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Die Erfindung bezieht sich auf ein Schweißgerät mit einer in einem Gehäuse angeordneten Schweißstromquelle, die mit einer Steuereinrichtung und einer Leistungseinheit versehen ist, welche eine Schweißeinheit zum Bereitstellen eines Schweißstroms aufweist, sowie auf ein Set mit einem solchen Schweißgerät.
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Beim Schweißen von Edelstahl kommt es durch den Wärmeeintrag häufig zum Anlaufen der Schweißstelle bzw. -naht aufgrund von Oxidationsprozessen. Die sogenannte Anlauffarbe muss nach dem Schweißprozess von der Schweißstelle entfernt werden. Sie stellt nicht nur eine optische Beeinträchtigung dar, sondern beeinflusst insbesondere auch die Haltbarkeit, da die Anlaufschicht einen Angriffspunkt für weitere Oxidationsprozesse bietet.
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Für die Nahtreinigung kommen mechanische Polierwerkzeuge sowie Beizen zum Einsatz. Daneben sind für einen effizienteren Reinigungsprozess spezielle Netzteile, sogenannte Nahtreinigungsgeräte erhältlich, wie sie beispielsweise aus Produktkatalogen (z. B. Firma Rehm, „Übersicht Nahtreinigungszubehör 1/2014” oder Firma EWM; „Produktinformation Powercleaner® PRO und ECO”) bekannt sind. Solche Nahtreinigungssysteme ermöglichen insbesondere die Nahtreinigung mittels Reinigungselektrolyten und stellen daneben weitere Funktionen bereit, wie Beschriften von Edelstahlwerkstücken oder elektrolytisches Polieren.
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Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine effiziente Reinigung und/oder Polieren von Schweißnähten mit wenig Aufwand zu ermöglichen.
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Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das Schweißgerät eine Behandlungseinrichtung aufweist, die zur Behandlung einer metallischen Oberfläche ausgebildet ist, wobei die durchführbaren Behandlungsfunktionen zumindest eine Reinigungs- und/oder eine Polierfunktion umfassen.
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Ferner wird die Aufgabe durch ein Set mit einem Schweißgerät gelöst, das mit einer erfindungsgemäßen Behandlungseinrichtung versehen ist, die zur Oberflächenbehandlung ausgebildet ist, wobei die Oberflächenbehandlungsfunktion zumindest eine Reinigungs- und/oder Polierfunktion aufweist, und mit mindestens einem Oberflächenbehandlungswerkzeug und mindestens einer Reinigungsflüssigkeit und/oder Polierflüssigkeit sowie einer Aufnahmeeinheit für dieselbe. Die so erhaltene kompakte Einheit in Form eines Sets ergibt Vorteile für die Handhabung.
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Dadurch, dass das Schweißgerät die Behandlungseinrichtung zumindest zum Reinigen und/oder Polieren metallischer Oberflächen aufweist, kann der Nahtreinigungsprozess mittels des Schweißgerätes ohne die Handhabung eines Zusatzgeräts durchgeführt werden, wobei in dem Schweißgerät vorhandene Komponenten nutzbar sind. Die Behandlungseinrichtung umfasst dabei solche Komponenten und Einrichtungen, die zur Durchführung von zumindest des Nahtreinigungs- und/oder Polierprozesses notwendig sind, seien sie elektronischer, steuerungstechnischer, bedientechnischer oder sonstiger Art. Mit der mit dem Schweißgerät kombinierten Behandlungseinrichtung wird die Anschaffung eines gesonderten Nahtreinigungsgerätes hinfällig, was einen wesentlichen finanziellen Vorteil für den Anwender bedeuten kann. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn gewisse Bauteile des Schweißgerätes sowohl beim Schweißen als auch beim Reinigen und/oder Polieren eingesetzt werden und somit eine Doppelfunktion übernehmen können. Überdies reduziert sich so der Platzbedarf, da ein zusätzliches Gerät entfällt.
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Vorzugsweise weist die Behandlungseinrichtung eine in die Leistungseinheit integrierte Behandlungseinheit auf, die zur Bereitstellung einer auf eine einstellbare Behandlungsfunktion abgestimmten Behandlungsspannung oder eines abgestimmten Behandlungsstroms oder einer Behandlungsleistung ausgebildet ist. Die Leistungseinheit dient dazu, mittels zumindest eines Transformators und ggf. weiteren Schaltungskomponenten aus der Netzspannung und dem Netzstrom für eine jeweilige Anwendung geeignete Spannungen/Ströme zu erzeugen. Bei aus dem Stand der Technik bekannten Schweißgeräten entspricht dies in der Regel einem verhältnismäßig hohen Schweißstrom bei niedriger Schweißspannung. Diese werden in der vorliegenden Erfindung mit Hilfe einer als Schweißeinheit bezeichnete Baugruppe erzeugt. In Ergänzung dazu weist die Leistungseinheit erfindungsgemäß die Behandlungseinheit mit Bauteilen auf, welche zusammen mit Komponenten der Leistungseinheit bei eingestellter Reinigungs- oder Polierfunktion die Erzeugung der dafür erforderlichen Behandlungsspannungen und -ströme bewirken. Dabei ist insbesondere der Behandlungsstrom um ein Vielfaches geringer als der Schweißstrom.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltungsvariante ist es vorgesehen, dass der Behandlungsstrom bei geregelter Behandlungsspannung oder Behandlungsleistung maximal 1 A beträgt und dass der maximale Behandlungsstrom durch einen Behandlungsstrom-Grenzwert über die Steuereinrichtung vorgegeben oder vorgebbar ist. Der Behandlungsstrom mit einem Wert von maximal 1 A liegt deutlich unter dem, welchen normalerweise Schweißströme aufweisen (etwa 50 bis 700 A) und ermöglicht die erfindungsgemäße Reinigungs- und/oder Polierfunktion des Schweißgeräts.
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Alternativ kann es vorteilhaft vorgesehen sein, dass bei geregeltem Behandlungsstrom oder geregelter Behandlungsleistung die Behandlungsspannung maximal 60 V beträgt und dass die maximale Behandlungsspannung durch einen Behandlungsspannungs-Grenzwert über die Steuereinrichtung vorgegeben oder vorgebbar ist. Überdies können unterschiedliche Leistungsstufen vorgesehen sein.
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Für eine flexible Nutzbarkeit des Schweißgeräts für unterschiedliche Behandlungsfunktionen ist es vorteilhaft, wenn die Polung der Behandlungsspannung umkehrbar ist. Die Umkehrung der Polung kann beispielsweise durch einen im Schweißgerät integrierten Polungsumkehrschalter oder durch manuelles Umstecken der Polung erfolgen.
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In einer besonders bevorzugten Ausgestaltungsvariante ist es vorgesehen, dass die Schweißeinheit als Behandlungseinheit umgestaltet ist. Hierzu ist zum einen vorgesehen, dass in der Schweißeinheit außer für den Schweißprozess benötigte Bauteile, wie Transformator und Leistungsschalter, zusätzlich elektronische Bauteile (Transfomator(en), etc.) verwendet werden, die dazu geeignet sind, für die vorgesehenen Behandlungsfunktionen benötigten Strom- und Spannungsbereiche bereitzustellen.
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Zum anderen ist die Steuereinrichtung zur Ansteuerung der Schweißeinheit dahingehend ausgebildet, dass mittels der Schweißeinheit je nach Vorgabe die geeigneten Strom- und/oder Spannungswerte für den jeweils ausgewählten Schweiß- oder Behandlungsprozess geliefert werden.
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Vorteilhaft ist es vorgesehen, dass das Schweißgerät mit einer Bedieneinrichtung versehen ist, die mindestens ein außen an dem Gehäuse der Schweißstromquelle angeordnetes Funktions-Bedienelement aufweist, mittels dessen mindestens eine Behandlungsfunktion einstellbar ist. Hierbei kann dasselbe Bedienelement verwendet werden, mit dem beispielsweise unterschiedliche Schweißprozesse einstellbar sind. Jedoch können auch ein oder mehrere zusätzliche Bedienelemente vorgesehen sein, wie Schalter, Taster bzw. ein Touch-Display oder ähnliches.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsvariante ist das Schweißgerät über mindestens eines der Bedienelemente oder Funktions-Bedienelemente zwischen mindestens einem Schweißmodus und mindestens einer Behandlungsfunktion verstellbar.
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Eine besonders einfache Handhabung des Schweißgeräts ergibt sich dadurch, dass unter Vorgabe der Behandlungsfunktion mittels der Steuereinrichtung bestimmte Strom-, Spannungs- und/oder Leistungswerte automatisch vorgebbar sind. So kann beispielsweise ein gemäß seiner Funktion beschriebener Prozess, z. B. „Polieren”, gewählt werden, wobei zu diesem Prozess in der Steuereinrichtung bestimmte Parameter wie Strom-, Spannungs- und/oder Leistungs-Sollwerte etc. abgelegt sind. Diese Parameter werden dann ausgewählt über die Leistungseinheit eingestellt und z. B. eingeregelt.
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Vorteilhaft kann vorgesehen sein, dass eine Behandlungsfunktion die Beschriftung metallischer Oberflächen ist, wobei beispielsweise elektrische Erosion zur Anwendung kommen kann. Dabei können helle und/oder dunkle Schriften realisierbar sein und beispielsweise Schablonen verwendet werden.
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Zweckmäßig für die Verwendung des Schweißgeräts bei der Nachbehandlung ist es, wenn dem Schweißgerät ein Oberflächenbehandlungswerkzeug zugeordnet ist. Besonders zweckmäßig ist es, wenn dieses austauschbar ist. So können beispielsweise Reinigungspinsel unterschiedlicher Größen, z. B. aus Kohlefaser, Polierwerkzeuge, Signierfilze oder dergleichen je nach Bedarf verwendet werden.
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Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn das Schweißgerät mit einer Zuführvorrichtung versehen ist, die zur automatisierten Zufuhr für eine für die Oberflächenbehandlung benötigte Flüssigkeit, insbesondere ein Elektrolyt, ausgebildet ist. Hierzu können insbesondere ein Flüssigkeitstank und eine Pumpe integriert sein.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine Schweißstromquelle mit einer Steuereinrichtung und einer Leistungseinheit in schematischer Darstellung und
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2 ein erfindungsgemäßes Schweißgerät mit Oberflächenbehandlungswerkzeug.
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1 zeigt in einem schematischen Blockschaltbild eine Schweißstromquelle 10 eines Schweißgerätes 1 (s. 2). Die Schweißstromquelle 10 weist eine Steuereinrichtung 20 und eine Leistungseinheit 30 auf. Das Schweißgerät 1 mit der Schweißstromquelle 10 ist dazu ausgebildet, dass zusätzlich zu einem Schweißprozess eine Nachbehandlung der Schweißstelle durchgeführt werden kann. Dabei beinhalten die Behandlungsfunktionen die Reinigung der Schweißnaht von Anlauffarben sowie das Polieren und zusätzlich das Beschriften eines Werkstücks 44 (s. 2). Um die zusätzlichen Behandlungsfunktionen durchführen zu können, weist die Schweißstromquelle 10 eine Leistungseinheit 30 auf, welche mit einer Schweißeinheit 310 und zusätzlich mit einer Behandlungseinheit 320 versehen ist. Die Leistungseinheit 30 ist mit der Steuereinrichtung 20 verbunden, welche wiederum mit einer Bedienelemente 12 (s. 2) aufweisenden Bedieneinrichtung in Verbindung steht.
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In 2 ist das Schweißgerät 1 mit der in einem Gehäuse 11 angeordneten Schweißstromquelle 10 sowie einer Behandlungseinrichtung 40 dargestellt. Außen an dem Gehäuse 11 sind zwei Bedienelemente 12 angeordnet, die beispielsweise schiebbar oder drehbar oder drückbar ausgestaltet sein können. Neben den Bedienelementen 12 weist die Bedieneinrichtung zudem eine Anzeigeeinheit 13, beispielsweise in Form eines Displays, auf. Sowohl die Bedienelemente 12 als auch die Anzeigeeinheit 13 stehen in Signalübertragungsverbindung mit der Steuereinrichtung 20. Darüber hinaus ist das Gehäuse 11 mit mindestens einer Buchse 14 für die Zuführung elektrischer Leistung und einer Massebuchse 15 versehen. Die Buchse 14 kann sowohl als Schweißbuchse als auch Buchse der Behandlungseinrichtung 40 dienen, wobei ein Verbindungskabel 41 entweder mitsamt Aufsatz komplett getauscht oder lediglich der Aufsatz je nach Anforderung getauscht werden kann. Alternativ könnte die Buchse 14 der Behandlungseinrichtung 40 auch in Ergänzung zu einer separaten Schweißbuchse vorgesehen sein.
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An die Buchse 14 ist ein Verbindungskabel 41 angeschlossen, an dessen von der Buchse 14 abliegenden Ende sich als Behandlungsaufsatz 43 ein Halter 42 mit einem Oberflächenbehandlungswerkzeug der Behandlungseinrichtung 40 befindet. In vorliegendem Beispiel handelt es sich bei dem Oberflächenbehandlungswerkzeug um einen Reinigungsfilz, auf welchen manuell ein Elektrolyt aufgetragen wird. Der Behandlungsaufsatz 43 dient z. B. zur Reinigung des Werkstücks 44, welches über eine Masseklemme 45 und ein Massekabel 46 über die Massebuchse 15 mit der Schweißstromquelle 10 verbunden ist. Denkbar wäre auch, dass das Schweißgerät 1 eine Zuführvorrichtung für ein Reinigungselektrolyt aufweist, sodass der Reinigungsfilz automatisiert benetzbar wäre.
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Über die Bedienelemente 12 sind unterschiedliche Funktionen wählbar, die sowohl Schweiß- als auch Nachbehandlungsprozesse einschließen können. Eine gewählte Funktion wird auf die Steuereinrichtung 20 übertragen. Dabei könnte z. B. aus sicherheitstechnischen Gründen vorgesehen sein, dass in Abhängigkeit des montierten Aufsatzes gewisse Funktionen gesperrt sind. Beispielsweise könnte bei montiertem Oberflächenbehandlungswerkzeug bzw. Behandlungsaufsatz 43 die Auswahl jeglicher Schweißprozesse über die Steuereinrichtung z. B. durch automatische Erkennung des Anschlusses des Behandlungsaufsatzes bzw. des betreffenden Verbindungskabels unterbunden werden, sodass in diesem Falle keine Schweißströme bereitstellbar sind. In der Steuereinrichtung 20 sind zu jeder gewählten Funktion gewisse einzustellende Parameter hinterlegt, wie einzuregelnde Stromstärken, Spannungen und/oder Leistungen. Diese Parameter werden mittels der Leistungseinheit 30 ausgehend von einer vorgegebenen Spannung, wie z. B. der Netzspannung oder einer vorgegebenen Stromstärke gesteuert bzw. eingeregelt. In der Leistungseinheit 30 sind mindestens ein Transformator sowie geeignete Stellglieder und weitere elektronische Bauteile angeordnet. Der mindestens eine Transformator sowie die Stellglieder und weitere elektronische Bauteile sind derart ausgestaltet, dass sie sowohl benötigte hohe Schweißströme während eines Schweißprozesses als auch benötigte niedrige Behandlungsströme während einer Behandlungsfunktion bereitstellen können. Die Einstellung der Parameter erfolgt vorzugsweise digital, insbesondere über Software, kann aber auch über zusätzliche oder alleine über Hardware realisiert werden. Welche Ströme, Spannungen und/oder Leistungen bereitzustellen sind, wird über die Steuereinrichtung 20 vorgegeben. Auf diese Weise kann die Leistungseinheit 30 über die Steuereinrichtung 20 dahingehend angesteuert werden, dass sie entweder die Schweißeinheit 310 für Schweißprozesse oder die Behandlungseinheit 320 für Behandlungsfunktionen in die Bereitstellung einbezieht. Es ist auch denkbar, dass jeweils unterschiedliche Baugruppen für die Schweißeinheit 310 und die Behandlungseinheit 320 verwendet werden, die genauer auf die jeweiligen Anforderungen bzgl. Strom/Spannung/Leistung abgestimmt sind. Auch können lediglich bestimmte Bauteile in mehrfacher Ausführung und unterschiedlicher Auslegung vorgesehen sein, wogegen andere sowohl für Schweißprozesse als auch bei Behandlungsfunktionen verwendet werden. Die Steuereinrichtung 20 ist vorteilhaft mit einer Erkennungseinrichtung ausgestattet, die automatisch erkennt, ob ein Schweißprozess oder eine (und ggf. welche) Behandlungsfunktion auszuführen ist, beispielsweise durch Überwachung des betreffenden Anschlusses wie etwa der Buchse 14 mit dem angeschlossenen Behandlungsaufsatz 43 bzw. einem Schweißvorsatz. Dabei kann die Ausbildung der Erkennungseinrichtung auch so sein, dass zwischen verschiedenen Behandlungsaufsätzen 43 unterscheidbar ist.
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Auf die oben beschriebene Weise können über die Leistungseinheit 30 mittels der Schweißeinheit 310 je nach Schweißprozess unterschiedliche Schweißströme und Schweißspannungen bereitgestellt werden. Zusätzlich können über die Behandlungseinheit 320 Behandlungsströme und -spannungen ausgegeben werden. Die Regelung kann dabei Strom-, Spannungs- oder Leistungs-geführt sein. Die Steuerung bzw. Regelung kann primärseitig bzw. sekundärseitig des Transformators erfolgen. Gewisse Prozess- und andere Informationen können über die Steuereinrichtung 20 zurückgekoppelt und über die Anzeigeeinheit 13 dem Benutzer angezeigt werden. Dadurch, dass das Schweißgerät 1 zusätzlich zu verschiedenen Schweißfunktionen auch Behandlungsfunktionen bereitstellt, kann ggf. neben anderen Behandlungsfunktionen die Nachbehandlung von Schweißstellen effizient und verhältnismäßig kostengünstig durchgeführt werden.
