DE102019121380A1 - Welding torch - Google Patents
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Abstract
Ein Schweißbrenner (10) für eine Schweißanlage hat einen Schweißbrennerkopf (12), einen Schweißbrennereinsatz (16) und eine Klemmeinheit (14). Die Klemmeinheit (14) weist dabei ein Halteelement (20) auf, das zwischen einer Klemmposition und einer Aufnahmeposition bewegbar ist, und dazu ausgebildet ist, an dem Schweißbrennereinsatz (16) anzugreifen und den Schweißbrennereinsatz (16) zwischen der Klemmposition und der Aufnahmeposition zu bewegen. In der Klemmposition ist der Schweißbrennereinsatz (16) mit dem Schweißbrennerkopf (12) fluidisch verbunden.A welding torch (10) for a welding system has a welding torch head (12), a welding torch insert (16) and a clamping unit (14). The clamping unit (14) has a holding element (20) which can be moved between a clamping position and a receiving position and is designed to grip the welding torch insert (16) and to move the welding torch insert (16) between the clamping position and the receiving position . In the clamping position, the welding torch insert (16) is fluidically connected to the welding torch head (12).
Description
Die Erfindung betrifft einen Schweißbrenner für eine Schweißanlage.The invention relates to a welding torch for a welding system.
Die Lebensdauer der Elektrode eines Schweißbrenners ist limitiert und muss bei einigen Schweißanlagen bereits nach 10 bis 100 Schweißvorgängen getauscht werden.The service life of the electrode of a welding torch is limited and in some welding systems it has to be replaced after 10 to 100 welding processes.
Um nicht den gesamten Schweißbrenner austauschen zu müssen, hat der Schweißbrenner normalerweise einen Schweißbrennerkopf, an dem endseitig ein Schweißbrennereinsatz mit einer Elektrode angebracht ist. Es muss also nur der Schweißbrennereinsatz getauscht werden.In order not to have to replace the entire welding torch, the welding torch normally has a welding torch head to which a welding torch insert with an electrode is attached at the end. So only the welding torch insert has to be replaced.
Heutzutage werden die Schweißvorgänge oftmals automatisiert von Robotern durchgeführt, sodass es auch notwendig ist, den Schweißbrennereinsatz automatisiert zu tauschen.Nowadays, the welding processes are often carried out automatically by robots, so that it is also necessary to automatically replace the welding torch insert.
Aus dem Stand der Technik sind Systeme zum Wechseln des Schweißbrennereinsatzes bekannt, bei denen der Schweißbrennerkopf mitsamt Schweißbrennereinsatz mittels eines Roboters zu einer Ablage geführt wird. Zum Wechseln des Schweißbrennereinsatzes wird dieser dann zunächst mittels Aufnahmeelementen an der Ablage befestigt. Erst anschließend kann der Schweißbrennereinsatz von dem Schweißbrennerkopf entfernt werden. Dieser Prozess ist allerdings sehr aufwendig und benötigt viel Zeit, sodass der Schweißprozess unnötig in die Länge gezogen wird.Systems for changing the welding torch insert are known from the prior art, in which the welding torch head together with the welding torch insert is guided to a support by means of a robot. To change the welding torch insert, it is first attached to the support by means of receiving elements. Only then can the welding torch insert be removed from the welding torch head. However, this process is very complex and takes a lot of time, so that the welding process is unnecessarily drawn out.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, einen Schweißbrenner bereitzustellen, der eine einfaches und schnelles Wechseln des Schweißbrennereinsatzes ermöglicht.It is therefore the object of the invention to provide a welding torch which enables the welding torch insert to be changed easily and quickly.
Die Aufgabe wird durch einen Schweißbrenner für eine Schweißanlage gelöst, der einen Schweißbrennerkopf, einen Schweißbrennereinsatz und eine Klemmeinheit hat, wobei die Klemmeinheit ein Halteelement aufweist, das zwischen einer Klemmposition und einer Aufnahmeposition bewegbar ist. Die Klemmeinheit ist dabei dazu ausgebildet, an dem Schweißbrennereinsatz anzugreifen und den Schweißbrennereinsatz zwischen der Klemmposition und der Aufnahmeposition zu bewegen. In der Klemmposition ist der Schweißbrennereinsatz mit dem Schweißbrennerkopf fluidisch verbunden.The object is achieved by a welding torch for a welding system which has a welding torch head, a welding torch insert and a clamping unit, the clamping unit having a holding element which can be moved between a clamping position and a receiving position. The clamping unit is designed to grip the welding torch insert and to move the welding torch insert between the clamping position and the receiving position. In the clamping position, the welding torch insert is fluidically connected to the welding torch head.
Der Grundgedanke der Erfindung ist es, den Schweißbrennereinsatz mittels eines einfachen Mechanismus an dem Schweißbrennerkopf zu befestigen, sodass dieser schnell an dem Schweißbrennerkopf befestigt und von dem Schweißbrennerkopf entfernt werden kann. Hierfür ist die Klemmeinheit vorgesehen, die den Schweißbrennereinsatz relativ zum Schweißbrennerkopf mittels eines Halteelements bewegt. Auf diese Weise kann der Schweißbrennereinsatz unmittelbar an der Schweißposition gewechselt werden, sodass ein einfaches und schnelles Wechseln des Schweißbrennereinsatzes ermöglicht wird.The basic idea of the invention is to attach the welding torch insert to the welding torch head by means of a simple mechanism so that it can be quickly attached to the welding torch head and removed from the welding torch head. The clamping unit is provided for this, which moves the welding torch insert relative to the welding torch head by means of a holding element. In this way, the welding torch insert can be changed directly at the welding position, so that the welding torch insert can be changed easily and quickly.
Der Schweißbrennereinsatz ist in der Klemmposition insbesondere auch elektrisch mit dem Schweißbrennerkopf verbunden.In the clamped position, the welding torch insert is also electrically connected to the welding torch head.
Der Schweißbrenner ist insbesondere für eine Schutzgas-Schweißanlage vorgesehen.The welding torch is intended in particular for a protective gas welding system.
Beispielsweise ist der Schweißbrenner für eine Metall-Inertgas-Schweißanlage, insbesondere eine Wolfram-Inertgas-Schweißanlage vorgesehen.For example, the welding torch is provided for a metal inert gas welding system, in particular a tungsten inert gas welding system.
Um eine einfache Befestigung des Schweißbrenners an einem Roboterarm zu ermöglichen, kann eine Halterung an dem Schweißbrenner vorgesehen sein, mittels der der Schweißbrenner an dem Roboterarm befestigt wird.In order to enable simple fastening of the welding torch to a robot arm, a holder can be provided on the welding torch, by means of which the welding torch is fastened to the robot arm.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist das Halteelement im Wesentlichen quer zur Längsrichtung des Schweißbrennereinsatzes angeordnet. Somit kann das Halteelement einfach und stabil an dem Schweißbrennereinsatz angreifen und diesen bewegen.In one embodiment of the invention, the holding element is arranged essentially transversely to the longitudinal direction of the welding torch insert. Thus, the holding element can grip the welding torch insert in a simple and stable manner and move it.
Ein Aspekt der Erfindung sieht vor, dass die Klemmeinheit an dem Schweißbrennerkopf befestigt ist. Auf diese Weise wird eine präzise Positionierung des Schweißbrennereinsatzes an dem Schweißbrennerkopf ermöglicht.One aspect of the invention provides that the clamping unit is attached to the welding torch head. In this way, precise positioning of the welding torch insert on the welding torch head is made possible.
Das Halteelement lässt sich nur entlang der Längsrichtung des Schweißbrennereinsatzes bewegen. Dadurch, dass sich das Halteelement nur in einer Richtung hin- und her bewegt, kann der Schweißbrennereinsatz sehr schnell gewechselt werden.The holding element can only be moved along the longitudinal direction of the welding torch insert. Because the holding element only moves back and forth in one direction, the welding torch insert can be changed very quickly.
Beispielsweise kann der Schweißbrennereinsatz in weniger als einer Minute, insbesondere weniger als 20 Sekunden gewechselt werden. Somit wird die Zeit des Stillstands während des Schweißprozesses aufgrund eines Wechsels des Schweißbrennereinsatzes sehr kurz gehalten.For example, the welding torch insert can be changed in less than a minute, in particular less than 20 seconds. In this way, the downtime during the welding process due to a change in the welding torch insert is kept very short.
Das Halteelement führt also nur eine Linearbewegung aus, sodass das Fixieren des Schweißbrennereinsatzes an dem Schweißbrennerkopf durch das Halteelement von dem Positionieren des Schweißbrennereinsatzes an dem Halteelement entkoppelt wird. Auf diese Weise wird ein relativer Versatz quer zur Klemmrichtung des Schweißbrennereinsatzes zwischen Schweißbrennereinsatz und Schweißbrennerkopf vermieden.The holding element therefore only performs a linear movement, so that the fixing of the welding torch insert on the welding torch head by the holding element is decoupled from the positioning of the welding torch insert on the holding element. In this way, a relative offset transversely to the clamping direction of the welding torch insert between the welding torch insert and the welding torch head is avoided.
Es ist insbesondere vorgesehen, dass der Schweißbrennereinsatz automatisiert getauscht wird. Hierfür kann ein den Schweißbrenner steuernder Roboter vorgesehen sein, der verschiedene Schweißbrennereinsätze mittels des Halteelements aufnimmt.In particular, it is provided that the welding torch insert is exchanged automatically. For this purpose, a robot can be provided which controls the welding torch and which picks up various welding torch inserts by means of the holding element.
Es ist auch denkbar, dass eine zusätzliche Vorrichtung vorgesehen ist, die den Schweißbrennereinsatz von dem Halteelement entnimmt und an dem Halteelement positioniert. Damit kann der Schweißbrennereinsatz direkt am Ort des Schweißens gewechselt werden, sodass nahezu keine Zeit durch die zur Aufnahme des Schweißbrennereinsatzes benötigte Zeit verloren geht.It is also conceivable that an additional device is provided which removes the welding torch insert from the holding element and positions it on the holding element. This means that the welding torch insert can be changed directly at the point of welding, so that almost no time is lost due to the time required to take up the welding torch insert.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass sowohl am Schweißbrennereinsatz als auch am Schweißbrennerkopf jeweils endseitig ein Adapter vorgesehen ist. Auf diese Weise kann der Schweißbrennereinsatz immer in derselben Position an dem Schweißbrennerkopf positioniert werden, sodass ein sehr präzises, automatisches Schweißen möglich ist.In one embodiment of the invention it is provided that an adapter is provided at each end both on the welding torch insert and on the welding torch head. In this way, the welding torch insert can always be positioned in the same position on the welding torch head, so that very precise, automatic welding is possible.
Um eine stabile Verbindung zwischen Schweißbrennereinsatz und Schweißbrennerkopf bereitzustellen, können die Adapter in der Klemmposition mittels einer Steckverbindung fluidisch miteinander verbunden sein.In order to provide a stable connection between the welding torch insert and the welding torch head, the adapters can be fluidically connected to one another in the clamping position by means of a plug connection.
Alternativ oder zusätzlich können die Adapter den Schweißbrennereinsatz und den Schweißbrennerkopf auch elektrisch miteinander verbinden.Alternatively or additionally, the adapters can also electrically connect the welding torch insert and the welding torch head to one another.
Es kann vorgesehen sein, dass die Verbindung zwischen den Adaptern durch eine Pressverbindung realisiert ist. Dies ermöglicht eine schnelle Verbindung und Trennung der Adapter und damit ein schnelles Wechseln des Schweißbrennereinsatzes.It can be provided that the connection between the adapters is realized by a press connection. This enables quick connection and disconnection of the adapter and thus quick changing of the welding torch insert.
Die Klemmeinheit kann dazu ausgebildet sein, eine Presskraft zwischen den Adaptern von 100 N bis 400 N, vorzugsweise zwischen 250 N und 350 N aufzubringen.The clamping unit can be designed to apply a pressing force between the adapters of 100 N to 400 N, preferably between 250 N and 350 N.
In einer Ausführungsform der Erfindung hat das Halteelement eine Aussparung zur formschlüssigen Aufnahme des Schweißbrennereinsatzes. Somit kann der Schweißbrennereinsatz präzise an dem Halteelement platziert werden.In one embodiment of the invention, the holding element has a recess for receiving the welding torch insert in a form-fitting manner. The welding torch insert can thus be placed precisely on the holding element.
Damit das Halteelement zwischen Klemmposition und Aufnahmeposition nur einen geringen Weg zurücklegen muss, kann die Aussparung seitlich zur Bewegungsrichtung des Halteelements offen sein.So that the holding element only has to cover a short distance between the clamping position and the receiving position, the recess can be open laterally to the direction of movement of the holding element.
Es ist optional vorgesehen, dass der Schweißbrennereinsatz eine Nut hat, in die das Halteelement eingreift. Die Nut erstreckt sich dabei in einer Ebene quer zur Bewegungsrichtung des Schweißbrennereinsatzes. Der Schweißbrennereinsatz wird also nur mittels der Nut an dem Halteelement angebracht, wodurch gleichzeitig in der Bewegungsrichtung des Halteelements eine stabile Verbindung geschaffen wird, die quer zur Bewegungsrichtung durch ein einfaches Herausnehmen lösbar ist.It is optionally provided that the welding torch insert has a groove into which the holding element engages. The groove extends in a plane transverse to the direction of movement of the welding torch insert. The welding torch insert is therefore only attached to the holding element by means of the groove, whereby at the same time a stable connection is created in the direction of movement of the holding element, which can be released transversely to the direction of movement by simple removal.
Die Nut kann eine Umfangsnut sein. Auf diese Weise greift das Halteelement an einer beliebigen Position an, sodass eine zeitaufwändige Verdrehung des Schweißbrennereinsatzes in Bezug auf den Schweißbrennerkopf vermieden wird.The groove can be a circumferential groove. In this way, the holding element engages at any position, so that a time-consuming rotation of the welding torch insert with respect to the welding torch head is avoided.
Ferner kann das Halteelement mit einem zur Nut komplementären Rand in die Nut eingreifen. Somit lässt sich das Halteelement im Wesentlichen plattenförmig ausbilden. Durch diese Maßnahme wird Gewicht an der Klemmeinheit eingespart und der Schweißbrenner kann auch an Robotern eingesetzt werden, die nur eine geringe Nutzlast aufweisen.Furthermore, the holding element can engage in the groove with an edge that is complementary to the groove. The holding element can thus be designed essentially in the form of a plate. This measure saves weight on the clamping unit and the welding torch can also be used on robots that only have a low payload.
Es ist denkbar, dass die Klemmeinheit einen Kolben-Zylinderantrieb aufweist, der das Halteelement zwischen der Klemmposition und der Aufnahmeposition bewegt. Der Kolben-Zylinderantrieb ermöglicht eine kompakte Bauweise und ist zudem sehr zuverlässig.It is conceivable that the clamping unit has a piston-cylinder drive which moves the holding element between the clamping position and the receiving position. The piston-cylinder drive enables a compact design and is also very reliable.
Beispielsweise ist der Kolben-Zylinderantrieb ein pneumatischer, hydraulischer oder elektrischer Kolben-Zylinderantrieb.For example, the piston-cylinder drive is a pneumatic, hydraulic or electric piston-cylinder drive.
Um eine gerichtete Bewegung des Halteelements sicherzustellen, kann an dem Halteelement zumindest ein Führungsstab in Längsrichtung des Schweißbrennerkopfes befestigt sein, der in Längsrichtung geführt ist und vom Kolben-Zylinderantrieb bewegt wird.To ensure a directed movement of the holding element, at least one guide rod can be attached to the holding element in the longitudinal direction of the welding torch head, which guide rod is guided in the longitudinal direction and is moved by the piston-cylinder drive.
Das Halteelement ist zum Beispiel an einem Ende des Führungsstabes angeordnet.The holding element is arranged, for example, at one end of the guide rod.
Um die Bewegung des Kolbens des Kolben-Zylinderantriebs auf mehr als einen Führungsstab zu übertragen, kann der Kolben des Kolben-Zylinderantriebs über eine Verbindungsplatte an einem dem Halteelement entgegengesetztem Ende des Führungsstabs angebracht sein.In order to transmit the movement of the piston of the piston-cylinder drive to more than one guide rod, the piston of the piston-cylinder drive can be attached via a connecting plate to an end of the guide rod opposite the holding element.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist an dem Schweißbrennerkopf zumindest eine Gleitführung angebracht, durch die der zumindest eine Führungsstab in Längsrichtung des Schweißbrennerkopfes geführt wird.In one embodiment of the invention, at least one sliding guide is attached to the welding torch head, through which the at least one guide rod is guided in the longitudinal direction of the welding torch head.
Im Allgemeinen ist es denkbar, dass mehrere Führungsstäbe und mehrere Gleitführungen vorhanden sind.In general, it is conceivable that there are several guide rods and several sliding guides.
Beispielsweise sind zwei Gleitführungen, durch die unterschiedliche Führungsstäbe geführt werden, an dem Schweißbrenner vorgesehen.For example, two sliding guides through which different guide rods are guided are provided on the welding torch.
Ferner kann ein Führungsstab auch in zwei Gleitführungen gelagert sein.Furthermore, a guide rod can also be mounted in two sliding guides.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungsform sowie aus den beigefügten Zeichnungen, auf die im Folgenden Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:
- -
1 eine perspektivische Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Schweißbrenners, und - -
2 bis4 die Verfahrensschritte zum Befestigen eines Schweißbrennereinsatzes des Schweißbrenners aus1 .
- -
1 a perspective side view of a welding torch according to the invention, and - -
2 to4th the method steps for attaching a welding torch insert of the welding torch1 .
Die
In der Ausführungsform der
Der Schweißbrenner
Der Schweißbrennerkopf
Die Klemmeinheit
Die Klemmeinheit
Das Halteelement
An entgegengesetzten Enden des Halteelements
Genauer gesagt sind zwei Gleitlager
Wie in
Die Klemmeinheit
Der Kolben-Zylinderantrieb
An dem Kolben
Der Kolben
Die von dem Kolben ausgeübte Kraft wird also gleichmäßig auf die Führungsstäbe
Genauer gesagt ist der Kolben
In der zweiten Position (siehe
Das Halteelement
Der Schweißbrennereinsatz
An dem Schweißende
Das Anschlussende
Der Adapter
In der Ausführungsform der
In der
Die Nut
Mit anderen Worten gesagt, entspricht die Dicke des plattenförmigen Halteelements
Um den Schweißbrennereinsatz
Um den Schweißbrennereinsatz
Anhand der
Die
Um den Schweißbrennereinsatz
Das Halteelement
Hierfür kann eine nichtgezeigte, zusätzliche Vorrichtung vorgesehen sein, die den Schweißbrennereinsatz
Um den Schweißbrennereinsatz
Durch die Bewegung des Halteelements
Wie in
Die
Die Ausführungsform der
Es ist beispielsweise denkbar, dass der Kolben
Weiterhin sind auch andere Querschnittsprofile für den Schweißbrennereinsatz
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