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Rohrförmiges Schweißbrennermundstück mit austauschbaren Führungs-
und Kontaktbacken Die Erfindung betrifft ein rohrförmiges Schweißbrennermundstück
für durchlaufenden Schweißdraht mit innen angeordneten langen, radial zueinander
beweglichen und durch Federn gegeneinandergedrückten austauschbaren Führungs- und
Kontaktbacken.
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Bei der automatisierten elektrischen Lichtbogenschweißung besteht
die Schweißelektrode gewöhnlich aus einem Draht kreisförmigen Querschnitts und verhältnismäßig
großer Länge. Dieser Draht wird der Schweißstelle ununterbrochen von einer Spule
durch eine Zufuhrvorrichtung, gewöhnlich in Form von Zufuhrrollen, zugeführt. Um
den Draht gegen die Schweißstelle zu führen, wird ein Mundstück verwendet.
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Die einfachste Form eines Mundstücks besteht aus einer festen, runden
Drahtführung, wobei die Elektrode durch ein Loch eines zweckmäßig abgepaßten Durchmessers
geführt wird, so daß die erforderliche Führung und ein elektrischer Kontakt zwischen
Draht und Mundstück entsteht. Obgleich dieser Elektrodenhalter einfach ist, ist
er nicht gänzlich befriedigend. Es ist nämlich schwer, einen zweckdienlich abgepaßten
Kontaktdruck zwischen Elektrode und Mundstück aufrechtzuerhalten, was mit sich bringt,
daß der Schweißstrom ungleichförmig werden kann. Diese Konstruktion kann zweckmäßig
lediglich für kleinere Elektroden verwendet werden, wo entsprechend niedrigere Stromstärken
beim Schweißen entstehen.
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Um die Führung des Drahtes zu verbessern und um vor allem einen besseren
Anpreßdruck zwischen Elektrode und Halter zu erreichen, ist es bekannt, den Halter
in solcher Weise auszuführen, daß der Draht zwischen zwei federangepreßten Kupferbacken
läuft. Diese Backen haben für gewöhnlich eine parallelepipedische Gestalt mit einer
Rinne halbkreisförmiger Querschnittsform; welche gegen den Draht an gegenüberliegenden
Seiten desselben anliegt. Die Backen werden beispielsweise mittels einer Blattfeder
an ihrer Außenseite angepreßt. Hierdurch wird eine Verbesserung des Kontaktdruckes
wie auch ein gewisses Richten des Drahtes erreicht, welcher für gewöhnlich in den
Halter in schwacher Bogenform eingeschoben wird.
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Obschon besser als der einfache runde Halter, ist der letztgenannte
Halter nicht ganz ohne Nachteile. So bringt die Konstruktion mit sich, daß der Halter
infolge der Formgebung der Backen und der umgebenden Teile einen in der Hauptsache
rechteckigen Querschnitt erhält. Dies hat zur Folge, daß der Halter in Abhängigkeit
von dem Raum an der Schweißstelle eingestellt werden muß. Wenn beispielsweise eine
Kehlschweißnaht an einer Ecke zwischen zwei winkelgestellten Blechen ausgeführt
wird, so muß der Halter mit seiner größten Breite in Richtung der Ecke eingestellt
werden. Dies ist mit Rücksicht auf die Drahtführung aus dem Drähtvorrat und hinsichtlich
der dadurch bedingten Anpreßrichtung der Bakken gegen den Draht nicht inimer gewünscht.
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Ferner macht sich der Nachteil bemerkbar, insbesondere bei Pulverschweißung,
daß das Schweißpulver bei der bekannten, aus konstruktiven Gründen offenen Düse
leicht zwischen Draht und Backe gelangt und letztere schief abnutzt. Wenn die Führungsrinne
dabei allzu tief ausgekehlt wird, beispielsweise am einen Ende, stoßen die Backen
zusammen, so daß der Anliegedruck zwischen Draht und Backe herabgesetzt wird. Die
Aufgabe liegt somit, im Zustandebringen eines möglichst gleichförmig verteilten
Anliegedruckes.
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Da bei bekannten Schweißbrennern die Feder, die das Kontaktstück an
den Elektrodendraht andrückt, im Mundstück nahe dem Lichtbogen liegt, besteht die
Gefahr, daß sie ausglüht und ihre Federkraft verliert. Soll der Kontaktdruck verändert
werden, dann muß gewöhnlich die Feder ausgewechselt werden.
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Vorliegende Erfindung zielt darauf, die obengenannten Übelstände zu
vermeiden und schlägt eine Lösung der genannten Aufgabe vor.
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Die Erfindung besteht darin; daß mindestens eine Kontaktbacke an über
ihre Länge gleichmäßig verteilten Angriffspunkten durch in einer oder mehreren gegenüber
der betreffenden Kontaktbacke offenen, an einem Ende geschlossenen Rinnen, Kanälen
od. dgl.
im Rohrkörper in zickzackförmigen Reihen angeordnete und
unter einem in Rinnenrichtung ausgeübten Federdruck stehende Kugeln gegen den axial
durchlaufenden Schweißdraht angedrückt wird.
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Eine zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß die
Kugeln und Rinnen derart angeordnet sind, daß sich jeweils abwechselnd eine Kugel
an der Kontaktbacke und die nächste an der Rinnenrückwand abstützt. Auch kann der
den Kontakten zugewendete Teil der Rinnen eine geringere Breite als der übrige Teil
der Rinne und als der Durchmesser der Kugeln haben.
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Vorteilhafterweise sind die Rinnen und Kontaktbacken in der Längsrichtung
des rohrförmigen Mundstücks orientiert, wobei Vorkehrungen zum Zustandebringen von
Einspannkräften in dieser Richtung wirken. Eine andere zweckmäßige Ausbildung der
Erfindung wird dadurch erreicht, daß die bewegliche Kontaktbacke durch zwei Reihen
von Kugeln, die in einen Winkel von 90' miteinander bildenden Rinnen angeordnet
sind, radial beeinflußt wird.
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Die Erfindung wird mit Hinweis auf die Zeichnung näher erklärt, und
zwar zeigt F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform der Erfindung,
F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie I1-11 der Fig.l, und F i g. 3 eine Vorderansicht
der Vorrichtung, teilweise im Schnitt.
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Der gezeigte Schweißelektrodenhalter besteht aus einem rohrförmigen
Körper 1, dessen vorderer Hohlraum 2 größeren Innendurchmesser hat als der hintere
Hohlraum 3. Im vorderen Hohlraum 2 sind zwei Backen 4, 5 angeordnet. Die eine Backe
4 ist mittels Schrauben 6 am Körper 1 befestigt, während die andere Backe 5 zur
Backe 4 hin und von dieser fort beweglich ist. In axialer Richtung ist die Backe
5 gegen Verschiebung durch einen im Körper 1 angebrachten Stift 7 gesperrt, welcher
mit einer Nut 8 in der Backe zusammenwirkt. Jede der Backen 4 und 5 ist mit einer
axial verlaufenden rinnenförmigen Ausnehmung 9 bzw. 10 versehen. Diese Ausnehmungen
bilden zusammen denjenigen Kanal, durch welchen der Schweißdraht zu führen ist.
Bei der Herstellung der Backen verfährt man zweckmäßig so, daß eine Stange aus einer
Kupferlegierung od. dgl. zu dem erforderlichen Durchmesser gedreht wird, daß eine
Nut 8 in die Manteloberfläche eingedreht wird, und daß die Stange mit einer mittleren,
axial durchgehenden Ausbohrung mit einem Durchmesser versehen wird, welcher demjenigen
des Schweißdrahtes entspricht. Darauf wird die Stange längs einer axial verlaufenden
Ebene 11 in zwei Hälften aufgesägt, welche somit die genannten Backen bilden. Darauf
wird die eine Hälfte 4 mit Befestigungslöchern für die Schrauben 6 versehen.
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Der Körper 1 ist radial nach außen vom Hohlraum 2 außerhalb der beweglichen
Backe 5 mit zwei in einem Winkel von 90 Grad im Verhältnis zueinander angeordneten
Rinnen 12,13 mit parallelen Seitenwänden versehen, deren Bodenteil eine etwas geringere
Breite hat als die Rinne im übrigen und gegen den Hohlraum 2 offen ist. Rings um
den Körper und die genannten Rinnen abdeckend ist eine Hülse 14 vorgesehen. In den
Rinnen sind Reihen von Kugeln 15 angeordnet, welche eine solche Abmessung haben,
daß sie sich in den Rinnen frei bewegen können, nicht aber aus den Bodenteilen derselben
gegen den Hohlraum 2 hinabfallen können. Indessen müssen sie in solchem Ausmaß aus
genannten Bodenteilen hinausdringen können, daß sie sich an der Manteloberfläche
der Backe 5 abstützen können. Durch eine derartige Anordnung können die Backen aus
dem Hohlraum 2 herausgenommen werden, ohne daß die Montierung und die Eichung der
Kugeln geändert zu werden braucht. Die Rinnen haben eine solche Höhe, daß die Kugeln
in zickzackförmigen Reihen angeordnet werden können. Auf die Kugeln wirkt ein Kolben
16, der seine Preßkraft durch eine Schraubenfeder 17 erhält. Letztere ist zwischen
dem Kolben und einem in einer Bohrung 18 in der Verlängerung der Rinne eingeschraubten
Pfropfen 19 eingespannt. In fester Vereinigung mit dem Körper sind elektrische Anschlußvorrichtungen
20 vorgesehen.
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Der Zusammenbau des gezeigten Elektrodenhalters erfolgt auf folgende
Weise: Nach Aufschrumpfen der Hülse 14 wird die Backe 4 mittels der Schrauben 6
befestigt. Anschließend wird die Backe 5 hineingeführt und mittels des Stiftes 7
axial festgelegt. Durch die Bohrung IS werden die Kugeln 15 hineingeführt.
Dabei wird darauf geachtet, daß die letzteren die genannte Zickzackstellung einnehmen.
Sodann wird der Kolben 16 mit der Feder 17 eingeführt und der Pfropfen 19 festgeschraubt.
Die elektrischen Anschlußglieder 20 werden im Anschluß daran an ihrem Platz angebracht.
Der Halter ist sodann bereit, an der Schwezßdrahtzuführungsvorrichtung (nicht gezeigt)
befestigt zu werden.
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Nach der Befestigung an der Schweißdrahtzuführungsvorrichtung wird
der Schweißdraht (nicht gezeigt) nach unten durch den Hohlraum 3 zwischen den Backen
und den längsverlaufenden Ausnehmungen 9 und 10 hindurchgeführt. Dabei
wird die Backe 5 in radialer Richtung verschoben. Hierdurch entsteht ein im wesentlichen
der Stärke des Sägeschnittes bei der Herstellung der Backen entsprechender Spalt
zwischen den Backen. Der Draht wird durch den Halter hindurch weiter hinaus zur
Schweißstelle verschoben.
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Wie sich aus der Zeichnung klar ergibt, wird eine sehr gleichförmige
Verteilung des Anliegedruckes der Backen gegen den Schweißdraht erzielt, indem jede
zweite Kugel gegen die Backe gepreßt wird, so daß eine Mehrzahl längs der Backe
gleichförmig verteilter Angriffspunkte gebildet wird. Ferner kann durch Änderung
des Einschraubens des Pfropfens 19 und/oder der Spannung der Feder 17 der
Kontaktdruck zwischen den Backen und dem Draht leicht eingestellt werden, wodurch
eine gleichförmige Stromzufuhr und ein gleichförmiger Schweißverlauf gesichert werden.
Bei der gezeigten Konstruktion kommen keine Federelemente in unmittelbarer Berührung
mit den Bakken 5 vor, welche durch Wärmeübertragung beschädigt werden könnten. Die
beschriebene Ausführungsform weist einen kreisförmigen Querschnitt verhältnismäßig
geringen Durchmessers auf. Der Halter kann daher verschiedenen Stellungen leicht
angepaßt werden, und zwar unabhängig vom Raume um die Schweißstelle. Der Halter
bildet eine gänzlich geschlossene Konstruktion, wodurch der Überstand vermieden
wird, daß Schweißpulver zwischen Draht und Backen gelangt und eine übermäßige Abnutzung
veranlaßt.