DE2165133A1

DE2165133A1 - Drehschweisspistole

Info

Publication number: DE2165133A1
Application number: DE19712165133
Authority: DE
Inventors: der Anmelder. B23p 11-00 ist
Original assignee: Peyrot Jean Pierre Villejuif Val De Marne Frankreich
Current assignee: Messer Griesheim GmbH
Priority date: 1971-04-14
Filing date: 1971-12-28
Publication date: 1972-10-26
Also published as: CA939012A; US3754114A; FR2133245A6; CH574792A5

Description

DR. MÜLLER-BORE DIPL.-PHYS. DR. MANITZ DIPL.-CHEM. DR. DEUFEL DIPL.-ING. FiNSTERWALD dipl.-ing. GRÄMKOW

PATENTANWÄLTE O 1 η r Ί O ^

Hüne]:Gj.1, der. 28. Mak/bg - P 2131

Jean-Pierre
1, avreiius de la Division du General Leclerc YUjLEJIJI?, Yal-de-Harne, Frankreich

Drehschweisspistole

Die Erfindung "bezieht sich auf eine Drehschweisspistole und "betrifft insbesondere eine automatische Schweisspistole mit einer nach dem TIG-Terfahren unter einem Schutzgasstrom gehaltenen Wolframelektrode nach Patent....(Patentanmeldung P 19 59 903).

Bs wurde gefunden, dass in "bestimmten Fällen vorteilhafterweise das bekannte TIG-Schweissen durch ein Auftragsmetall bzw. eine Aufschweisslegierung vervollständigt wird. Infolgedessen ist erfindungsgemäss eine Schweisspistole vorgesehen, die für das Anschweissen von lohren an dicke Platten benutzbar ist unabhängig von den durch den Schweisser gewählten Geometrien, und die Organe aufweist, die eine genaue Steuerung

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der Durchsätze der Gas- und Wasserkreisläufe ebenso wie des Stromflusses in Abhängigkeit von der Stellung der Elektroden während der Ausführung der Schweissung gestatten und mittels derer es möglich ist, die Elektrode in kontinuierlicher Weise mit Auftragsmetalldraht bzw. Schweissdraht zu versorgen, während die durch die Drehpistole angetriebene Elektrode ihre Bahn gegenüber der kreisförmigen Anschweissung eines Rohres an einer Grundplatte zieht.

Das Schutzgas kann in bekannter Weise in die Kammer einströmen, in die es eindringt, dabei die oxydierende Luft vertreibt und so um die Zone der Schweissung die fü"" eine gute Ausführung der Schweissung erforderliche gesteuerte A tar- phfc>e liefert.

Es wurde indessen gefunden, dasa wenn das Schutzgas ein G-;s mit relativ hohem spezifischem Gewicht ist wie Argen, äi^ Zone der Schweissung in geeigneter Weise geschützt ist, dagegen jedoch, wenn ein extrem leichtes Gas wie beispielweise Helium benutzt wird, das Gas die Neigung hat, sich In aen hohen Regionen zu sammeln, und der Schutz der Schweissung zu wünschen übrig lässt.

Erfindungsgemäss ist infolgedessen gleichfalls eine Düse für eine vollständig um den kreisförmigen Ort der zu schweissenden Zone gerichtete lokale, kreisförmige Diffusion vorgesehen, wobei die Einrichtung zumindest einen axialen Kanal in dem Inneren der Wände der Kammer, einen Diffusorring aus Sintermetall und eine Düse mit Spalt umfasst, deren Lippen radial zu der Wand der zu schweissenden Stirnplatte, auf der die Pistole abgestützt wird, geneigt sind.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung beispielsweise beschrieben; in dieser zeigt:

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BAD

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Ansicht einer Drehschweisspistole gemäss der Erfindung,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer Variante,

Fig. 3 einen teilweise geschnittenen Seitenriss der Kammer mit gesteuerter Atmosphäre gemäss der Erfindung für die Pistole in Fig. 1,

Fig. 4 eine Stirnansicht längs IV-IV in Fig. 3 und

Fig. 5 eine Schnittansicht im vergrösserten Maßstab längs linie V-V in Fig. 4.

Nach der Zeichnung ist eine Pistole 103 mit einem Dorn bzw. einer Drehspindel 11 festverbunden, der bzw. die in einem Roh-f 12 zentriert ist, das^r mittels einer Elektrode 33 an einer Grundplatte 13 angeschweisst werden soll. Der Schweisskopf 60 der Pistole wird entsprechend dem Hauptpatent... (Patentanmeldung P 19 59 903) in Drehung versetzt, wenn der Bedienungsmann, der den mit dem festen Körper 26 festverbundenen Handgriff 10 in der Hand hält, den Drücker 23 betätigt.

Eine Hülle 47 fasst die Gas- und Wasserleitungen und die elektrischen leiter zusammen, die einen Kollektor mit Strom versorgen, der acht Spuren 61 aufweist, auf denen acht entsprechende Bürsten, die an einem hinteren Block 62 angebracht sind, der sich in festverbundener Weise mit dem Kopf 60 dreht, die Energie abgreifen, die erforderlich ist für vier Leiter * eines Motors 63, der den auf eine Spule 65 gewickelten Draht einer Aufschwexsslegierung bzw. Schweissdraht 64 mitnimmt, und für zwei Drähte eines Signalsenders.

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BAD ORIÖiJNAL

Das Auftragsmetall 64, das die Spule 65 trägt, wird mit genauer Steuerung der abgegebenen Länge von zwei Rollen 66 und 67 mitgenommen, von denen eine eine Stützrolle und eine eine Antriebsrolle ist, die von einem Drahtmitnahmemotor 63 mittels eines Antriebsriemens 68 gesteuert wird.

Der Draht 64 wird durch zwei Kanäle 69 und 70 stromaufwärts und stromabwärts der Rollen 66 und 67 geführt und verläuft durch einen nicht gezeigten Mittelkanal, der in dem Kopf mit einem flexiblen Drahtführer 71 zusammentrifft, dessen Ausrichtung nach Bedarf einstellbar ist, um das Auftragsmetall in geeigneter Position über der Schweissung zum Nach-" laden auf Höhe der Grundplatte 13 gegenüber der Elektrode 33 zu präsentieren.

Die sich drehende Gesamtheit des hinteren Blockä 62, des Kopfes 60 und der Zentralspindel, in deren Inneren der Draht 64 verläuft, dreht sich nach Belieben entsprechend der Betätigung des Kontaktdrückers 23 durch den Bedienungsmann, der den Handgriff 10 hält. Wenn durch den Drücker 23 ein Kontakt hergestellt ist, wird der Motor 25 versorgt, der mittels einer Übersetzung 72 ein Ritzel 73 antreibt, das mit der beweglichen Gruppe festverbunden ist und mit einem festen Zahnkranz 74 an dem Gehäuse kämmt.

Gemäss einer in Fig. 2 dargestellten Variante steuert ein Motor 125 zur Mitnahme des Brenners 33 eine Welle 75 parallel zu der Achse xy der Pistole 203· Ein geradzähniges Ritzel 76, das auf die Welle 75 gekeilt ist, kämmt mit einem Untersetzungazahnkranz 77, der mit einer hohlen Buchse oder einem hohlen Rohr 78 festverbunden ist, auf der bzw. dem lose eine Gruppe 79 angebracht ist und die bzw. das fest mit einer Kurbel 80 verbunden ist, die zwei kurze Wellen 81· und 82 mit sich nimmt.

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Die Kurbel 80 gehört zu einem hinteren Block 83, der eine Spule 84 trägt, von wo das freie Ende eines Drahtes 85aus Auftragsmetall ausgeht, längs der Achse xy umkehrt und in das Innere des Rohrs 78 verläuft.

Der Draht 85 tritt an dem vorderen Teil der Pistole 203 durch eine Öffnung 86 aus und in eine Hülle 87 ein, die diesen in der Schweissposition in dem Inneren eines Führers 88 präsentiert.

Es ist gleichfalls ein Antriebsmotor 89 für Mitnahmerollen 90 und 91 einer Haspel 83 vorgesehen. Der mit dem Körper der Pistole 203 festverbundene Motor 89 steuert eine Welle 92, auf die ein geradzähniges Ritzel 93 gekeilt ist, das im' Eingriff mit einem Zahnkranz 94 der Gruppe 79 steht. Der Zahnkranz 94 ist durch eine Sperrklinken 100 aufweisende einseitig wirkende Kupplungseinrichtung mit einem geradzähnigen Ritzel 95 verbunden, das sich frei auf dem Rohr 78 dreht. Das Ritzel 95 kann, wenn es mit dem Zahnkranz 94 eingekuppelt ist, mittels eines losen Ritzels 96 ein Ritzel 97 drehen, das auf eine Welle 98 gekeilt ist, mittels der über ein mit 99 bezeichnetes Zwischengetriebe mit 90 das Leitritzel 91 der Rollen der Haspel 83, zwischen denen der Aufschweissdraht 85 verläuft, mitgenommen wird.

Im Betrieb werden, wenn der Antriebsmotor 89 für die Rollen stillgesetzt und der Motor 125 in der Richtung des Pfeiles f₁ in Drehung versetzt ist, der Zahnkranz 77, die Kurbel und der Draht- Haspel-Block 83 in Drehung um die Achse xy versetzt. Die Ritzel 96 und 97 werden in dieser Drehbewegung frei mitgenommen, ohne dass sie eine Drehbewegung um ihre Achsen 81 und 82 und irgendeine längsverschiebung erfahren noch eine Spannungswirkung auf den Draht 85 ausgeübt wird.

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Die Elektrode 33 kann so nach Belieben in eine gute Arbeitsposition geführt werden, wobei eine teleskopische Stütze 104 und ein Schwenkgelenk 102 eine Feineinstellung ermöglichen.

Wenn dann der Motor 89 in Betrieb gesetzt wird, der den Zahnkranz 94 der Gruppe 79 mitnimmt, die sich frei um das Rohr 78 drehen kann, wobei das Ritzel 93 sioh in der Richtung des Pfeiles fp dreht, werden der Zahnkranz 77 und der Zahnkranz 94 beide in der Richtung des Pfeiles f^ angetrie-F ben.

Sobald die Geschwindigkeit des Zahnkranzes 94 genügenc : ch wird, so dass die Sperrklinkeneinrichtung 100 in 3e^T~:e·: gesetzt wird, die diesen mit dem Ritzel 95 in der .Gruppe verbindet, wird durch das Ritzel 95 eine differentie^ - 'Jz:— kung bzw. Differentialbewegung in der Richtung des Pfeiles f. in bezug auf die Kurbel 80 eingeführt.

Das mit dem Ritzel 95 und dem Ritzel 97 in Eingriff stehende lose Ritzel 96 überträgt dann eine Mitnahmebewegung auf den Draht 85 mittels der Rollen 90 und 91 mit der Geschwindigkeit, die zur Versorgung der Schweißstelle gegenüber der Elektrode 33 des Brenners erwünscht ist.

Wenn die Pistole im Betrieb durch ihre Drehspindel 11 in dem Rohr 12 zentriert ist und wenn der Bedienungsmann sie axial in Berührung mit der Platte 13 an dem Anschlag 14 abstützt, entweicht das Gas, das die Kammer 39 unter einem relativ schwachen Druck füllt, mit einem Durchsatz von 3 bis 7 1 pro Sekunde beispielsweise normalerweise zwischen den Leckageberührungsstellen 105 entlang der Stirnplatte 13 in der durch die Pfeile f,- angegebenen Richtung.

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: BAD ORiQINAi

. Indessen ist in "bestimmten Fällen der Schutz der Kreiszone 106 der Schweissung ungenügend oder unregelmassig insbesondere, wenn zum Bespülen ein Gas genommen wird, das ebenso leicht wie Helium ist.

Um die Schutzwirkung für die Zone 106 in allen Punkten ebenso vor und während des Durchgangs der Elektrode 33 als auch während der Abkühlung nach deren Durchgang zu verbessern, ist erfindungsgemäss um den Brenner 33 zwischen dem Anschlag 14 und der Einstellrändelung 34 eine Kammer 107 vorgesehen, die die Gaszufuhr in der unmittelbaren Nachbarschaft der zu schweissenden Zone 106 auf einen kegelstumpf f örmigen Blasmantel kanalisiert bzw. leitet, der gemäss den Pfeilen fg (Fig. 3) geneigt ist.

Die Kammer 107 umfasst eine transparente Wand aus Quarz 108 die zwischen drei metallischen Greifeinrichtungen 109 und in dichter Berührung mit den axial benachbarten Teilen mittels torischer Ringe gehalten ist.

Jede Greifeinrichtung 109 ist von einem Kanal 110 zur Zuführung von Gas durchbrochen, der einen Kollektor bzw. Sammler 111 versorgt, der in dem Anschlagring 14 vorgesehen ist und seinerseits in Verbindung mit dem abgeflachten Spalt einer Düse 112 zwischen den lippen 113 und 114 eines Umfangsbeschlags steht, der den Schutzgasmantel gemäss den Pfeilen fg in unmittelbare Berührung mit der Zone 106 leitet.

Ein poröser Ring 116 aus Sintermetall, beispielsweise Poral, gewährleistet eine regelmässige Diffusion bzw. gleichmässige Zerstreuung auf dem gesamten Umfang des kegeistumpfförmigen Mantels, obwohl das zugeführte Gas nur in drei Hauptsektoren an den Enden der drei Kanäle 110 verteilt wird.

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Claims

Patentansprüche

1. DrehschweissiDistole gekennzeichne t durch einen festen Körper (26) mit einem Griff (10), eine Hülle (47) zur Zuführung von Fluid und Strom zu dem Inneren des Griffes (10), eine drehbare axiale Spindel (11), eine Brennerdüse (33), die radial in "bezug auf die Drehspindel (11) exzentrisch angeordnet ist, eine Einrichtung (34) zur axialen Einstellung der Position der Brennerdüse (33), eine einstellbare Expansionseinrichtung zum radialen Zentrieren der Drehspindel (11) in dem Inneren eines zu schv/e is senden Rohres (12) und durch eine Spule (65) mit Schweissdraht (64), die mit der Brennerdüse (33) und der Drehspindel (11) formschlüssig verbunden ist zur Versorgung der Schweissung mit Auflagemetall (64) vor der Brennerdüse (33) während der Drehung der sich drehenden Teile, wobei der von der Spule (65) abgewickelte Metalldraht (64) durch Rollen (66 und 67) quer durch eine Mittelhülse (70) bis zu der Brennerdüse (33) bewegt wird.

2. Drehschweisspistole nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet, dass die drehenden Teile umfassen einen Schweisskopf (60) um eine Zentrierspindel (11), einen hinteren Block (62), wobei die Mittelhülse (70) den Schweisskopf (60) und den hinteren Block-(62) formschlüssig verbindet und der hintere Block eine Aufwickelspule (65) für Auflagedraht bzw. Schweissdraht (64) trägt, eine Rollenantriebseinrichtung (63, 68, 66) für den'Schweissdraht (64) und einen Motor (25) zum Drehen der sich drehenden Teile, wobei der Motor (25) ein Ritzel (73) antreibt, das im Inneren mit

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einem festen Zahnkranz (74) kämmt, der mit dem Gehäuse (26) der Pistole festverbunden ist.

•3. Drehschweisspistole nach Anspruch 2, dadurch g e k e η η zeichnet, dass der Motor (25) zur Drehung der beweglichen Gruppe ein Motor mit Tachogenerator ist, der mit einem Meßsignalsender verbunden ist.

4. Drehschweisspistole nach Anspruch 51 dadurch g e k e η η zeichnet, dass die an dem hinteren Block (62) angebrachte Einrichtung zur Mitnahme des Schweissdrahtes einen Motor (63) zur Bewegung des Drahtes, einen Antriebsriemen (68), eine Antriebsrolle (66) und eine Stützrolle (67) umfasst.

5. Drehschweisspistole nach Anspruch 4, dadurch g e k e η η zeichnet, dass das Gehäuse (26) einen festen Kollektor (61) mit acht Spuren trägt, auf denen die entsprechenden Bürsten des hinteren Blocks (62) der beweglichen Gruppe die Energie abgreifen, die für die vier Drähte des Tachogenerator-Motors (25), die zwei Drähte des Motors (63) für die Bewegung des Drahtes und die zwei Drähte des Meßsignalsenders erforderlich ist.

6. Drehschweisspistole nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet, dass die sich drehenden Teile ein Mittelrohr (70) umfassen, das zugleich mit der Brennerdüse (33) und dem Haspel-Mitnahme-Block (83) für den Draht formschlüssig verbunden ist, dass das Gehäuse (26) einen Antriebsmotor (125) für die Brennerdüse (33) und einen Motor (89) für die Bewegung des Drahtes trägt, das die Abtriebsritzel (76) bzw,

(93) der zwei Motoren über eine Einrichtung mit freiem Abfall (100) verbunden sind, die eine einseitig wirkende Kupplungseinrichtung des Typs mit freiem Rad und eine Transmission mit

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differentieller Bewegung (79, 95, 96, 97) umfasst.

7. Drehschweisspistole nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet, dass die Einrichtung einen Zahnkranz (94), der mit einem ersten Motor (89) kämmt und um das von einem zweiten Motor (125) angetriebene Rohr (70) lose angebracht ist, und eine Kurbel (80) umfasst, die mit dem Rohr (70) festverbunden ist, das eine Transmission bzw. ein Getriebe (98) mit Differentialwirkung zur Steuerung der Drahtvorschubrollen (90, 91) in einer in bezug auf das Rohr exzentrischen Stellung an der Kurbel (80) angebracht ist und dass die Kupplungsfc einrichtung des Typs mit losem Rad (100) es ermöglicht, in das Getriebe (98) eine durch den Zahnkranz (94) gesteuerte Bewegung einzuführen, wenn die Winkelgeschwindigkeit von ai^- sem die Winkelgeschwindigkeit des Rohres (70) übersehreJ teτ.

8. Drehschweisspistole nach Anspruch 7, dadurch g e k e η η zeichnet, dass die Kurbel (80) drei Ritzel (95, 36, 97) trägt, die miteinander in Eingriff stehen, dass sich das Eingangsritzel (95) leer auf dem Rohr (70) dreht und das Austrittsritzel (97) durch das Getriebe (98) mit den Vorschubrollen (90, 91) für den Draht (85) verbunden ist, dass das Eintrittsritzel (95) einseitig in Drehung relativ zu der Kurbel (80) durch die Kupplungseinrichtung mit Sperrklinken (100)

) mitgenommen wird, die dieses mit dem durch den ersten Motor (89) angetriebenen Zahnkranz (94) verbindet, wenn die Winkelgeschwindigkeit dieses Zahnkranzes (94) grosser als die des durch den zweiten Motor (125) angetriebenen Rohres (70) wird.

9. Drehsohweisspistole nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet, dass eine mit dem Körper (26) der Pistole verbundene Kammer (107) für eine gesteuerte Atmosphäre eine zylindrische Wand (108) und zumindest einen Längskanal (110) in dem Inneren der zylindrischen Wand (108) umfasst, die eine

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BAD ORIGINAL

von der Hülle (47) ausgehende Schutzgaszuführung mit einer kreisförmigen Sammeleinrichtung (111) verbindet, die das Gas gemäss einem kegelstumpfförmigen Mantel (I12,f6) direkt über die zu schweissende Zone (106) verteilt.

10. Kammer nach Anspruch 9» dadurch gekennzeich net, dass die zylindrische Wand (108) aus Quarz besteht und dass zwei torische Dichtungen (105) die Dichtigkeit der Kammer an deren Enden gewährleisten.

11. Kammer nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich net, dass die Quarz-wand (108) von drei Greifeinrichtungen (109) ergriffen ist, die den Körper (26) der Pistole mit einem Anschlagring (14) der Pistole verbinden, und dass der Anschlagring (14) eine mit den Längskanälen verbundene Sammeleinrichtung (111) umfasst.

12. Kammer nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich net, dass die Sammeleinrichtung (111) über ein poröses Filter (116) mit einer kreisförmigen Austrittsdüse (112) verbunden ist.

13. Kammer nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich net, dass die Düse (112) in Form eines Spaltes zwischen zwei Lippen (113) und (114) vorgesehen ist, die den kegelstumpfförmigen Gasmantel zu dem inneren ümfangsbereich des Anschlagringes (14) und nach aussen in bezug auf den Körper

(26) der Pistole so neigen, dass die zu schweissende Zone (106) direkt bespült wird.

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