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Schutzgas-Lichtbogen-Schweißanlage mit kontinuierlich zugeführter
und sich aufbrauchender Elektrode Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine
Schweißanlage, mittels deren ein dünner Draht, der als kontinuierlich zugeführte
und sich aufbrauchende Elektrode dient, nach dem elektrischen Lichtbogen-Schweißverfahren
unter Verwendung eines Schutzgases als Auftragmittel verschweißt wird.
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Die bisher bekannten Schweißanlagen dieser Art bestehen aus einem
Gerät, einem Brennerkopf, welcher mit einem Handgriff versehen ist und das eigentliche
Schweißwerkzeug darstellt, und einem flexiblen Kabel, welches die Zuleitungen für
den Schweißdraht, das Schutzgas und den Schweißstrom enthält und als Schlauchpaket
das Gerät mit dem Brennerkopf verbindet.
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Das Gerät, welches also über das flexible Kabel den Brennerkopf mit
den zum Schweißen erforderlichen Medien versorgt, ist meist als geschlossener Kasten
ausgebildet und vielfach mit Fußrollen ausgerüstet, damit es leichter an den jeweiligen
Arbeitsplatz herantransportiert werden kann.
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Am Handgriff der Brennerköpfe, die gerade oder gebogen ausgebildet
sein können, ist meistens ein Steuerschalter angebracht, mit dessen Hilfe über ein
Steuerstromkabel die erforderliche Regulierung für den Schweißstrom, die Schutzgaszufuhr
und den Drahtvorschub vorgenommen wird.
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Diese Schweißanlagen haben den Nachteil, daß die Lage des Steuerschalters
gegenüber dem Brennerkopf unveränderbar ist, so daß der Schweißer vor oder vor allem
während des Schweißens den Schalter nicht in die von ihm gewünschte relative Lage
zum Brennerkopf bringen kann. Dies wirkt sich vor allem beim gebogenen Brennerkopf,
der vom Schweißer in eine ganz bestimmte, aber von Fall zu Fall verschiedene und
auch je nach der Arbeitsweise des betreffenden Schweißers abweichende Arbeitslage
gegenüber dem Werkstück gebracht wird, oftmals recht ungünstig aus, weil zwangläufig
mit der Veränderung der Arbeitslage des Brennerkopfes eine unbeabsichtigte und unerwünschte
Änderung der Lage des Steuerschalters verbunden ist. Weiterhin ist hier nachteilig,
daß schadhafte oder anders geformte Brennerköpfe nicht sofort ausgewechselt werden
können. Schließlich besteht bei diesen Schweißbrennern auch der Nachteil, daß am
Brennerkopf die Anschlüsse für den Schweißstrom, das Schutzgas und die Drahtführung
nicht in einer einzigen Stekkereinheit zusammengefaßt sind, so daß nicht nur eine
schlechte Kontrollmöglichkeit, sondern erfahrungsgemäß auch eine erhebliche Störanfälligkeit
der verschiedenen Anschlüsse vorhanden ist.
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Der zuletzt genannte Nachteil tritt aber nicht nur an der Verbindungsstelle
zwischen dem Brennerkopf und dem flexiblen Zuführungskabel, sondern auch zwischen
dem letzteren und dem Gerät auf.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Schutzgas-Schweißanlage
mit kontinuierlich zu= geführter und sich aufbrauchender Elektrode zu schaffen,
bei welchem diese Nachteile vermieden sind.
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Die Schutzgas-Schweißanlage gemäß der vorliegenden Erfindung ist dadurch
gekennzeichnet, daß das Kabel wenigstens einseitig mit einem Steckelement zur Verbindung
mit einem Gegensteckelement ausgerüstet ist, wobei die Steckelemente zur Weiterführung
des Schweißdrahtes, das Schutzgases und des Schweißstromes geeignet sind.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Schutzgas-Schweißanlage
gemäß der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigt F i g. 1 die Schutzgas-Schweißanlage
mit Brennerkopf, flexiblem Kabel und Gerät im Längsschnitt, F i g. 2 ein Detail
der Anlage der F i g. 1 in einer Draufsicht gemäß der Linie II-I1 der F i g. 1 und
F i g. 3 ein anderes Detail der Anlage der F i g. 1 im Querschnitt nach der Linie
III-III der F i g. 1.
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In F i g. 1 besteht ein gebogener Brennerkopf 1 aus einem Brennerrohr
2, an dessen vorderem Ende eine konisch ausgebildete Brennerdüse 3, und an dessen
hinterem Ende ein Stecker 4 angelötet ist. Das Brennerrohr 2 ist mit einem Schutzschlauch
5 aus Silikonkautschuk überzogen, welcher auch die Brennerdüse 3 und den Stecker
4 teilweise noch mit überdeckt. Ein Kontaktrohr 6, welches mit einer
Führungsbohrung
6 a für den nicht gezeichneten Schweißdraht versehen ist, ist vorn in die Brennerdüse
3 eingeschraubt. Eine Gasdüse 7 ist auf den Teil des Schutzschlauches 5, welcher
den konischen Teil der Brennerdüse 3 umschließt, fest aufgeschoben. Im Innern des
Brennerkopfes 1 ist eine Drahtführung 8 eingelagert, welche durch einen in den Stecker
4 eingeschraubten Gewindestift 9 festgehalten wird. In den hinteren Teil des Steckers
4 ist ein an die Drahtführung $ anschließender. 14ippel 10 für die
Zentrierung des nicht gezeichneten Schweißdrahtes eingeschraubt. Der Nippel 10,
welcher zwecks leichter und genauer Einführung des Schweißdrahtes. in, die Drahtführung
8 mit einem Innenkonus 10a versehen ist, weist eingefräste, axial verlaufende Schlitze
10 b auf (vgl. F i g. 2), durch welche das Schutzgas in den Raum zwischen
der Drahtführung 8 und dem Stecker 4 eintritt, um anschließend zwischen der Drahtführung
8 und der inneren Wandung des Brennerrohres 2 zur Brennerdüse 3 hinzuströmen und
durch schräggerichtete Bohrungen 3 a der letzteren in den Raum zwischen dem Kontaktrohr
6 und der Gasdüse 7 einzutreten.
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Der Stecker 4 und damit der ganze gebogene Brennerkopf 1 ist in eine
Kontaktbuchse 11 eingesteckt, mittels eines O-Ringes 4 a gegen die letztere abgedichtet
und gegen Herausfallen durch eine Schnapp-Arretierung 11a (»Snap-in«-Halterung)
gesichert, wobei der Brennerkopf 1 nur nach weiterem Einschieben des Steckers 4
in die Buchse 11 um wenig mehr als 1 mm von der Buchse 11 gelöst werden kann. In
der Kontaktbuchse 11 sind mehrere Kontaktlamellen 12. untergebracht und mittels
eines konischen Ringes 120. in ersterer befestigt, welche Lamellen rings um den
Stecker 4 angeordnet sind und an letzterem federnd anliegen.
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Auf die Kontaktbuchse 11 ist ein als Handgriff dienendes Rohr 13 aus
Isoliermaterial aufgesehöben und mittels einer in der Bucbse 11 verschraubbaren
Senkschraube 14 gegen axiale Verschiebung gesichert. Der Handgriff 13 ist mit einer
Ausfräsung versehen, in welche ein von einer Gummitülle 15 abgedeckter Steuerschalter
16 eingelagert ist, Die Kontaktbuchse 11 ist mit ihrem hinteren abgesetzten Ende
in .ein Kontaktrohr 17 eingesetzt und mit letzerem verlötet. In das hintere Ende
17q des Kontaktrohres 17 ist das vordere Ende eines Schweißstromkabels 18
eingepreßt, welch letzteres gemeinsam mit einer neben ihn liegenden Drahtführung
19 in einem Schlauch 20 untergebracht ist. Der Schlauch 20 ist auf den hinteren
Teil des Kontaktrohrers 17 aufgeschoben und mittels einer Schlauchbride 20a abgedichtet
und gegen axiale Verschicbung gesichert. über den 20 ist ein Schutzschlauch 21 geschoben,
welcher mittels einer Schlauchbride 21a auf dem Kontaktrohr 17 festgehalten wird,
Zwischen den beiden Schläuchen 20 und 21 ist ein mehradriges Steuerstromkabel 22
eingelagert, welches durch ein Fenster 21b des Schutzschlauches 21 nach außen geführt
ist und mit dem Steuerschalter 16 in Verbindung steht. Die Drahtführung 19 ist in
das hintere abgesetzte Ende des Kontaktrohres 17 eingeführt und wird an ihrem vorderen
Ende in der Kontaktbuchse 11 mittels Eines Gewindestiftes 23 festgehalten.
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Das aus den beiden Schläuchen 20 und 21, dem Schweißstromkabel 18;
dem Steuerstromkabel 22 und der elastischen Drahtführung 19 gebildete Schl,litphpaket
endet in einem Stecker ?4 bzw, in einem mit letzterem durch eine Schraube 25 fest
verbundenen Isoliergriff 26. Der äußere Schutzschlauch 21 ist über das hintere Ende
des Isolierg *fies 26 gestülpt, und mittels zweier O-Ringe Z7
ri auf
letzterem festgehalten, während der innere Schlauch 20 auf ein Kontaktrohr 28 aufgezogen
ist, welches am Stecker 24 angelötet und in dessen abgesetztem Ende 28a das hintere
Ende des Schweißstromkabels 18 eingepreßt ist. Die Drahtführung 19 ist durch den
abgesetzten hinteren Teil des Kontaktrohres 28 hindurchgeführt und mittels eines
Gewindestiftes 29 im Stecker 24 festgehalten. Das Steuerstromkabel 22 ist durch
ein Fenster 26a des Isoliergriffes 26 nach außen geführt und über einen mehrpoligen
Steuerstromstecker 40 mit dem Gerät 41 verbunden.
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Der Stecker 24 ist in eine Steckbuchse 30 eingesteckt und durch aine
Schnapparretierung 30a gegen Herausfallen gesichert. Ähnlich wie bei der Steckverbindung
4,11 am Brennerkopf 1 sind auch hier Kontaktlamellen 30 b vorgesehen, welche mittels
eines konischen Ringes 30 c in der Steckbuchse 30 befestigt sind und am Stecker
24 federnd anliegen.
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Die $teekbnchse 30 ist, durch zwei Hülsen 31 aus Isoliermaterial isoliert,
in einem Support 32 des in F i g. 1 nur angedeuteten Gerätes 41 gelagert und durch
eine Mutter 33 gegen axiale Verschiebung gesichert. Eine in die Steckbuchse 30 eingepreßte
Buchse 34, welche aus hartem Stahl besteht und mit einem Innenkonus 34a versehen
ist, ermöglicht eine leichte und genaue Einführung des nicht gezeichneten. Schweißdrahtes
in den Stecker 2A., d, h, in die Drahtführung 19. Die Einführung des Schutzgases
in den Stecker 2..4 erfolgt über einen in der Steckbuchse 30 eingelöteten und an
einen Gasschlauch angeschlosse> neu Nippel 35 sowie miteinander fluchtende Querbohrungen
in der Steckbuchse 30 und im. Stecker 24, wobei beiderseits der Einführungsstelle
angeordnete Q-12inge .36 für die Abdichtung zwischen dem $tek< ker 24 und der
Steckbuchse 30 sorgen. Der SGhweißstromanschluß auf die Steckbuchse 30 erfolgt gemäß
F i g. 3 über ein quer zu ihr angeordnetes und in sie eingelötetes Rohr-,37, in
welches ein flexibles Zufühführungskabel 38 eingepreßt ist; Eine über die Steekbuchse
30 gezogene Hülse 39 aus isolierendem Kunststoff dient als Berührungsschutz.
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Der Weg des Schweißstromes führt also vom Zuführungskabel 38 über
die geräteseitige ßteckverbindung 30/24, das Kontaktrohr 2$, das Schweißstromkabel
18, .das Kontaktrohr 17, die Kmaktbuchse 11, die Kontaktlamellen 12, den Stecker
_4 und den Brennerkopf 1 nach vorn auf das in den letzteren eingeschraubte Kontaktrohr
C, Das Schutzgas strömt im Stecker 24, Kontaktrohr 28, Schlauch 20, Kontaktrohr
17 und im hinteren Teil der Kontaktbuchse 1.1 auf seinem ganzen Wege immer in unmittelbarer
Nachbarschaft der Draht-Führung 19 zum Brennerkopf 1 hin und in diesem immer in
unmittelbarer Nachbarschaft der Drahtführang 8 durch die schrägen Bohrungen 3 a
in die Gasdüse 7. Ein kleiner Anteil des Schutzgases tritt jedoch in den Zentriernippel
10 und und strömt dann-. zwischen der Drahtführung 8 und dem nicht gezeichneten
Schweißdraht und anschließend durch die Bohrung 6a des Kontaktrohres 6 zur Schweißstelle
hin.
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Der Brennerkopf 1 ist dank der Steckverbindung zwischen Stecker@4
und Kontaktbuchse 11 um die
Längsachse des Handgriffes 13 vor und
auch während des Schweißens beliebig verdrehbar und dadurch auch in seiner Radialstellung
gegenüber dem Steuerschalter 16 beliebig einstellbar, so daß der Schweißer sich
je nach seiner Arbeitsweise und unter Anpassung an die jeweilige Arbeitssituation
den Brennerkopf jederzeit optimal einstellen kann, ohne daß dabei die günstige Position
des griffig oben angeordneten Steuerschalters verändert wird. Umgekehrt kann der
Schweißer aber auch, wenn er eine bestimmte andere Radialstellung des Steuerschalters
wünscht, diese durch entsprechende Verdrehung des Handgriffes 13 herbeiführen, ohne
daß dabei zuffi Cr eich die Drehlage des Brennerkopfes 1 in unerwünschter Weise
verändert wird.
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Dank der Steckverbindung 4, 11 zwischen- dem Brennerkopf 1 und dem
Handgriff 13 besteht der weitere Vorteil, daß ein schadhaft gewordener Brennerkopf
schnell und mühelos gegen einen neuen ausgewechselt werden kann und bei der Arbeit
durch allfälligen Austausch verschiedenartiger Brennerköpfe auch eine optimale,
den jeweiligen Bedingungen angepaßte Arbeitsweise mit ein und derselben Einrichtung
gewährleistet wird.
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Dadurch, daß alle Anschlüsse, d. h. für die Weiterführung des Schweißdrahtes,
des Schutzgases und des. Schweißstromes in einer einzigen Steckereinheit zusammengefaßt
sind, ist nicht nur eine günstige Kontrollmöglichkeit, sondern auch eine geringere
Störungsanfälligkeit der verschiedenen Anschlüsse gewährleistet. Dieser Vorteil
läßt sich aber nicht nur an der Verbindungsstelle zwischen Brennerkopf und Kabel,
sondern auch zwischen dem letzteren und dem Gerät erzielen, wenn auch hier von der
beschriebenen Steckverbindung Gebrauch gemacht wird.
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Die Erfindung ist keineswegs an die gezeigte Ausführungsform gebunden,
sondern die Einzelheiten können innerhalb des Rahmens der Erfindung variiert werden.