DE1071250B - Spannfutter mit spannzangenartiger Einspannung der Elektrode in Schweißbrennern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Spannfutter zur Halterung stabförmiger, nicht abschmelzender Elektroden in Lichtbogenschweiß- oder -Schneidbrennern mit einer die Elektrode umfassenden Haltebüchse, deren hinteres Ende über das Hinterende der darin gehalterten Elektrode übersteht und an dem Spannmittel anliegt, mittels welchem der spannzangenartige Vorderteil der Haltebüchse an den sich verengenden Teil der Innenfläche der Spannhülse angepreßt wird, wobei das Spannmittel vorzugsweise die Form einer den röhrenförmigen Arbeitskopf hinten abschließenden Kappe hat.

In Verbindung mit Schweißverfahren, bei welchen sich nicht verbrauchende Schweißelektroden unter Zu^ führung eines Schutzgases Anwendung finden, sind stabförmige Wolframelektroden bzw. stabförmige Elektroden aus einem ähnlichen nicht abschmelzenden Material bereits seit geraumer Zeit in Verwendung. Um eine einwandfreie Wirkung derartiger Elektroden sicherzustellen, ist es erforderlich, dieselben in einer bestimmten Stellung mit Bezug auf eine Düse, durch —welche-das-Schutzgas-zugeführt-wird.-zuJhaLtern.-wo^- bei jedoch bemerkt wird, daß im allgemeinen die Stel-. lung der Elektrode für den Schweißvorgang nicht entscheidend ist.

Derartige Elektroden werden aber auch bei dem in jüngerer Zeit entwickelten sogenannten Wolfram-Schutzgas-Schneidverfahren angewandt. Bei diesem Verfahren wird jedoch eine beträchtliche Hitze im Lichtbogen erzeugt, und die Elektrode reicht dabei bis in einen verengten Teil der Düse hinein, so daß es notwendig ist, zum Zwecke einerseits der Verminderung der Elektrodenabnutzung und der Düsenabnutzung und andererseits der genau zentrischen Anordnung die Elektrodenspitze genau auf die Düsenachse des Schweißkopfes einzustellen.

Zweck der Erfindung ist infolgedessen die Schaffung eines Spannfutters zur Halterung stabförmiger Elektroden in einer genauen Arbeitsstellung innerhalb eines Schweiß- bzw. Schneidkopfes.

Die Erfindung besteht darin, daß die Haltebüchse vorn an einer kegelig bzw. abgerundet sich verengenden Innenfläche dei Spannhülse derart anliegt, daß eine durch die. Düsenöffnung begrenzte allseitige Verschwenkung der Elektrode innerhalb des Brennerkopfes möglich ist durch Einstellmittel in Form von Einstellschrauben, die in einer quer zur Elektrodenachse verlaufenden Ebene liegen.

Eine beispielsweise Aiisführungsform eines Spannfutters nach der Erfindung wird nunmehr unter Bezug auf die Zeichnung in Verbindung mit einem Schweißkopf zur Durchführung des Wolfram-Schutzgas-Lichtbogenschneidverfahrens beschrieben.

Fig. 1 der Zeichnung zeigt einen Axialschnitt durch einen derartigen Schneidkopf, während

Spannfutter

mit spannzangenartiger Einspannung
der Elektrode in Schweißbrennern

Anmelder:

The British Oxygen Company Limited,
»ο London

Vertreter: Dipl.-Ing. R. Holzer, Patentanwalt,
Augsburg, Philippine-Welser-Str. 14

jj Beanspruchte Priorität:

Großbritannien vom 29. August 1957

Peter Leslie Beck, Potters Bar, Middlesex,
und George Benjamin Blackhurst, Stanmore Middlesex

(Großbritannien),
sind als Gründer genannt worden

Fig. 2 eine. Unteransicht des Spannfutters nach der Erfindung zeigt. ■

Der Schneidkopf weist ein im wesentlichen röhrenförmiges Gehäuse 1 auf, an dessen einem Ende ein Düsenkörper 2 befestigt ist. In diesem Gehäuse ist eine stabförmige Elektrode 3 aus Wolfram oder ähnlichem für derartige Zwecke geeignetem Werkstoff derart befestigt, daß die Elektrodenspitze 4, deren Querschnitt kleiner als der Hauptträger der Elektrode ist, in eine enge zylindrische Durchtrittsöffnung 5 des Düsenkörpers2 hineinragt. Diese Durchtrittsöffnung 5 ist in einer wassergekühlten Auslaßdüse 6 aus Kupfer gebildet, die während des Schneidvorgangs einer bcträchtlichen Hitzeeinwirkung ausgesetzt ist, die dadurch entsteht daß der von der Elektrodenspitze 4 ausgehende, zu einem in der Zeichnung nicht dargestellten Werkstück verlaufende Lichtbogen durch die enge Durchtrittsöffnung der Düse hindurch verläuft.

wobei ein diesen Lichtbogen und die Elektrodenspitze 4 umgebender Schutzgasstrom ebenfalls durch diese Durchtrittsöffnung 5 hindurchgeführt wird. Die beste Wirkung des Schneidkopfes ergibt sich dann, wenn die Elektrodenspitze 4 genau in der Mitte der

So Durchtrittsöffnung 5 liegt.

Gemäß der Erfindung ist in dem Gehäuse 1 eine Spannhülse 25 angeordnet, welche eine Innenbohrung von im wesentlichen gleichbleibendem kreisförmigem Querschnitt aufweist. Diese Irinenbohrung geht am

909 649/485

Claims (1)

1. vorderen Ende der Spannhülse 25 in einen kegelförmigen Sitz 7 über, dessen Kegel sich in Richtung auf die Elektrodenachse hin verengt. Die im Spannfutter 8 gehalterte Elektrode 3 liegt infolgedessen innerhalb der Bohrung des Spannfutterlagers 6. Das Spannfutter 8 selbst besteht aus einer röhrenförmigen Büchse, welche eine in der Nähe der Elektrodenspitze 4 gelegene Spannzange 9 von größerer Wandstärke aufweist, welche mit Radialschlitzen versehen ist. Diese Spannzange 9 weist eine Innenbohrung auf. deren Querschnitt etwas größer ist als die übrige Innenbohrung der Büchse 8. Das äußere Ende 10 dieses verstärkten Zangenteils 9 ist kugelig ausgebildet. Die kugelige Endfläche 10 der Spannzange 9 liegt an der kegelig verengenden Fläche 7 der Spannhülse 25 an und gestattet somit eine begrenzte Verschwenkbaikeit der Elektrodenspitze 4 innerhalb der Durchtrittsöffnung 5 des Düsenkörpers.

   Die Elektrode 3 kann infolgedessen innerhalb des Arbeitskopfes so bewegt werden, daß eine genaue Zentrierung der Elektrodenspitze 4 innerhalb der Durchtrittsöffnung 5 der Düse möglich ist. Die Einspannung der Elektrode 3 innerhalb des Spannfutters 8 wird dadurch bewirkt, daß die kugelige Endfläche 10 der Spannzange 9 an die kegelig sidh verengende Fläche 7 der Spannhülse 25 angepreßt wird.

   Das vom Düsenkörper 2 abgelegene Ende des Gehäuses 1 wird durch eine Spannfutterkappe 11 aus isolierendem Werkstoff abgeschlossen, deren mit einem Gewinde versehener, im wesentlichen röhrenförmiger Einsatz 12 mit einem Gewinde 13 zusammenwirkt, das an diesem Ende des Gehäuses 1 angeordnet ist. Das Spannfutter 8 sitzt lose in dem Einsatz 12 und ragt über das Ende der Elektrode 3 hervor, wobei das Spannfutter 8 durch einen Einsatz 14 hinten abgeschlossen wird. Die kugelige Endfläche 10 der Spannzange 9 der Haltebüohse 8 wird dadurch an die sich kegelig verengende Fläche 7 der Spannhülse 25 angepreßt, daß die Spannfutterendkappe 11 in das Gehäuse 1 längs des Gewindes 13 eingeschraubt wird, so daß die Endkappe mit dem Endverschluß 14 des Spannfutters 8 in Anlage kommt. Drei in Fig. 2 im einzelnen ersichtliche Schrauben 15, die in der Horizontalebene um 120° gegeneinander versetzt sind, sind in entsprechende Gewindelöcher der Spannfutterkappe 11 eingeschraubt und liegen mit ihren Enden am Außenumfang des oberen Endes des Spannfutters 8 an. Durch entsprechende Einstellung dieser Einstellschrauben 15 ist es möglich, die Elektrode 3 in jeder beliebigen Lage innerhalb ihrer begrenzten Verschwenkbarkeit im Gehäuse 1 zu haltern. Im praktischen Gebrauch wird eine in der. Zeichnung nicht dargestellte Einstellehre in die Durchtrittsbohrung 5 des Schneidkopfdüsenkörpers 2 eingeführt, um eine genaue Zentrierung der Elektrodenspitze 4 in ihrer Arbeitslage innerhalb dieser Durchtrittsöffnung 5 sicherzustellen, worauf die Einstellschrauben 15, welche die Elektrodenspitze 4 in dieser Stellung festhalten, angezogen werden.

   Mittels der vorliegenden Erfindung ist es möglich, innerhalb von Lichtbogenschneidköpfen auch solche Elektroden zu verwenden, die nicht genau gerade sind, wobei eine jeweilige Neuzentrierung der Elektrode jedesmal dann vorgenommen wird, wenn die Elektrode zum Zwecke des Ausgleichs der auch bei sogenannten sich nicht verbrauchenden Elektroden auftretenden Abnutzung vorgeschoben wird.

   Durch die Zuoammenwirkung der beiden Flächen 10 und 7 des Elektrodenspannfutters gemäß der Erfindung ergeben sich zwei wichtige Wirkungen. Eincrseits gestattet die Linienanlage zwischen diesen beiden Flächen die allseitige Verschwenkung des Spannfutters 8 innerhalb des Gehäuses 1, und andererseits wirkt die sich kegelig verengende Fläche 7 im Sinne einer Einspannung der Elektrode 3 durch Zusammendrücken der Spannzange 9. Diese zweite Wirkung kann auch durch Madenschrauben erzielt' werden, welche in entsprechenden Gewindebohrungen des Spannfutters 8 angeordnet sind. In diesem Fall braucht keine sich kegelig verengende Innenfläche 7

   so vorgesehen zu sein, und es genügt, wenn diese Innenfläche entweder kugelig oder in anderer Weise abgerundet ausgebildet ist, um die allseitige Verstellung des Spannfutters zu ermöglichen.

   Zur Zuführung des Schutzgases zum Gehäuse 1 ist eine Zufiihrungsröhre 17 vorgesehen, wobei dieses Gas sodann um das Spannfutter 8 herum durch Radialbohrungen in der Spannhülse 25 hindurchströmen kann, wonach es in den sich um die Elektrodenspitze4 herum erstreckenden Raum der Durchtrittsöffnung 5 gelangt. Durch entsprechende Anschlußrohre 18 und 19 wird dem Düsenkörper 2 Kühlwasser zugeführt bzw. von diesem abgeführt, wobei dieses Kühlwasser außerdem durch Kanäle 20 und 22 strömt, um in dem Raum 23 umlaufen zu können, der zwischen dem Düsenkörper 2 und der Austrittsdüse 6 gebildet wird.

   PATENTANSPRUCH:

   Spannfutter zur Halterung stabförmiger, nicht abschmelzender Elektroden in Lichtbogenschweißoder -Schneidbrennern mit einer die Elektrode umfassenden Haltebüchse, deren hinteres Ende über das Hinterende der darin gehalterten Elektrode übersteht und an dem Spannmittel anliegt, mittels welchem der spannzangenartige Vorderteil der Haltebüchse an den sich verengenden Teil der Innenfläche der Spannhülse angepreßt wird, wobei das Spannmittel vorzugsweise die Form einer den röhrenförmigen Arbeitskopf hinten abschließenden Kappe hat, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltebüchse (8, 9) vorn an einer kegelig bzw. abgerundet sich verengenden Innenfläche (7) der Spannhülse (25) derart anliegt, daß eine durch die Düsenöffnung (5) begrenzte allseitige Verschwenkung der Elektrode (3, 4) innerhalb des Brennerkopfes möglich ist durch Einstellmittel in Form von Einstellschrauben (15), die in einer quer zur Elektrodenachse verlaufenden Ebene liegen.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   USA.-Patentschrift Nr. 2 794 898.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen