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Schweißpistole zum Lichtbogenschweißen von Rohren an Rohrwände Die
Erfindung bezieht sich auf eine Schweißpistole zum Lichtbogenschweißen von Rohren
an Rohrwände u. dgl. mit einem Pistolengriff und einem Abzugsbügel, mit einer nichtabschmelzenden
Elektrode, mit einem drehbar gelagerten Vorschubmechanismus. für die Elektrode,
mit einem vorstehenden Dorn, der sich in dem anzuschweißenden Rohr drehbar auf dessen
innere Wandung abstützt, und mit einem laufartigen Teil des Pistolenkörpers, aus
zwei konzentrischen Hülsen oder Rohren, die einen hinteren, die: Schutzgas- und
Kühlwasseranschlüsse enthaltenden Kopfteil und einen vorderen, die Düse und den
Spannkegel stützenden Kopfteil miteinander verbinden und zwischen sich das Kühlwasser
führen, nach Patent 1060 071.
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Die Erfindung hat zur Aufgabe, den Gegenstand des Hauptpatents durch
einen einfachen, aber besonders wirksamen Kühlwasserkreislauf weiterzubilden.
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Häufig ist der Kühlwasserkreislauf in Lichtbogen> schweißpistolen
aus einem Raum kreisringförmigen Querschnittes gebildet, der durch zwei einander
gegenüber in einer durch die Pistolenlaufachse: gehenden Ebene liegende Scheidewände
zweigeteilt wird, so daß das Kühlwasser auf der einen Seite längs des Pistolenlaufes
hin und - bereits erwärmt -auf der anderen Seite längs des. Pistolenlaufes zurückfließt.
Eine solche unkonzentrische Wärmeabfuhr aus einem konzentrisch aufgebauten Bauteil
kann zu Spannungen und Verwerfungen des Bauteiles führen. Aber auch konzentrische
Kühlwasserführungen in den laufartigen Teilen von Lichtbogenschweißpistolen sind
nicht mehr grundsätzlich neu.
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Die Erfindung besteht darin, daß in bekannter Weise das innere Rohr
mit ringförmigem Querschnitt ausgebildet ist, daß in bekannter Weise in dem ringförmigen
Raum zwischen Innen- und Außenrohr konzentrisch ein Scheiderohr angeordnet ist,
das in ebenfalls bekannter Weise mit dem hinteren Kopfteil verbunden ist, von dem
vorderen Kopfteil jedoch freisteht, und daß in bekannter Weise das Kühlwasser in
der einen Richtung durch den Raum ringförmigen Querschnittes zwischen dem Außenrohr
und dem Scheiderohr, in der anderen Richtung dagegen in dem Raum ringförmigen Querschnittes
zwischen dem Scheiderohr und dem Innenrohr geführt ist, Die Erfindung wird nunmehr
an Hand der Zeichnungen beschrieben; dabei ist Fig. 1 eine Seitenansicht, zum Teil
als Schnitt dargestellt, einer erfindungsgemäßen Schweißpistole mit einer Rohrwand,
an die ein Rohr angeschweißt ist, Fig. 2 einen Schnitt nach Linie 2-2 der Fig. 6
in verkleinerter Darstellung, wobei einige Teile als Seitenansicht dargestellt sind,
Fig. 3 ein Schnitt nach der Linie 3-3 der Fig. 5 in vergrößerter Darstellung, Fig.4
ein Teil des Schnittes nach der Linie 4-4 der Fig. 2 in vergrößerter Darstellung
(einige Teile weggeschnitten), wobei die Schnittlinie 4-4 auch in Fig. 6 eingetragen
wurde, Fig. 5 eine Einzeldarstellung von Teilen aus Fig. 4, Fig. 6 ein Schnitt nach
der Linie 6-6 der Fig. 1, Fig. 7 ein Schnitt nach der Linie 7-7 der Fig. 2, wobei
einige Teile als Seitenansicht dargestellt sind, Fig. 8 ein Ausschnitt aus Fig.7
in vergrößerter Darstellung.
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Die in den Zeichnungen dargestellte Schweißpistole weist einen metallischen,
hülsenartigen Träger 1 auf, an dem ein radial vorspringender Handgriff 3 befestigt
ist, der von dem Benutzer erfaßt wird und eine Drehung des Trägers verhindert, wenn
die Pistole in Betrieb ist. Wie aus der Zeichnung zu ersehen ist, trägt der Handgriff
einen Auslöser 5, der vom Benutze> für einen Augenblick niedergedrückt wird und
einen Schalter 7 betätigt, der im Handgriff untergebracht ist und kurzzeitig einen
Stromkreis über die Leitungen 9 schließt, die zur Steuereinrichtung führen, wobei
die Schweißpistole eine Reihe von Arbeitsvorgängen durchführt und das Rohr mit der
Rohrwand verschweißt.
Im Innern des hülsenartigen Trägers 1 ist
eine metallische Hülse 13 auf Kugellagern 11 drehbar gelagert, die so ausgebildet
sind, daß sie eine Längsbewegung der Hülse in bezug auf den Träger nicht zulassen.
Zum Drehen der Hülse ist an dieser ein Schneckenrad 15 befestigt, das mit einer
Schnecke 17 im Eingriff steht, die im Träger drehbar gelagert ist und von einem
biegsamen Kabel 19 angetrieben wird, das sich im Innern des biegsamen Rohres 21
befindet, das an dem einen Ende mit dem Träger verbunden ist. Das Kabel 19 selbst
wird von einem nicht dargestellten Motor .angetrieben, der einen Teil der Steuereinrichtung
bildet.
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Im Innern der Hülse 13 befindet sich ein mit dieser drehbarer zylindrischer
Block 23, vorzugsweise aus einem elektrisch isolierenden Material. Dieser Block
weist eine durchgehende Bohrung 25 auf (Fig. 2, 4 und 8), in der eine Hülse 27 drehbar
gelagert ist. Die Hülse 27 selbst besitzt eine exzentrische Bohrung 29; in der der
Lauf 31 der Pistole drehbar ruht. Durch den Lauf hindurch erstreckt sich axial eine
nicht abschmelzende Elektrode 33. Das hintere Ende der Hülse 27 setzt sich in einem
äußeren Kragen 35 fort, der an der rückwärtigen Stirnseite des Blockes 23 anliegt.
An der Rückseite des Kragens 35 ist mit Schrauben 37 ein zweiter, aus zwei Segmenten
39 (Fig. 2 und 6) bestehender Kragen befestigt, wobei der Kragen 35 und diese beiden
Segmente zusammen wieder einen Kragen oder Flansch bilden. Mit der Außenkante dieses
Kragens wirkt ein Metallblock 41 zusammen, der am Block 23 mittels Schrauben 43
befestigt ist. Durch den Block 41 erstreckt sich eine in den Block 23 eingeschraubte
Schraube 45 mit einem Zylinderkopf 47 (Fig. 2 und 6), der an der Außenseite des
Blockes 41 und des aus. den Segmenten 39 bestehenden Kragens anliegt. Normalerweise
hält die Schraube 45 die Hülse 27 am Block 23 nicht drehbar fest. Durch Lockern
der Schraube kann die Hülse jedoch in bezug auf den Block 23 gedreht und die Lage
der Achse des Pistolenlaufes und der von diesem getragenen Elektrode radial in bezug
auf die Drehachse dieses Blockes eingestellt werden.
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Wie am besten aus Fig. 4 und 5 zu ersehen ist, weist der die Elektrode
33 bergende Lauf 31 einen vorderen Kopf 49 und einen hinteren Kopf 51 auf. Der hintere
Kopf ist mit einer axialen, durchgehenden Bohrung 53 versehen, während der vordere
Kopf eine durchgehende Bohrung besitzt, die einen sich nach hinten erweiternden
Teil 55 und einen sich nach vorn erweiternden Teil 57 aufweist. Der hintere Kopf
steht mit dem vorderen Kopf durch ein äußeres zylindrisches Rohr 59 und durch ein
inneres zylindrisches Rohr 61 in Verbindung, wobei die auf Abstand stehenden Rohrwandungen
zwischen sich einen ringförmigen Raum 63 bilden. Um die Köpfe auf diese Weise miteinander
verbinden zu können, ist der vordere Endteil des hinteren Kopfes mit einem Teil
65 kleineren Durchmessers versehen, auf den der hintere Endteil des äußeren Rohres
59 aufgeschoben ist, während der hintere Endteil des vorderen Kopfes mit einem Teil
67 kleineren Durchmessers versehen ist, auf den der vordere Endteil des Außenrohres
aufgeschoben ist. Weiterhin ist das vordere Ende der Bohrung 53 des hinteren Kopfes
mit einem Teil 69 größeren Durchmessers versehen, in den der hintere Endteil des
Innenrohres 61 eingesetzt ist, während das hintere Ende der Bohrung im vorderen
Kopf mit einem Teil 71 größeren Durchmessers versehen ist, in den der vordere Endteil
des Innenrohres eingesetzt ist. Diese Endteile des Innen- und des Außenrohres sind
an den Stellen, an denen sie mit dem hinteren und dem vorderen Kopf durch Ein- oder
Aufsetzen verbunden sind, an den Köpfen befestigt, vorzugsweise durch Hartverlöten,
so daß ein starrer Aufbau gebildet wird.
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Im Innern des ringförmigen Raumes 63 zwischen dem Innenrohr 61 und
dem Außenrohr 59 ist mit Abstand von den beiden genannten Rohren ein drittes Rohr
als Scheiderohr 73 angeordnet, das den genannten ringförmigen Raum in zwei konzentrische,
voll ringförmige Räume 75 und 77 unterteilt. Der vordere Endteil des hinteren Kopfes
51 weist einen Teil 79 mit verringertem Durchmesser auf, auf den der hintere Endteil
des dritten Rohres aufgeschoben ist und an dieser Stelle vorzugsweise durch Hartverlöten
befestigt wird. Das. dritte Rohr endet kurz vor dem hinteren Ende des vorderen Kopfes
49, so daß der an den vorderen Kopf angrenzende ringförmige Raum 63 eine Verbindung
zwischen den beiden ringförmigen Räumen 75 und 77 herstellt.
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Der hintere Kopf ist mit einer quer verlaufenden Bohrung oder einem
Kanal 81 versehen (Fig.3, 4 und 5), die (der) sich an dem einen Ende nach außen
öffnet. Von dieser Bohrung 81 aus führen zum hinteren Ende des ringförmigen Raumes
77 mehrere parallele Kanäle 83, die im hinteren Kopf vorgesehen sind. An der der
Bohrung 81 diametral gegenüberliegenden Seite ist der hintere Kopf mit einer gleichen
quer verlaufenden Bohrung 85 versehen. Von dieser Bohrung aus führen zum hinteren
Ende des ringförmigen Raumes 75 mehrere parallele Kanäle 87, die im hinteren Kopf
vorgesehen sind.
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Wie am besten aus Fig. 4 und 5 zu ersehen ist, ist der hintere Kopf
51 des Pistolenlaufes 31 in der Nähe des vorderen Endes mit einem nach außen vorstehenden
ringförmigen Flansch 89 versehen, der drehbar in einer ringförmigen Nut 91 sitzt;
die in der Hülse 27 am hinteren Ende deren Bohrung vorgesehen ist; in dieser Nut
wird der Flansch durch den von den beiden Segmenten 39 gebildeten Kragen festgehalten.
Diese Segmente sitzen in einer ringförmigen Vertiefung 93 an der Außenseite des
hinteren Kopfes in der Nähe des. ringförmigen Flansches 89. Mit Hilfe dieser Konstruktion
wird der Pistolenlauf, wenn die Schrauben 37 angezogen sind, in der Hülse 27 drehbar
festgehalten, kann jedoch keine Längsbewegung in bezug auf diese Hülse ausführen;
diese Konstruktion sieht ferner vor, daß der Teil des hinteren Kopfes an der linken
Seite des von den Segmenten 39 gebildeten Kragens nach Fig.1 und 2 einen Laufteil
95 bildet, der vom hülsenartigen Träger 1 und dem in diesem drehbar ruhenden Block
23 aus nach hinten vorsteht.
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Die Querbohrungen 81 und 85 des hinteren Kopfes 51 des Pistolenlaufes
befinden sich in dem obengenannten, nach hinten vorstehenden Teil 95. In das offene
Ende der Bohrung 81 ist ein Winkelnippel 97 (Fig.6) eingesetzt und dort vorzugsweise
durch Schweißen oder Hartverlöten befestigt, während das freie Ende dieses Nippels
mit einem biegsamen Gummischlauch verbunden ist. Ebenso ist in das offene Ende der
Bohrung 85 ein zweiter Winkelnippel 101 eingesetzt und in der gleichen Weise dort
befestigt, während an dem freien Ende dieses Nippels ein biegsamer Gummischlauch
befestigt ist (103). Wird der Schlauch 99 an eine unter Druck stehende Kühlwasserquelle
angeschlossen, so strömt
Kühlwasser durch die Bohrung 81 und die
Kanäle 83 in den das Rohr 73 umgebenden ringförmigen Raum 77 bis zum vorderen Kopf
der Pistole und von hier aus durch den von dem genannten Rohr umschlossenen ringförmigen
Raum 75 und durch die Kanäle 87 zur Bohrung 85, durch die das Wasser in den Schlauch
103 geleitet wird, der zu einem geeigneten Abwasserbehälter führt.
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Wie aus den Zeichnungen zu ersehen ist, sitzt die Elektrode 33 gleitend
in der Bohrung des hülsenartigen Gliedes 105, das sich axial durch den Lauf vom
hinteren Kopf zum vorderen Kopf erstreckt. Dieses hülsenartige Glied ist am vorderen
Ende mit einem Kopf 107 versehen, der eine nach vorn sich kegelstumpfartig verjüngende
Außenseite aufweist, die in die kegelstumpfförmige Fläche des sich nach hinten erweiternden
Bohrungsteiles 55 des vorderen Kopfes 49 des Pistolenlaufes hineinpaßt. Der Kopf
107 und der angrenzende Teil des Gliedes 105 ist mit mehreren in der Längsrichtung
verlaufenden Schlitzen 109 versehen, die den Kopf in mehrere elastische Backen aufteilen,
die die Elektrode erfassen, wenn das Glied nach vorn gedrückt wird, wobei die kegelstumpfförmige
Fläche des Bohrungsteiles 55 die Bakken radial nach innen drückt. Das Glied 105
ist am hinteren Ende mit einem Kopf 111 versehen, der in der Mittelbohrung des hinteren
Kopfes 51 gleitbar sitzt. Das hintere Ende dieser Bohrung ist, wie bei 113 dargestellt,
mit Innengewinde versehen, in das der Schaft 115 eines Gliedes mit einem gerändelten
Knopf 117 an der Rückseite des hinteren Kopfes eingeschraubt ist, durch das hindurch
die Elektrode sich bis zur Rückseite des genannten Kopfes erstreckt. Durch Erfassen
des Kopfes 117 kann der Benutzer das zugehörige Glied drehen, wobei das Glied
105 nach vorn gedrückt wird mit der Wirkung, daß die Elektrode in die Backen eingespannt
wird, während die Backen die Elektrode freigeben, wenn der genannte Kopf in dem
Sinne gedreht wird, daß der Druck auf das Glied 105 nach vorn aufgehoben wird. In
dieser Weise kann die Elektrode in der Längsrichtung in bezug auf den Pistolenlauf
eingestellt werden.
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Der hintere Kopf der Pistole ist mit einer Bohrung 119 versehen (Fig.
3 und 6), die die Mittelbohrung 53 des hinteren Kopfes mit dessen Außenseite verbindet.
In diese Bohrung 119 ist das eine Ende eines Nippels 121 eingesetzt und dort durch
Schweißen oder Hartlöten befestigt, während das entgegengesetzte Ende des Nippels
mit einem biegsamen Gummischlauch 123 verbunden ist, der zu einer unter Druck
stehenden Schutzgasquelle führt. Wird dieses Gas durch den Schlauch und den Nippel
zur Bohrung 53 geleitet, so strömt es durch diese Bohrung und durch das Rohr 61
zum vorderen Ende dieses Rohres und durch die Schlitze 109 des Gliedes 105 in den
sich nach vorn erweiternden Teil 57 der Bohrung des vorderen Kopfes und von hier
aus in eine hülsenförmige Düse 125, die vom vorderen Kopf getragen wird, von diesem
aus nach vorn vorsteht und die Elektrode konzentrisch umgibt. Das Gas verläßt die
Düse als ringförmige Strömung, die die Elektrode und den von dieser erzeugten Lichtbogen
umgibt, so daß dieser und der vom Lichtbogen getroffene Teil des Arbeitsstückes
abgeschirmt wird.
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Zur Versorgung der Elektrode mit Schweißstrom ist ein biegsames elektrisches
Kabel 127 vorgesehen, das sich durch den biegsamen Wasserschlauch 99 hindurch erstreckt
und an den Nippel 97 angeschweißt oder mit Hartlot angelötet ist. Dieses
Kabel führt zur Steuereinrichtung für die Pistole, von wo es mit Schweißstrom versorgt
wird. Da der Nippel 97 mit dem metallischen Pistolenlauf elektrisch in Verbindung
steht und da das Glied 105 mit den die Elektrode erfassenden Backen mit dem Lauf
und der Elektrode elektrisch in Verbindung steht, so wird die Elektrode über das
Kabel 127 wirksam mit Schweißstrom versorgt.
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Aus der obenstehenden Beschreibung der Konstruktion ist zu ersehen,
daß, obwohl der Pistolenlauf und die Elektrode sich im ganzen um die Achse des Blockes
23 drehen, wenn dieser gedreht wird, der Lauf sich jedoch nicht dreht, da von den
Schläuchen 99, 103 und 123 ein Widerstand gegen eine Drehung ausgeübt wird. Dadurch
wird verhindert, daß sich diese Schläuche umeinander drehen, wenn die Elektrode
um die Achse des Blockes 23 gedreht wird.
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Wie aus den Zeichnungen ferner zu ersehen ist, weist die Pistole einen
nach vorn vorstehenden Dorn 129 auf, dessen hinteres Ende durch einen Teil 131 mit
dem vorderen Ende der den Block 23 tragenden Drehhülse 13 verbunden ist. Dieser
Dorn wird in die Bohrung des mit der Rohrwand 135 zu verschweißenden Rohres 133
(Fig. 1) eingeführt und sitzt drehbar im Rohr, so daß die: Drehachse der genannten
Hülse und des Blockes auf die Achse des Rohres ausgerichtet und dabei die Elektrode
in die geeignete radiale Entfernung von der genannten Achse gebracht wird, die erforderlich
ist, damit der Lichtbogen die Verbindungsstelle zwischen dem Rohr und dem Rohrblech
verschweißen kann, wenn die Elektrode um diese Verbindungsstelle herumgeführt wird.
Zugleich liegt der vordere Kantenteil des hülsenartigen Trägers 1 an der Rohrwand
an, wobei die Spitze der Elektrode den geeigneten Abstand von der Verbindungsstelle
in der Längsrichtung der Rohrachse erhält.