.
Im gezeigten vorderen Bereich des Lichtbogenschweißbrenners 1 befindet
sich eine an einen Pol einer Stromquelle anschließbare, d.
h. mit einem elektrischen Potential beaufschlagbare Kontaktdüse 2.
Diese ist mit einer als zentrale, axiale Durchgangsbohrung ausgebildeten
Drahtbohrung 3 versehen. Durch diese wird ein dem Schweißbrenner
zugeführter Schweißdraht 4 hindurchgeführt, der
dabei die Kontaktdüse 2 kontaktiert und hierdurch ebenfalls
mit der Stromquelle verbunden wird.
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Der
Schweißdraht 4 wird durch die Drahtbohrung 3 zuverlässig
im Zentrum des vorderen Brennerbereichs geführt. Sobald
das vordere Ende des aus der Kontaktdüse 2 austretenden
Schweißdrahts 4 in Kontakt mit einem Werkstück
kommt, das mit dem Gegenpol der Stromquelle verbunden ist, fließt Strom,
der zum Abschmelzen des Schweißdrahts 4 führt.
Der dem Schweißbrenner 1 zugeführte Schweißdraht 4 wird
von einer hier nicht näher dargestellten Vorratstrommel
abgewickelt und mittels eines ebenfalls nicht näher dargestellten
Vorschubaggregats in Vorschubrichtung transportiert.
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Die
Schweißstelle wird durch in 1 durch Pfeile 5 verdeutlichtes
Schutzgas an sich bekannter Zusammensetzung gegen Sauerstoffzutritt
geschützt. Hierzu ist eine die Kontaktdüse 2 umfassende
und gegenüber der Kontaktdüse leicht nach vorne vorspringende
Gasdüse 6 vorgesehen, die mit Schutzgas beaufschlagbar
ist, das von hinten zugeführt ist. Die Kontaktdüse 2 ist
an einem zugeordneten Düsenstock 7 festlegbar.
Hierzu ist die Kontaktdüse 2 im Bereich ihres
rückwärtigen Endes mit einem Gewindestutzen versehen
und hiermit in eine zugeordnete Gewindebohrung des Düsenstocks 7 einschraubbar.
Der Düsenstock 7 ist, wie am besten aus 2 erkennbar
ist, mit einer, durch aneinander anschließende, achsparallele
Bohrungsabschnitte 8a, b, c gebildeten, axialen Durchgangsausnehmung 8 versehen.
Dabei ist der vordere Bohrungsabschnitt 8a mit einem Innengewinde
zur Aufnahme der Kontaktdüse 2 versehen. Der Düsenstock 7 ist
seinerseits, wie 1 weiter zeigt, am vorderen,
kopfförmigen Ende 9 eines von hinten mit hier
ebenfalls durch Pfeile 5 verdeutlichtem Schutzgas beaufschlagbaren Innenrohrs 10 festlegbar.
Hierzu ist im mittleren Bereich des Düsenstocks 7 ein
in 2 bezeichnetes Außengewinde 11 vorgesehen,
das in ein zugeordnetes Innengewinde des kopfförmigen Endes 9 des Innenrohrs 10 einschraubbar
ist.
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Innerhalb
des Innenrohrs 10 verläuft eine vom Schweißdraht 4 durchsetzte
Drahtführung 12, die im dargestellten Beispiel
als durch eine eng gewickelte Feder gebildete Drahtseele ausgebildet
ist. Die Drahtführung 12 endet, wie aus 1 ersichtlich ist,
im Bereich des Düsenstocks 7 und ist hierin gefasst.
Hierzu ist der Düsenstock 7 im Bereich seines rückwärtigen
Endes mit einer dem vorderen Endbereich 12a der Drahtführung 12 zugeordneten,
axialen Fassung 13 versehen, in die der vordere Endbereich 12a der
Drahtführung 12 in axialer Richtung einsteckbar
ist, wie aus 1 anschaulich erkennbar ist.
Zur Bildung der Fassung 13 ist der rückwärtige
Bohrungsabschnitt 8b des Düsenstocks 7 als
axiale Bohrung mit einer dem Außendurchmesser der Drahtführung 12 entsprechenden
lichten Weite ausgebildet, so dass das vordere Ende 12a der
Drahtführung 12 passend einsteckbar ist, wie aus 1 ersichtlich
ist.
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Der
vordere, die Kontaktdüse 2 aufnehmende Bohrungsabschnitt 8a des
Düsenstocks 7 ist mit dem hinteren, die Fassung 13 bildenden
Bohrungsabschnitt 8b durch einen mittleren Bohrungsabschnitt 8c verbunden.
Dieser ist zum vorderen Bohrungsabschnitt 8a koaxial angeordnet
und besitzt einen kleineren Durchmesser als dieser. Die Bohrungsabschnitte 8a, 8c können
daher einfach als von vorne gebohrte Stufenbohrung hergestellt werden. Die
Drahtbohrung 3 befindet sich im Zentrum der Kontaktdüse 2,
deren rückwärtiger Gewindestutzen konzentrisch
zur Drahtbohrung 3 angeordnet ist. Dementsprechend ist
die Drahtbohrung 3 konzentrisch zum vorderen Bohrungsabschnitt 8a und
hier auch zum mittleren Bohrungsabschnitt 8c positioniert.
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Der
rückwärtige Bohrungsabschnitt 8b ist gegenüber
dem vorderen, zur Drahtbohrung 3 konzentrischen Bohrungsabschnitt 8a und
hier auch zum mittleren Bohrungsabschnitt 8c des Düsenstocks 7 seitlich
versetzt, wie in 2 anhand der seitlich gegeneinander
versetzten Achsen a, b erkennbar ist. Der seitliche Versatz, d.
h. die Exzentrizität entspricht höchstens dem
Durchmesser des Schweißdrahts 4 und beträgt
vorzugsweise die Hälfte dieses Durchmessers. Dementsprechend
ergibt sich ein seitlicher Versatz zwischen der in die durch den
rückwärtigen Bohrungsabschnitt 8b gebildete
Fassung eingesteckten Endbereich 12a der Drahtführung 12 und der
eine vordere Drahtführung bildenden Drahtbohrung 3 der
Kontaktdüse 2. Der Schweißdraht 4 erfährt daher
zwischen seiner Führung in der Drahtführung 12 und
seiner Führung in der Drahtbohrung 3 im Bereich
des mittleren Bohrungsabschnitts 8c eine der oben genannten
Exzentrizität entsprechende seitliche Auslenkung, die hier
zu einer langgestreckten S-förmigen Schleife 14 führt,
wie 1 anschaulich erkennen lässt. Diese Verformung
des Schweißdrahts 3 vor seinem Einlauf in die
Drahtbohrung 3 bewirkt, dass der Schweißdraht 4 im
Bereich der Drahtbohrung 3 zuverlässig in Kontakt
mit der Kontaktdüse 2 kommt und damit zuverlässig
mit der Stromquelle verbunden wird, was einen störungsfreien
Lauf des Drahts im Betrieb gewährleistet.
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Die
lichte Weite des mittleren Bohrungsabschnitts 8c des Düsenstocks 7,
in welchem die S-förmige, seitliche Auslenkung des Schweißdrahts 4 erfolgt,
ist zweckmäßig so groß, dass der Schweißdraht 4 den
Bohrungsabschnitt 8c berührungslos durchlaufen
kann. Der genannte mittlere Bohrungsabschnitt 8c bildet
gleichzeitig auch einen Sammelraum für den vom Schweißdraht 4 mitgebrachten
Drahtabrieb, der sich innerhalb der Drahtführung 12 nicht
vermeiden lässt. Dieser Drahtabrieb wird zweckmäßig
mittels einer Spülung des als Sammelraum fungierenden,
mittleren Bohrungsabschnitt 8c mit Schutzgas aus dem genannten
Sammelraum entfernt.
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Hierzu
ist der mittlere Bohrungsabschnitt 8c mit in 2 bezeichneten,
radialen Einlassbohrungen 15 versehen, über die
Schutzgas in den durch den mittleren Bohrungsabschnitt 8c gebildeten
Sammelraum einströmen kann. Der vordere Bohrungsabschnitt 8a ist
oberhalb des dem Gewindestutzen der Kontaktdüse 2 zugeordneten
Innengewindes mit radialen Austrittsborungen 16 versehen, über
die das Schutzgas austreten kann. Das über die Eintrittsbohrungen 15 eintretende
und über die Austrittsbohrungen 16 austretende
Schutzgas bewirkt eine Durchströmspülung, durch
die der in den durch den mittleren Bohrungsabschnitt 8c gebildeten
Sammelraum gelangte Drahtabrieb zuverlässig entfernt wird.
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Das
Schutzgas wird, wie oben schon erwähnt wurde, dem Innenraum
des Innenrohrs 10 zugeführt, an dessen vorderem,
kopfförmigem Endbereich 9 der Düsenstock 7 aufgenommen
ist. Zur Bildung eines Strömungswegs zwischen dem Innenraum
des Innenohrs 10 und den Eintrittsbohrungen 15 des
Düsenstocks 7 kann dieser in seinem rückwärtigen
Bereich mit den Eintrittsbohrungen 15 zugeordneten, rückwärtig
offenen, axialen Nuten 17 versehen sein, über
die die Eintrittsbohrungen 15 mit Schutzgas versorgbar
sind. Im dargestellten, besonders bevorzugten Beispiel ist der Durchmesser
des an das Gewinde 11 nach hinten anschließenden,
in eine zugeordnete Aufnahmebohrung des Endbereichs 9 des
Innenrohrs 10 hineinragenden, die Einlassbohrungen 15 enthaltenden
Abschnitts des Düsenstocks 7 kleiner als die lichte
Weite der genannten Aufnahmebohrung des Endbereichs 9 des
Innenrohrs 10, so dass sich ein in 1 gezeigter Ringspalt 17 ergibt,
der einen den Einlassbohrungen 15 zugeordneten, vom mit
Schutzgas beaufschlagten Innenraum des Innenrohrs 10 abgehenden
Strömungsweg bildet, über den die Einlassbohrungen 15 mit Schutzgas
versorgbar sind. Das über die Austrittsbohrungen 16 austretende
Gas gelangt in den Innenraum der Gasdüse 6. Im
dargestellten Beispiel ist zwischen der Gasdüse 6 und
der Kontaktdüse 2 noch eine Gasverteilerdüse 18 vorgesehen,
die ebenfalls radiale Austrittsbohrungen 19 und zusätzlich
axiale Auslassöffnungen 20 enthält.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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