DE3007723A1

DE3007723A1 - Motorgetriebene halbautomatische schweissmaschine

Info

Publication number: DE3007723A1
Application number: DE19803007723
Authority: DE
Inventors: Kouji Kawakami; Mitsurou Soga; Naoki Takenouchi; Toshihiko Watanabe
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1979-03-02
Filing date: 1980-02-29
Publication date: 1980-09-11
Also published as: US4328412A; FR2450144A1

Description

Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf eine motorgetriebene halbautomatische Schweißmaschine und insbesondere auf eine solche, die verschiedene Arten von Schweißbrennern stabil und in gleichförmigen Bewegungen halten sowie tragen kann.

Beim Schweißvorgang mit einer herkömmlichen halbautomatischen Schweißmaschine, beispielsweise beim CO^-Schweißen, wird der Schweißbrenner von einer Bedienungsperson manuell längs einer Schweißlinie bewegt, während die endseitige Spitze der Schweißbrennerdüse unter einem vorbestimmten Abstand von dem Werkstück gehalten wird. Diese Art eines manuellen Schweißvorgangs ist einfach und hat aber einen Nachteil, der darin besteht, daf' i.\ eine Bedienungsperson schwierig und mühsam ist, die endseitige Spitze der Düse mit einer gleichförmigen Geschwindigkeit und einem konstanten Abstand von dem Werkstück zu bewegen. Tatsächlich ist es auch für eine erfahrene Bedienungsperson extrem schwierig, den manuellen Schweißvorgang über eine lange Zeitperiode zufriedenstellend durchzuführen.

Es ist in der Technik ebenfalls schon bekannt, einen motorgetriebenen, fahrbaren Wagen zum Abstützen des Schweißbrenners vorzusehen, wobei dieser Wagen gewöhnlich ein oder zwei Räder (mit oder ohne ein Hilfsrad) hat. Eine halbautomatische Schweißmaschine mit einem mit ein oder zwei Rädern ausgebildeten Wagen wird beim Schweißbetrieb in Bewegung gesetzt, wobei ein Versorgungskabel mit einer Länge von 2 m oder mehr hinterhergezogen wird. Ein bei einer solchen Schweißmaschine auftretendes Problem besteht darin, daß leicht die Balance verlorengeht, und zwar aufgrund des Zugwiderstands des Kabels oder beim Auftreten einer örtlichen Belastung, wodurch ein bestimmtes Rad leerlaufen oder niederfallen kann, wenn keine Abstützung durch die Hand der Bedienungsperson erfolgt. Die Instabilität der Maschine wird verstärkt, wenn ein Schweißbrenner einer bestimmten Form mit einem höher liegenden Schwerkraftzentrum zum Durchführen eines unterschiedlichen SchweißVorgangs angewendet wird.

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Deshalb besteht ein Bedarf für eine halbautomatische Schweißmaschine, die auf die Art sowie Form des daran abzustützenden Schweißbrenners einstellbar ist und die sich in einem stabilen Zustand bewegen kann, ohne dem Zugwiderstand des Kabels nachzugeben, wobei der stabile Zustand unabhängig von der Art des angebrachten Schweißbrenners beibehalten wird. Natürlich ist es bevorzugt, daß die Schweißmaschine selbst kompakt sowie gewichtsleicht ist und daß der Einstellmechanismus einen einfachen Aufbau hat.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb in der Schaffung einer motorgetriebenen halbautomatischen Schweißmaschine, die einfach zu handhaben ist und die in einem stabilen Zustand läuft. Ein spezielleres Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung einer solchen motorgetriebenen halbautomatischen Schweißmaschine, die Mittel hat, mit denen die Anbringungsposition des Schweißbrenner-Halters oder der Achsenabstand zwischen den Vorder- sowie Hinterrädern des Wagens entsprechend dem Typ oder der Art des daran zu haltenden Schweißbrenners eingestellt werden kann.

Eine/andere Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer motorgetriebenen halbautomatischen Schweißmaschine, die einstellbar ist, um Schwenkbewegungen des Schweißbrenners in einer horizonalen oder einer vertikalen Ebene oder aber in beiden Ebenen in Abhängigkeit von dem durchzuführenden Schweißvorgang zu ermöglichen.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer motorgetriebenen halbautomatischen Schweißmaschine mit einem Schweißbrenner-Halter, der selbst an Düsenrohre verschiedenen Durchmessers anpaßbar ist.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe zeichnet sich eine Schweißmaschine der im Oberbegriff genannten Art erf indun<js<jomäß durch die im Kennzeichen von Anspruch 1 aufgeführten Merkmate aus. Weitern Merkmale ergehen sich aus den Unteranspriicheu.

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Die motorgetriebene halbautomatische Schweißmaschine nach der vorliegenden Erfindung besitzt grundsätzlich vordere und hintere Räder, die entsprechend an vorderen und hinteren Bereichen der Maschine angebracht sind. Zumindest eines des - oder der - vorderen oder hinteren Rades - Räder - wird von einem Motor angetrieben. Ein vertikales Schwenkmittel ermöglicht ein Drehen bzw. Verschwenken des Schweißbrenners in einer vertikalen Ebene um die Achse der Maschine. Ein Einstellmechanismus dient zum Lokalisieren des Zentrums eines Griffteils des Schweißbrenners an einer Position zwischen den Vorder- und Hinterrädern. Ein Halter dient zum positionsmäßigen Halten des Schweißbrenners an der Schweißmaschine.

Die motorgetriebene halbautomatische Schweißmaschine kann einen Schweißbrenner längs einer Schweißlinie in stabiler Weise halten und tragen. Die Maschine enthält Einstellmittel zum Verändern der Anbringungsposition eines Schweißbrenners oder des Achsenabstands der Wagen-Räder entsprechend dem Typ des zu haltenden Schweißbrenners. Ferner enthält die Maschine Mittel, die Oszillationsoder Schwenkbewegungen des Schweißbrenners in horizontalen und vertikalen Ebenen zulassen oder unterbinden, und Mittel zum Steuern der Wagen-Räder in Relation mit den Oszillationsbewegungen des Schweißbrenners.

Die erfindungsgemäße Schweißmaschine besitzt zumindest einen Teil der folgenden Merkmale oder Vorteile.

(1) Die Schweißbrennerdüse wird mit einer gleichförmigen Geschwindigkeit bewegt, wobei ein konstanter Abstand von der Oberfläche des Werkstücks aufrechterhalten wird, so daß eine zufriedenstellende Schweißung auch dann erzielt werden kann, wenn die Maschine von einer unerfahrenen Bedienungsperson gehandhabt wird.

(2) Es ist ein kontinuierlicher SchweißVorgang über eine lange Zeitperiode möglich, ohne daß die Bedienungsperson in besonderer Weise belastet wird.

(3) Die Position des Zentrum', des Griffs des Schweißbrenners oder sein Schwerkraftzentrum ist in bezug auf die Antriebsräder oder steuernden I'iih rungs rüder entsprechend der Art oder Form des-

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Schweißbrenners einstellbar, um eine stabile sowie gleichförmige

ι Bewegung der Maschine sicherzustellen und diese an verschiedene ¹ Schweißvorgänge anzupassen.

' (4) Aufgrund der stabilen Bewegung des Wagens, der den Schweiß-

j brenner trägt, kann eine lange Schweißung zufriedenstellender i Qualität in einfacher Weise hergestellt werden, und zwar ohne ! Störungen der Schweißraupe, die sonst durch die Bewegungen des i Bedienungsperson-Körpers begründet werden.

! (5) Der den Schweißbrenner haltende Wagen ist mit einem den osj zillatorischen Bewegungen des Schweißbrenners folgenden Steuej rungsmechanismus versehen, um die Maschine längs der Schweißlinie j zu steuern. Ferner sind die steuernden Räder mit dem Pendelmechai nismus des Schweißbrenners verbunden, um die Maschine entspre-

j chend dem Pendelvorgang zu steuern, was eine ideale Steuerung für

I eine Stumpfnahtschweißung darstellt.

; (6) Das Schalten zu und von der von oben erfolgenden horizontalen I Kehlnahtschweißung wie auch das Handhaben für einen oszillatori- : sehen Betrieb ist extrem einfach.

' Die obigen und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegen-J den Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung j zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele. Es zeigen:

Figur 1 - in einer Seitenansicht eine motorgetriebene halbautomatische Schweißmaschine nach der vorliegenden Erfindung,

Figur 2 - einen horizontalen Schnitt längs der Linie II-II aus Figur 1,

Figur 3 - eine Frontansicht gemäß einer Blickrichtung von links in Figur 1,

Figur 4 - eine teilweise aufgeschnittene rückwärtige Stirnansicht aus der Blickrichtung von rechts in Figur 1,

Figur 5 - eine Figur 2 ähnelnde Ansicht, in der jedoch der Schweißbrenner in einer oszillierten bzw. gependelten Position dargestellt ist,

Figur 6 - einen Schnitt längs der Linie VI-VI aus Figur 1, Figur 7 - eine fragmentarische Unteransicht derselben Maschine,

Figur 8 - eine Figur 1 ähnelnde Ansicht, wobei jedoch die Maschine in einer ausgefahrenen Position dargestellti3t,

Figur 9 - in einer Stirnansicht eine Schweißmaschine mit Führungsrädern,

Figur 10 - in einer Unteransicht die Führungsräder und zugeordnete Komponententeile,

Figur 11 - in einer Draufsicht ein Beispiel für einen Ritzel-Bremsmechanismus ,

Figur 12 - in einer Draufsicht ein anderes Beispiel für einen Ritzel-Bremsmechanismus,

Figur 13 - in einer Draufsicht einen modifizierten Schweißbrenner-Halter ,

Figur 14 - in einer Seitenansicht eine andere Ausfuhrungsform der Erfindung,

Figur 15 - in einer Frontansicht die Schweißmaschine aus Figur 14, Figur 16 - in einer Rückansicht dieselbe Maschine,

Figur 17 - einen horizontalen Schnitt längs der Linie XVII-XVII aus Figur 14,

Figuren 18 und 20 - Ansichten zur Erläuterung der Betriebsweise der Schweißmaschine aus Figur 17,

Figur 19 - in einer fragmentarischen Ansicht ein modifiziertes Fixierungsmittel,

Figur 21 - eine Weiterentwicklung eines modifizierten Schweißbrenner-Anbringungsteils ,

Figur 22 - eine Figur 15 ähnelnde Ansicht, wobei jedoch die Maschine mit Führungsrädern ausgebildet und in einer abweichenden Position dargestellt ist,

Figur 23 - in einer Seitenansicht eine andere Modifikation nach der vorliegenden Erfindung und

Figur 24 - in einer teilweise aufgeschnittenen Seitenansicht eine weitere Modifikation.

In den Figuren 1 bis 4 ist eine motorgetriebene halbautomatische Schweißmaschine nach der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die Schweißmaschine enthält einen Schweißbrenner 1 mit einem Griffteil 4, der mit einem Kabel 5 verbunden ist und an dessen vorderem Ende ein Düsenrohr 7 befestigt ist. Das Griffteil 4 ist mit einem Schalter 6 zum Ein- und Ausschalten des Lichtbogens versehen. Das Düsenrohr 7 ist durch eine Schraube 9 in einem Schweiß-

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brenner-Halteglied 8 festgelegt, welches an einem Arm eines Hubgliedes verschiebbar angebracht ist, was noch näher erläutert wird. Der Schweißbrenner 1 ist an einem Wagen gehalten und durch diesen überführbar bzw. verfahrbar. Der Wagen besteht aus einem Antriebsteil 2 und einem Schweißbrenner-Anbringungsteil 3. Der Antriebsteil 2 enthält ein Gestell 10 mit einem Antriebsmotor 11 (Figur 4), der über eine flexible Schnur (nicht dargestellt) mit Energie versorgt wird. Ein Antriebsritzel 11', das auf der Ausgangswelle des Antriebsmotors 11 angebracht ist, kämmt mit einem Zahnrad 12' an einer Antriebswelle 12, die ihrerseits an dem Gestell 10 drehbar gelagert ist, um hierdurch Räder 13 zu drehen, die an den entgegengesetzten Endbereichen der Antriebswelle 12 angebracht sind. Bei 14 und 14' sind oberseitige und unterseitige Abdeckplatten mit Anbringungslöchern dargestellt. Das Gestell 10 des Antriebsteils 2 ist aus einem Material größerer Wandungsdicke hergestellt und so ausgelegt, daß die Räder 13 auf die Laufoberfläche gedrückt werden.

Das Schweißbrenner-Anbringungsteil 3 besteht aus einem Vorderrad-Halteglied 15 und einem Drehglied 16, das auf dem Halteglied 15 schwenkbar abgestützt ist. Das Vorderrad-Halteglied 15 ist vorzugsweise in das sowie aus dem Gestell 10 des Antriebsteils 2 verschiebbar und in einer geeigneten Position einstellbar fixiert, beispielsweise durch ein Paar von Haltestangen, die an dem Halteglied 15 befestigt sind. Die Haltestangen sind lose in passenden Löchern in dem Gestell 10 aufgenommen und durch an dem Gestell 10 vorgesehene Feststellschrauben positionsmäßig fixiert. Alternativ ist eine Zahnstange 15b an einem Haltearm 15a vorgesehen, die mit dem Halteglied 15 gemäß der Darstellung in den Figuren 6 und 8 zusammenhängend ausgebildet ist. Die Zahnstange 15b greift in eine in dem Gestell 10 vorgesehene Nut für einen Kämmeingriff mit einem Ritzel 21 ein. Dieses ist auf einer Querwelle 22 angebracht, die sich durch das Gestell 10 erstreckt und die mit einem an ihrem einen Ende fixierten Drehgriff 23 versehen ist sowie an dem anderen Ende 22· einen aufgeschraubten Klemmkopf bzw. -griff 24 hat. Die Position des Haltegliedes 15 in bezug auf das Gestell 10 ist somit durch Drehen des Drehgriffs 23

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einstellbar und durch Anziehen des Klemmgriffs 24 fixierbar, welcher das Ritzel 21 gegen eine Seitenwand des Gestells 10 klemmt. Die Einstell·- und Handhabungsvorgänge des Halteglieds 15 sind somit sehr einfach.

In das Vorderrad-Hal·tegl·ied 15 des oben beschriebenen Aufbaues ist eine Vorderrad-Haltesäule 17 lose eingepaßt, die an ihrem unteren Ende in sicherer Weise eine Vorderrad-Achse 18 (Figur 3) abstützt, welche an ihren entgegengesetzten Enden Vorderräder 19 trägt. Die Vorderrad-Hal·tesäul·e 17 ist mit Begrenzungsringen (set hoops) 17a und 17b versehen, die an den oberen und unteren Seiten des Halteglieds 15 anlegen, um hierdurch die Höhe der Vorderräder 19 zu begrenzen. Somit wird die Belastung an der Vorderseite des Antriebsteils 2 durch die obere Oberfläche des Begrenzungsrings 17b über das Halteglied 15 aufgefangen, wobei die obere Oberfläche auch als eine Gleitoberfläche dient, wenn die Haltesäule 17 zum Steuern der Vorderräder 19 gedreht wird. Der über den Begrenzungsring 17a vorstehende obere Endteil der Haltesäule 17 ist in eine vertikale Bohrung in dem Drehglied 16 eingepaßt, so daß das letztere auf der oberen Oberfläche des Begrenzungsrings 17a für eine Drehbewegung durch einen hiermit erfolgenden Gleitkontakt abgestützt ist. Das Halteglied 15 ist mit einer vertikalen Durchgangsbohrung zum Aufnehmen eines Verriegelungsknopfes 20 versehen, welcher von einer Schraubenfeder so vorgespannt ist, daß sein eines Ende ständig gegen die obere Oberfläche des Begrenzungsrings 17a gedrückt wird. Der Begrenzungsring 17a ist mit einem Verriegelungsloch an einer Position ausgebildet, die mit dem vorstehenden Ende des Verriegelungsgriffs 20 ausgerichtet ist, wenn die vorderen und hinteren Achsen 12, 18 zueinander parallel stehen. Dem Verriegelungsgriff 20 ist ein Stopper zugeordnet, der den Verriegelungsgriff 20 in einer zurückgezogenen Position halten kann, wenn dieser nach unten bewegt und gedreht wird. Wenn der Verriegelungsgriff 20 durch den Stopper in der zurückgezogenen Position gehalten wird, sind das Halteglied 15 und der Begrenzungsring 17a frei drehbar, um die Vorderräder 19 in die entsprechende Steuerrichtung zu drehen. Statt des Verriegelungsgriffs 20 kann an dem äußeren Umfang des Halteglieds 15 eine

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Sperrschrarufoe vorgesehen sein, die die Haltesäule 17 blockieren kann, ohne ein Drehen des Drehglieds 16 oder anderer Mittel zu unterbinden, die den Begrenzungsring und das Halteglied 15 untereinander blockieren.

Das Drehglied 16 ist in drehbarer Weise auf den vorstehenden oberen Endbereichen der Haltesäule für eine Drehbewegung auf dem Begrenzungsring 17a aufgesetzt. Obwohl es nicht in den Zeichnungen dargestellt ist, kann ein ähnlicher Verriegelungsgriff ebenfalls an dem Drehglied 16 vorgesehen sein und für einen Eingriff mit der Haltesäule 17 oder mit dem an dieser fixierten Begrenzungsring 17a dienen. Ein ähnlicher Blockierungsvorgang kann durch Verwenden des in dem Begrenzungsring 17a ausgebildeten Blockierungslochs oder mittels des Verriegelungsgriffs 20 der Vorderräder 19 erzielt werden. Das Drehglied 16 ist gemäß Figur 2 elliptisch geformt und um die Haltesäule 17 frei dreh- bzw. schwenkbar. Das Drehglied 16 ist an seiner äußeren End- bzw. Stirnfläche mit einer sich nach unten erstreckenden Schiebenut zum verschiebbaren Aufnehmen eines Hubgliedes 25 versehen. Dieses kann im Querschnitt verschiedene Formen haben und beispielsweise wie in der dargestellten bestimmten Ausführungsform rund sein. Die Schiebenut ist an der äußeren Seite geöffnet und bildet einen Schlitz längs des äußeren Endes des Drehglieds 16. Das Hubglied 25 ist an seiner Rückseite mit einer Zahnstange 25a versehen, und zwar für einen Kämmeingriff mit einem Ritzel oder Zahnrad 26, welches teilweise in die Schiebenut ragt. Das Ritzel 26 ist an einer Querwelle 28 fest angebracht, die in dem Drehglied 16 drehbar gehalten ist und sich über einen Hohlraum 27 erstreckt, der mit der Schiebenut in Verbindung steht und zum Aufnehmen des Ritzels 26 dient. Ähnlich wie beim Halteglied 15 ist an einem Ende der Querwelle 28 ein Drehgriff 29 befestigt, während ein Klemmkopf bzw. -griff 30 auf das andere Wellenende aufgeschraubt ist. Wenn somit der Drehgriff 29 bei gelöstem Klemmgriff 30 gedreht wird, erfolgt in der erwünschten Weise ein nach oben bzw. unten erfolgendes Bewegen des Hubglieds 25. Bei einem Anziehen des Klemmgriffs 30 wird das Ritzel 26 an eine Seitenwand des Hohlraums 27 gepreßt, oder der Drehgriff 29 wird gegen das Drehglied

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16 gepreßt, um hierdurch ein Drehen der Querwelle 28 zu unterbinden und das Hubglied 25 auf einem eingestellten Niveau zu halten. Dieses Einstell- und Blockiermittel ist vorteilhaft, da die Hub- und Blockiervorgänge durch Verwenden einer einzigen Welle durchgeführt werden.

Figur 11 zeigt ein Ritzel-Bremsmittel, bei dem statt des Klemmgriffs 30 eine Druckfeder 40 angewendet wird, die auf der Ritzel-Querwelle 28 in einem Hohlraum 41 angebracht ist. Dieser Hohlraum 41 befindet sich in dem Drehglied 16 an der Seite des Drehgriffs 29. Die Drehbewegung des Ritzels 26 wird durch die Federkraft der Druckfeder 40 gebremst. In diesem Fall muß der Drehgriff 2 9 unter Überwindung der Berührungsreibung zwischen der Schrauben- bzw. Druckfeder 40 und dem Ritzel 26 gedreht werden, was jedoch ohne Schwierigkeiten durchgeführt werden kann, wenn der Drehgriff 2 9 einen großen Durchmesser hat. Außerdem kann das Ritzel 26, welches eine kleine Anzahl von Zähnen hat, in bezug auf das Hubglied 25 durch eine kleine Bremskraft fixiert werden. Figur 12 zeigt ein Beispiel, bei dem eine Anzahl von mit Löchern versehenen Blattfedern 42 auf der Ritzel-Querwelle 28 angebracht ist. Die Blattfedern befinden sich in einem zusammengedrückten Zustand zwischen Sitzplatten 43, um einen ähnlichen Bremseffekt auf das Ritzel 26 auszuüben. Bei den Ausführungsformen aus den Figuren 11 und 12 ist das von dem Drehgriff 29 abgelegene Ende der Ritzel-Querwelle 28 in einer Lagerplatte 44 gehalten, die zum Schließen des Hohlraums 27 eingesetzt ist.

Die zur Zahnstange 25a entgegengesetzte äußere Seite des Hubgliedes 25 ragt etwas aus dem Schlitz an dem äußeren Ende des Drehglieds 16, und ein Arm 31 ist an der vorstehenden äußeren Seite des Hubglieds 25 zum Anbringen des erwähnten Schweißbrenner-Halteglieds 8 für das Düsenrohr 7 fixiert. Zum Befestigen des Arms 31 wird sein oberer Teil zunächst durch eine Änbringunsschraube

33 an dem Hubglied 25 angehängt. Dann wird eine Flügelschraube

34 positionsmäßig eingeschraubt, um ein Neigen des Arms 31 zu unterbinden. Die Flügelschraube 34 wird in ein Gewindeloch an dem Hubglied 25 geschraubt, und zwar durch eines von Durchgangslö-

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ehern, die in dem Arm 31 vorgesehen sind. Somit kann der Arm 31 in einer vertikalen Position oder in einer geneigten Position gehalten werden, und zwar durch Auswahl eines geeigneten Durchgangslochs der Durchgangslöcher in dem Arm 31 (Figur 9).

Der Arm 31 ist in dem unteren Bereich mit einem zusammenhängend ausgebildeten oder separaten Anbringungsteil 32 zum Befestigen des Halteglieds 8 versehen. Dieses kann irgendeine geeignete Form haben, wobei es jedoch bevorzugt ist, einen polygonischen bzw. vieleckigen Ring zu benutzen, der dazu bestimmt ist, das Düsenrohr 7 an seinem Umfang an drei Punkten zu halten, wobei das Düsenrohr 7 gemäß der Darstellung in den Figuren 2 und 13 an einem der drei Punkte eingeklemmt wird, so daß das Halteglied 8 an Düsenrohre unterschiedlichen Durchmessers anpaßbar ist. Das Halteglied 8 ist mit einem L-förmigen Verbindungsteil 8¹ versehen, das an dem Anbringungsteil 32 des Arms 31 zu befestigen ist. Das Halteglied 8 ist an dem Anbringungsteil 32 des Arms 31 fixierbar und auch für Einsteilungszwecke längs desselben verschiebbar, wobei die Verschiebungslänge des Halteglieds 8 durch die Länge des Anbringungsteils 32 bestimmt ist. Bei der dargestellten bestimmten Ausführungsform ist das Verbindungsteil 8' mit Seitenwänden versehen, die die entgegengesetzten Seiten des Anbringungsteils 32 umfassen. Es ist jedoch auch möglich, die Seitenwände an einer gekerbten bzw. mit Nuten versehenen Ebene anzubringen, um das Drehen bzw. Verschwenken des Halteglieds 8 einstellbar zu machen Oder es kann ein anderer Arm zwischengeschaltet werden, um die Neigung und die Anbringungsposition des Halteglieds 8 einzustellen. Wie es aus der Unteransicht gemäß Figur 7 ersichtlich ist, ist das Verbindungsteil 8' mit länglichen Schlitzen versehen, um ein Einstellen der Distanz zwischen dem Halteglied 8 sowie dem Hubglied 25 und somit des Abstandes zwischen dem Schweißbrenner-Halteglied 8 sowie den Vorderrädern 19 zu ermöglichen. Wenn die Schweißmaschine für eine Kehlnahtschweißung benutzt wird, ist der an dem Hubglied 25 angehängte Arm 31 in einer geneigten Position fixiert, um das Düsenrohr 7 gemäß der Darstellung in Figur 9 schräg zu halten. Beim Kehlnahtschweißen ist es empfehlenswert, ein Führungsmittel vorzusehen, welches die Maschine längs einer

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aufrechten Platte 37 führt. Beispielsweise kann das Führungsmittel von einem Arm 36 gebildet werden, der in einstellbarer Weise an der Unterseite des Gestells 10 befestigt ist und der gemäß der Darstellung in Figur 10 an gegabelten äußeren Enden freilaufende Führungsrollen 35 sowie 35' trägt. Der Arm 36 besteht gemäß Darstellung aus einem einzigen Aufbau, doch können auch andere Komponenten hinzugefügt werden, um die Positionen und Neigung der Führungsrollen 35 sowie 35' in bezug auf die Bewegungslinie der Schweißmaschine einzustellen.

Bei der motorgetriebenen halbautomatischen Schweißmaschine des oben beschriebenen Aufbaues kann der Abstand zwischen den vorderen und hinteren Rädern 19, 13 in Abhängigkeit von der Art des an der Maschine zu haltenden Schweißbrenners eingestellt werden. Es ist auch möglich, den Abstand zwischen dem Schweißbrenner-Halteglied 8 und den Vorderrädern 19 einzustellen. Für den Fall, daß ein Schweißbrenner gemäß Darstellung in Figur 1 benutzt wird, wurde experimentell festgestellt, daß die Schweißmaschine stabil bewegt werden kann, wenn der Fußpunkt vom Zentrum A des Griffteils 4 um 30 bis 40 % des Abstandes zwischen den beiden Bodenberührungspunkten B und C näher am Bodenberührungspunkt B der Vorderräder 19 als am Bodenberührungspunkt C der hinteren Räder 13 angeordnet ist. Die Lage des Zentrums A des Griffteils 4 wird durch Formveränderungen des Düsenrohrs 7 oder durch Veränderungen bezüglich der Anbringungsposition des Griffteils 4 oder bezüglich der Anbringungsposition des Düsenrohrs 7 sowie des Halteglieds 8 verändert. Die Schweißmaschine nach der vorliegenden Erfindung kann auch in der Weise eingestellt werden, daß der Achsenabstand entsprechend den Lageänderungen des GriffZentrums verändert wird, um hierdurch eine extrem stabile Bewegung der Maschine sicherzustellen.

Gemäß den Figuren 14 bis 24, die modifizierte Ausfuhrungsformen der Erfindung zeigen, weist die Schweißmaschine in ähnlicher "Weise einen Schweißbrenner 101, ein Antriebsteil 102 und ein Schweißbrenner-Anbringungsteil 103 (Figur 14) auf. Bei dieser Abwandlung ist ein Schaltkasten 106 an dem Griffteil 104 ange-

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bracht, welches wie bei der vorherigen Ausführungsform mit einem Kabel 105 verbunden und mit einem Auslöseschalter 104' versehen ist. Der Schaltkasten 106 enthält einen Schalter 107 zum Betätigen der Bewegungsrichtung des Wagens. Ferner enthält der Schaltkasten 106 einen Einstellknopf 108 zum Einstellen der Bewegungsgeschwindigkeit. Ein abgewinkeltes Düsenrohr 111 mit einer Düse 110 an seinem abgelegenen bzw. freien Ende ist an dem unteren Ende des Griffteils 104 befestigt und in abnehmbarer Weise an der Vorderseite des Schweißbrenner-Anbringungsteils 103 mittels eines Schweißbrenner-Klemmglieds 112 festgelegt. Der Schaltkasten 106 ist mit einem Niederspannungs-Versorgungskabel 109 und einem Wagenantrieb-Versorgungskabel 116 verbunden. Er ist ferner an dem Griffteil 104 über eine Anbringungsplatte 106' positionsmäßig festgelegt/ die an dem Griffteil 104 durch eine Schraube fixiert ist.

Das Äntriebsteil 102 besteht aus einem motorgetriebenen Wagen mit einem Paar von steuerbaren Vorderrädern 128 und einem Paar von antreibenden Hinterrädern 125. Wenn es erwünscht ist, können die steuerbaren Vorderräder 128 oder die antreibenden Hinterräder 125 durch ein einziges Rad ersetzt werden. Die Antriebswelle 121 der Hinterräder 125 ist an ihren entgegengesetzten Enden in einem Gestell 113, das einen Antriebsmechanismus aufnimmt, drehbar gehalten. Der Antriebsmechanismus kann ein bekannter Aufbau sein, beispielsweise ein Niederspannungs-Gleichstrommotor 115, der an einem Träger 114 des Gestells 113 angebracht ist, und ein Übertragungsmechanismus, welcher die Antriebsleistung auf die Antriebswelle 121 überträgt. Bei dem dargestellten bestimmten Ausführungsbeispiel enthält der Übertragungsmechanismus ein Kegelrad 117, das an der Ausgangswelle des Motors 115 fest angebracht ist, ferner ein mit dem Kegelrad 117 kämmendes Kegelrad 119, das an einer an dem Gestell 113 drehbar gehaltenen Gegenwelle fest angebracht ist, und eine Kette 124. Diese verläuft über ein Zahnrad 120, das an der Gegenwelle 118 fest angebracht ist, und über ein Zahnrad 123 einer an der Antriebswelle 121 vorgesehenen Differential-Einheit 122. Die sich mit der Antriebswelle 121 drehenden antreibenden Hinterräder 125 sind an ihrem Umfang in geeigneter

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Weise mit einem elastischen Reibungsmaterial versehen. Bei 126 ist eine Wärmeabschirmungsplatte dargestellt.

Das den Antriebsmechanismus umgebende Gestell 113 ist mit Schwenkverbindungsgliedern 127 versehen, die an seiner Vorderwand festgelegt sind. Die Schwenkverbindungsglieder 127 sitzen lose auf einer Stützsäule 131 der steuerbaren Vorderräder 128. Jedes der Vorderräder 128 hat eine sphärische bzw. abgerundete Lauffläche, um den Steuerungsvorgang zu erleichtern, und ist fest oder lose an einer Welle 129 angebracht, welche fest oder lose in einem Lager 130 an dem unteren Ende der Stützsäule 131 gehalten ist (Figur 22). Somit können die Vorderräder 128 durch Drehen der Stützsäule 130 in eine erwünschte Richtung gesteuert werden. Um für Steuerungszwecke ein freies Drehen zu ermöglichen, sitzt die Stützsäule 131 lose in den Schwenkverbindungsgliedern 127 des Gestells 113. Ein Begrenzungsring (set hoop) 148 kann auf der Stützsäule 131 und in einer Spaltnut des Schwenkverbindungsglieds 127 (Figur 23) fixiert sein, um ein freies Drehen der Stützsäule 131 zu ermöglichen, während das Antriebsteil 102 stabil abgestützt wird.

Das Schweißbrenner-Anbringungsteil 103 enthält einen Schwenkbügel 132, der an dem Schwenkverbindungsglied 127 des Gestells 113 vorgesehen und um die steuerbare Stützsäule 131 schwenkbar ist. Das Schweißbrenner-Anbringungsteil 103 enthält ferner eine an dem Schwenkbügel 132 befestigte Schiebeführung 134 und einen Schieber 138, der längs der Schiebeführung 134 aufwärts· und abwärts verschiebbar ist. An dem Schieber 138 ist ein Arm 140 mit dem zuvor erwähnten Schweißbrenner-Klemmglied 112 befestigt. Der Arm 140 und der Schieber 138 sind fest oder einstellbar miteinander verbunden, um den Arm 140 in einer Anzahl von Drehpositionen zu halten. Bei dem dargestellten bestimmten Ausführungsbeispiel ist der Arm 140 fest mit dem Schieber 138 verbunden. Dieser ist mit einem Schiebeteil 139 zusammenhängend ausgebildet, welches an Führungsstangen 135 der Schiebeführung 134 verschiebbar angebracht und auf eine Gewindestange 136 aufgeschraubt ist, welche zwischen den Führungsstangen 135 und parallel hierzu angeordnet ist. Das

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Schiebeteil ist somit durch Drehen der Gewindestange 136 (Figur 21) aufwärts und abwärts verschiebbar. Ein Einstellknopf 136' ist am unteren Ende der Gewindestange 136 vorgesehen.

Bei einem derartig aufgebauten Schweißbrenner-Anbringungsteil 103 ist es möglich, eine Feineinstellung des Abstandes zwischen dem freien Ende der Schweißbrenner-Düse 110 und dem Grundmaterial vorzunehmen. Der an dem Schwenkverbindungsglied 127 abgestützte Schwenkbügel 132 ist um die Stützsäule 131 frei schwenkbar und in bezug auf diese mittels einer Arretierschraube 133 (Figur 14) fixierbar, um den Schweißbrenner 101 um die Stützsäule 131 schwenkbar zu halten. In diesem Fall führt ein Drehen bzw. Verschwenken des Schweißbrenners 101 zu einem Verdrehen der Stützsäule 131, wodurch die Vorderräder 128 gemäß der Darstellung in Figur 18 gesteuert werden. Mit anderen Worten werden die Vorderräder in einer solchen Weise gesteuert, daß sie den Bewegungen des Schweiß brenners folgen. Wenn es beim Stumpfschweißen erforderlich ist, das Schweißbrenner-Anbringungsteil 103 in einer aufwärts gedrehten Position zu fixieren, wie es in Figur 20 dargestellt ist, um eine Schweißung über der Bewegungsoberfläche des Wagens 102 durch zuführen, ist es möglich, eine Arretierschraube 127' an dem Schwenkverbindungsglied 127 (Figur 19) vorzusehen, um das Schwenkverbindungsglied 127 und die Vorderräder 128 in einer bestimmten gegenseitigen Lagebeziehung zu halten und ein freies Drehen des Schwenkbügels 132 allein zu ermöglichen. Wenn es notwendig wird, den Schwenkbügel 132 in einer fixierten Position zu halten, können dieser und die Stützsäule 131 in bezug aufeinander in einer bestimmten Lagebeziehung festgelegt werden, und zwar durch die Arretierschraube 133 oder eine Klemmschraube 137¹, die an der Oberseite des Schwenkbügels 132 vorgesehen ist, so daß allein der Schweißbrenner 101 in einem frei drehbaren Zustand verbleibt (Figur 20) .

Bei einer derart aufgebauten Schweißmaschine kann der von einer Bedienungsperson zu handhabende Schweißbrenner 101 in einer horizontalen Ebene allein verschwenkt werden, und er ist hauptsächlich nützlich für ein Schweißen von oben, wobei der Pendelvorgang

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nur in einer horizontalen Ebene erfolgt. Bei dem Betrieb einer halbautomatischen Schweißmaschine ist es jedoch in einigen Fällen erforderlich, den Schweißbrenner in einer vertikalen Ebene zu drehen oder hin- und herzubewegen. Dieses Erfordernis kann durch ein schwenkbares Verbinden des Schweißbrenner-Klemmglieds 112 mit dem Arm 140 erfüllt werden. Um jedoch eine Anwendung bei einer horizontalen Kehlnahtschweißung zu ermöglichen und einen in einer vertikalen Ebene fixierbar hin- und herbewegbaren Schweißbrenner zu haben, ist es empfehlenswert, die Schwenkverbindung durch die Schiebeführung 134 und den Schwenkbügel 132 zu bilden. Die erfindungsgemäße Schweißmaschine enthält Mittel zum vertikalen Verschwenken oder Hin- und Herbewegen, wobei dieses Mittel an einer erwünschten Position fixierbar ist, wie es in Figur 21 dargestellt ist.

Gemäß Figur 21. ist die Schiebeführung 134 an ihrer Rückseite mit einem Vorsprung 134' versehen. Dieser paßt in ein Loch 132" an dem Schwenkbügel 132, so daß die Schiebeführung 134 in dem Loch 132" frei drehbar ist. Der Schwenkbügel 132 ist mit einer Arretierschraube 137 versehen, um die Schiebeführung 134 im Bedarfsfall an einer erwünschten Position klemmend fixieren zu können. Wenn sich die Arretierschraube 137 in einem gelösten Zustand befindet, ist somit der Schweißbrenner 101. in den vertikalen und horizontalen Ebenen frei drehbar bzw. schwenkbar. Von den die Schwenkkomponenten in bestimmten Positionen festlegenden Fixierungsmitteln wird die Arretierschraube 127', die die horizontalen Schwenkbewegungen unterbindet, als erstes Fixierungsmittel· bezeichnet, während die die vertikaien Schwenkbewegungen unterbindende Arretierschraube 137 als zweites Fixierungsmittel bezeichnet wird. Es werden ein oder beide Fixierungsmittel· in fixiertem oder gelöstem Zustand benutzt, und zwar in Abhängigkeit von den von der Maschine durchzuführenden Betriebsvorgangen. In diesem Zusammenhang ist es empfehlenswert, an dem Umfang des Vorsprungs 134¹ der Schiebeführung 134 ein Verriegelungs^ch oder eine Nut für einen Eingriff mit der Arretierschraube 137 vorzusehen.

Figur 22 zeigt die Schweißmaschine bei ihrer Verwendung für eine

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horizontale Kehlnahtschweißung. In diesem Fall ist die Schwebeführung 134 durch Pestziehen der ersten und zweiten Fixierungsmittel in einer geneigten Position fixiert. Eine Feineinstellung der Düsenposition ist mittels der Schiebeführung 134 möglich. Für ein Kehlnahtschweißen ist es empfehlenswert, eine Führungsrolle

142 zum Führen des Wagens 102 längs einer aufrechten oder seitlichen Platte vorzusehen. Die Führungsrolle 142 ist am freien Ende eines Arms 141, der an dem Gestell 113 des Wagens 102 gehalten ist, drehbar angebracht. Um ein Pendeln mit dem so positionierten Schweißbrenner 101 zu bewirken, ist ein Spiel in den ersten und zweiten Fixierungsmitteln vorgesehen, beispielsweise durch einen Eingriff der Arretierschrauben mit größeren Blockierungslöchern oder abgestuften Wandungen.

Wenn der Schweißbrenner in einer vertikalen Ebene verschwenkt wird, sollten die steuernden Vorderräder 128 vorzugsweise in Richtung der Schwenkbewegung ausgerichtet werden. Insbesondere bei einer Kehlnahtschweißung unter Verwendung einer Führungsrolle gemäß Figur 22 kann der Betrieb in einem extrem stabilen Zustand bewirkt werden, und zwar durch Steuern des Antriebsteils 102 in der Weise, daß sich die Führungsrolle 142 ständig mit dem Werkstück in Berührung befindet. Für diesen Zweck sollten die Vorderräder 128, die dazu veranlaßt werden, der vertikalen Schwenkbewegung zu folgen, gleichzeitig zu der aufrechten Platte gedreht werden. Hierzu sind verschiedene Mittel denkbar, doch sollten solche Steuerungsmittel in jedem Fall einen einfachen Aufbau haben und Änderungen des Verlagerungsverhältnisses in einem weiten Bereich ermöglichen.

Figur 23 zeigt ein Beispiel für das Steuerungsmittel, welches die steuernden Vorderräder 128 so dreht, daß sie den vertikalen und horizontalen Hin- und Herbewegungen des Schweißbrenners 101 folgen. Das Steuerungsmittel enthält einen an der Düse befestigten Ring 145 mit einem Anschlußrohr 146 zum Abstützen einer L-förmigen Steuerstange 147. Andererseits ist ein Anbringungssitzglied

143 auf der Stützsäule 131 der Vorderräder fixiert, wobei sich die Stützsäule 131 in einem frei drehbaren Zustand befindet. Das

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Anbringungssitzglied 143 ist mit einem geschlitzten Arm 144 fest verbunden, der die Steuerstange 147 in dem geschlitzten Ende des Arms 144 aufnimmt. Der geschlitzte Arm 144 ist aus einem blatt- bzw. blechartigen Material hergestellt, während die L-förmige Steuerstange 147 in Form einer runden Stange hergestellt ist. Damit werden die Vorderräder entsprechend den horizontalen Oszillationsbewegungen des Schweißbrenners 101 gesteuert und gleichzeitig im Zusammenhang mit den vertikalen Oszillationsbewegungen des Schweißbrenners 101 gedreht, und zwar durch eine Schiebeberührung der L-förmigen Steuerstange 147 mit dem geschlitzten Arm 144. Der Drehwinkel der Vorderräder 128 ist durch Verändern des Kontaktpunkts der Steuerstange 147 mit dem geschlitzten Arm 144 an dem Anbringungssitzglied 143 frei einstellbar.

Wenn es erforderlich ist, kann ein Steuerungsmechanismus vorgesehen sein, der direkt mit einem Schweißbrenner gekoppelt ist, welcher nur vertikale kreisende Bewegungen durchführen kann. Figur 24 zeigt ein Beispiel für einen derartigen direkt gekoppelten Steuerungsmechanismus, bei dem ein Gehäuse 149 an der oberen Frontseite des Gestells 113 vorgesehen ist. Das Gehäuse sorgt für ein drehbares Halten der Vorderrad-Stützsäule 131, die an ihrem oberen Endbereich einen Abschnitt 131' kleineren Durchmessers hat. Statt des VorSprungs 134' aus Figur 21 ist an der Rückseite der den Schweißbrenner-Anbringungsteil bildenden Schiebeführung 134 eine Welle 150 fest angebracht, die sich durch die vordere Endwand des Gehäuses 149 erstreckt und an der ein Kegelrad 151 fest angebracht ist. Dieses kämmt mit einem Kegelrad 152, das auf dem mit kleinerem Durchmesser ausgebildeten Abschnitt 131' der drehbaren Stützsäule 131 fest angebracht ist. Mit diesem Steuerungsmechanismus wird die Schiebeführung 134 zusammen mit dem Schweißbrenner 101 verschwenkt, um die Vorderräder 128 entsprechend zu verdrehen, und zwar über die Kegelräder, die entsprechend einem vorbestimmten Drehwinkelverhältnis verzahnt sind. In diesem Fall wird das zweite Fixierungsmittel von einem um die Achse der Welle 150 verlaufenden gewölbten Sitz 153 im unteren Teil der zuvor erwähnten vorderen Endwand des Gehäuses 149 und einem Flansch bzw. Rand 154 gebildet, der an dem unteren Ende der

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Schiebeführung 134 ausgebildet ist sowie längs der gewölbten Oberfläche des Sitzes 153 verläuft. Dieser Rand 154 ist ferner mit einer Arretierschraube 155 versehen, die die Schiebeführung 134 innerhalb ihres Schwenkbereichs an einer erwünschten Position an dem Sitz 153 festlegen kann, und zwar in einer ähnlichen Weise, wie es für die Arretierschraube 137 zutrifft.

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Claims

G 52 209 /su KOBE STEEL, LTD., 3-18, 1-Chome, Wakinohama-cho, Fukiai-Ku, Kobe (Japan) Motorgetriebene halbautomatische Schweißmaschine Patentansprüche

1. Motorgetriebene, halbautomatische Schweißmaschine, die einen Schweißbrenner halten und tragen kann, gekennzeichnet durch an vorderen und rückwärtigen Bereichen der Maschine vorgesehene Vorder- und Hinterräder (19, 13; 128, 125), wobei zumindest eines der Vorder- oder Hinterräder von einem Motor (11; 115) angetrieben wird, durch ein vertikales Schwenkmittel, mit dem der Schweißbrenner (1; 101) um die Achse der Schweißmaschine in einer vertikalen Ebene gedreht werden kann, durch einen Einstellmechanismus zum Lokalisieren des Zentrums eines Griffteils (4; 104) des Schweißbrenners (1; 101) an einer Position zwischen den Vorder- und Hinterrädern (19, 13; 128, 125) und durch ein Halteglied (8; 112) zum positionsmäßigen Halten des Schweißbrenners (1; 101) an der Schweißmaschine.

2. Schweißmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einstellmechanismus ein ausfahrbares Mittel (10, 15, 15a, 15b, 21) zum Verändern des Abstandes zwischen den Vorder- und Hinterrädern (19, 13) aufweist.

3. Schweißmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das ausfahrbare Mittel ein Vorderrad-Halteglied (15) aufweist, das mit einem Hinterrad-Haltegestell (10) in Verschiebungseingriff steht.

4. Schweißmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einstellmechanismus ein ausfahrbares Mittel zum Verändern des Abstandes zwischen einem Schweißbrenner-Halteteil (8¹) des

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Schweißbrenner-Haltegliedes (8) und dem Vorderrad-Halteglied (15) aufweist.

5. Schweißmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch ein Hubmittel zum vertikalen Bewegen des Schweißbrenner-Haltegliedes (8) auf ein erwünschtes Niveau.

6. Schweißmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Hubmittel ein Schiebe- bzw. Hubglied (25) mit einer Zahnstange (25a) und einem Ritzel (26) aufweist, das auf einer
drehbaren Querwelle (28) fest angebracht ist und mit der
Zahnstange (25a) in Kämmeingriff steht.

7. Schweißmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Querwelle (28) des Ritzels (26) eine Feder (42) angebracht ist, die dazu dient, das Ritzel (26) in einer bestimmten Richtung vorzuspannen, um die Drehbewegung desselben abzubremsen .

8. Schweißmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis

7, insbesondere nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Querwelle des Ritzels (26) durch Rahmen- bzw. Gestellwandungen der Schweißmaschine verläuft und an einem Ende mit
einem Drehgriff (2 9) sowie am anderen Ende mit einem Klemmgriff (30) zum Verankern bzw. Festlegen der Ritzel-Querwelle (28) versehen ist.

9. Schweißmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis

8, dadurch gekennzeichnet, daß das Zentrum der Drehbewegung der Vorderräder (19; 128) vertikal mit dem Zentrum der kreisenden Bewegung des Schweißbrenners (1; 101) ausgerichtet ist.

10. Schweißmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis

9, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteglied (8; 112) den
Schweißbrenner (1; 101) an drei Umfangspunkten halten kann
und daß der Schweißbrenner (1; 101) an einem der drei Punkte festklemmend erfaßt ist. - 3 -

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11. Schweißmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteglied (8; 112) aus einem polygonischen Ring besteht, der eine Klemmschraube (9; 112'') an einer Ecke oder Seite hat.

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