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Kennwort: Orbital-Zündstift-Halterung
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Einrichtung zum Orbital-Lichtbogenschweißen Die Einrichtung betrifft
eine Einrichtung zum Orbital-Lichtbogenschweißen nach dem Oberbegriff des Anspruchs
1.
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Mit diesem Oberbegriff wird auf Einrichtungen zum Orbital-Lichtbogenschweißen
Bezug genommen, wie sie aus der US-PS 3,835,286 un der DE-OS 19 18 267 bekannt geworden
sind.
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In der US-PS 3,835,286 ist eine Einrichtung zum Orbital-Lichtbogenschweißen
mit Kaltdrahtzuführung offenbart, bei welche@ die Halterung der Kaltdrahtzuführung
fest mit der Brennerführung verbunden ist. Öber ein mit Halterung und Brennerführung
in Wi@kverbindung stehendes Verbindungs-@eil, in das eine Gewindespindel eingreift,
werden Schwseißbrenner und Halterung der Kaltdrahtzuführung gemeinsam verstellt.
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Aus der DE-OS 19 18 267 ist ein Schweißbrennei- mit nicht abschmelzender
Elektrode und Zündvorrichtung bekannt, wie er in Orbital-Schweißköpfen verwendet
werden kann.
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Dabei ist die Zündelektrode in der Düsenwandung der Schutzgasdüse
angeordnet. Konstruktionsbedingte Brfordernisse ergeben hierbei eine durch die Zündelektrode
zu ionisierende große Schutzgasstrecke.
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Um eine Fixierung ebenso wie eine Verstellung der Zündelektrode relativ
zur Elektrode zu ermöglichchen, ist die Zündelektrode in einem elektrisch isolierten
Spannkegel gelagert, welcher in einer entsprechenden konischen Ausnehmung in der
Düsenwandung bzw. eines VErstärkungsteiles angeordnet ist und mittels einer mit
dem Verstärkungsteil in Wirkverbindung stehenden Überwurfmutter elastisch verformt
wird.
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Bei solchen Einrichtungen zum Orbital-Li chtbogenschweißcn mit Kaltdrahtzuführunq
und Zündelektrode messen somit in die Düsenwandung de Schutzgasdüse koni sc he und
zylindrische Ausnehmungen eingebracht werden und entsprechend diesen Ausnehmungen
Formteile hergestellt werden, was einerseits zu einem komplizierten Aufbau der Schutzgasdüse
und andererseits zu größeren Ilerstellkosten führt. Hinzu kommt, daß bei beschädigter
Düse - die ein Verschleißteil ist - der Austausch der Zündvorrichtung durch Schweißspritzer
und/ oder Wärmeeinwirkung erheblich erschwert ist. Auch wirkt sich die durch die
Anordnung der Zündelektrode in der Düsenwandung zu ionisierende große Schutzgasstrecke
(Strecke zwischen Zündelektrodens1itze und Werkstückoberfläche) nachteilig auf die
Zündsicherheit aus.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum Orbital-Lichtbogenschwseißen
zu schaffen, bei der die
Halterung der Zündelektrode einfach und
ein maschinelles uncl/oder manuelles Einstellen des jeweils erforderlichen Abstandes
zur Elektrode unkompliziert möglich ist. Darüber hinaus soll der Austausch der Zündelektrode
unabhängig von tlcr Standzeit anderer Schweißbrennerteile in einfachster Art und
Weise vornehmbar sein.
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Kiese Aufgabe wird bei der erfindungsgemäßen Einrichtung durch die
kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
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bei einer solchen Einrichtung zum Orbital-Lichtbogenschweißen die
Einstellen eines vorqegebenen Abstandes zwischen Zündelektrode und Elektrode zu
ermöglichen, ist die Zündelektrode gegenüber der Dlektrode in der Halterung der
Kaltdrahtzuf ühruncl nachstellbar und die Halterung der Kaltdrahtzuführung höhenverstellbar
und/oder schwenkbar.
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Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin,
d,Iß durch die Anordnung der Zündelektrode in der llalterunq der Kaltdrahtzuführung
eine im Aufbau überraschend einfache, kostengünstige und vielseitig einstellbare
Verstellung - Lageänderung - der Zündelektrode möglich ist. Mit der zusätzlichen
Nutzung der zur Zuführung des Drahtes schwenkbaren und höhenverstellbaren Halterung
der Kaltdrahtzuführung als Zündelektrodenhalterung wird eine über einen großen Verstellbereich
einstellbare Zündelektrode erreicht, deren Halterung kostengünstig und einfach herstellbar
ist.
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Dabei zeichnet sich die Halterung der Zündelektrode durch eine einfache
Austauschbarkeit und Isolierung der Zündelektrode aus. Hinzu kommt, daß durch die
Anordnung der Vündelektrode in der Nähe des Elektrodenendes und des Werkstückes
nur eine klone Schutzgasstrecke zu ionisieren ist.
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U2es ftlhrt zu einer großen Zündsicherheit.
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Ein Aus führungsbeispie 1. der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt
und wird im folgenden unter Hinweis auf weitere vorteilhafte Merkmale näher beschrieben.
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Es veranschaulicht: Fig. 1 eine schematische Darstellung des Fahr
we rk s mit Schweißkopf; Fig. 2 eine schematische Darstellting der Halterung der
Kaltdrahtzuführung mit de L Zündelektrode im Teilschnitt; Fig. 3 eine schematische,
nicht maßstabgerechte Darstellung der Höhenverstellung der Halterung mit der Zündelektrode.
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In Fig. 1 ist in schematischer Darstellung ein Fahrwerk 10 veranschaulicht,
welches in einer um ein Rohr 11 gelegten Führung 12 gehalten und somit orbital um
das Rohr 11 geführt werden kann. Am Fahrwerk 10 ist ein Schweißkopf 14 bestehend
aus einem Schweißbrenner 13 mit nichtabschmelzender Wolfram-Elektrode 15, einer
Zündelektrode 16 und einer Halterung 17, der Kaltdrahtzuführung 18 sowie einer nicht
näher dargestellten Pendelvorrichtung und einer Drahtvorratsrolle befestigt. Der
Schweißbrenner 13 ist dabei über ein nicht näher dargestelltes Schlauchpaket mit
einer Schweißstromquelle 23 verbunden.
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Der am Fahrwerk 10 befestigte Schweißkopf 14 ist in Fig. 2 vergrößert
dargestellt. Uer schematisch angeordnete Schutzgasschweißbrenner ist mit 13 und
die nichtabschmelzende Elektrode mit 15 bezeichnet. Die Elektrode 15 ist im oberen
Bereich vom Brennermantel 19 und im unteren, zum Werkstück 20 weisenden Bereich
von einer Düse 21 umgeben. Die aus der Düse herausragende Elektrode 14 ist über
Leitung 74 3n dem
rteqativen und das Werkstück 20 Über Leitung 22
an dem positiven Pol der Gleichstromquelle 23 angesbhlossen.
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Parallel zur Gleichstromquelle 23 ist ein Zündgerät 24 geschaltet,
welches die für die Zündung eines Lichtbogens zwischen Elektrode 15 und Werkstück
20 erforderliche hoch-Irequente Wechselspannung liefert. Das Zündgerät 24, vorzugsweise
ein Hochfrequenz-Impulsgenerator, ist mit dem nenativen Pol 27 über Leitung 25 an
die Elektrode 15 und mit dem positiven Pol 28 an die Zündelektrode 16 angeschlossen.
Vorzugsweise ist der Zündstromkreis gegenüber dem Schweißstromkreis galvanisch entkoppelt.
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I)ie Zündung des lichtbogens erfolgt über die Ionisation der Schutzgasstrecke,
die durch eine vom Zündgerät kurzzeitig abgegebene Hochspannung, die zur Bildung
eines Hilfslichtbogens zwischen Elektrode 15 und Zündelektrode 16 Iührt, erreicht
wird.
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Die Zündelektrode 16 ist in der Filterung 17 der nur teilweise dargestellten
Kaltdrahtzuführung 18 angeordnet. In cier Halterung 17 ist die Zündelektrode 16
von einem Keramikrohl- 31 umgeben und somit gegenüber der Halterung 17 elektrisch
isoliert. Das Keramikrohr 31 weist eine größere Länge 32 als die Länge 33 der ilalterung
17 auf und ragt aus der Längsbohrung 29 der Halterung 17 beidseitig heraus. Die
zur Elektrode 15 aus der Ilalterung 17 ragende eine Seite des Keramikrohres 31 ist
als Düse 34, die andere Seite als Isolation 35 der Steckverbindung 36 zwischen Zündelektrode
16 und Leitung 26 ausgebildet. Die Steckverbindung 36 zwischen Zündeiektrode 16
und leitung 26 erfolgt durch einen nicht näher dargestellten Kabelstecker.
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Das in der ISnslsbc)llrung 29 der Halterung 17 anijeordnete Keramikrohr
31 mit der Zündelektrode 16 ist mittels einer Stellschraube 37, die in einer radial
zur Längsbohrung 29 vorgesehenen Gewindebohrung 38 eingeschraubt ist, gegen axiale
Verschiebung gesichert. Durch 1,ösen der Stellschr-iube 37 ist ein Verschieben des
Keramikrohres 31 bzw. der Zürdelektrode 16 und damit eine Einstellung des Abstandes
der Zündelektrode 16 zur Elektrode 15 möglich.
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Die Längsbohrung 29 der Halterung 17, die zur Aufnahme des Keramikrohres
31 mit der Zündelektrode dient, liegt unter einem Winkel 39 von 750 zur Elektrode
14 und unter einem Winkel 40 von 5° zur Aufnahmebohrung 30 der Halterung 17 der
Kaltdrahtzuführung 18. Über einen nicht dargestellter Antrieb der Kaltdrahtzurührung
18 wird der Draht 41 in einer flexiblen Drahtfltihrunq 42 zur Elalterulls 17 der
Kaltdrahtzuführung 18 geführt. Die Drahtführung 42 endet in einem Drahtführungseinlauf
43,der mit dem Gewinde 44 in die Halterung 17 eingeschraubt ist. Der in die Halterung
17 eingeschraubte Gewindeteil 45 des Drahtführungseinlaufes 43 weist eine Innenbohrung
46 entsprechend dem Außendurchmesser 47 cles Drahtes 41 auf. In der Halterung 17
wird die innenbohrung 46 zur Führung des Drahtes 41 durch die Aufnahmebohrung 30
der Halterung 17 verlängert, bis der Draht 41 in die Drahtführungsdüse 48 eintritt.
Die Drahtführungsdüse 48 ist in dem zur Elektrode 15 weisenden Bereich in die Halterung
17 eingeschraubt und führt den Draht 41 durch die Innenbohrung 49 zur Schweißstelle.
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Die Halterung 17 der Kaltdrahtzuführung 18 ist in der Nähe des Schweißbrenners
13 bzw. der Elektrode 15 angeordnet und ermöglicht so eine exakte Positionierung
der Zündelektrode -16 und des Drahtes 41. Über der Längsbohrung 29 und der Aufnahmebohrung
30 ist die Halterung 17 als Gabelstück 49 ausgebildet, das über das Lagerteil 50
und eine fest mit dem Lagerteil verbundenen Spindel 51 mit einem Gewindestück 52
(Fig.
3) in Verbindung steht.
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Die Außenkontur des Lagerteiles 50 ist in seinem zur Halterung 17
weisenden Bereich halbkreisförmig ausgebildet und im Mittelpunkt 53 des halbkreises
mittels einer Schraube 54 mit dem Gabelstück 49 der Halterung 17 verbunden.
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Durch Lösen der Schraube 54 ist die Halterung 17 und damit Draht 41
unct Zündelektrode 16 um die Achse 55 des Lagerteils 50 gegenüber der Achse der
Elektrode 15 im Winkelbereich 29, 46 schwenkbar.
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Die Spindel 51, die der Höhenverstellung 56 der Halterung 17 <1er
Kaltdrahtzuführung 18 dient, ist in einer Bohrung 57 cls Gewindestückes 52 betestigt.
Das Gewindestück 52 ist guaderförmig ausgebii <let und weist neben der Befestigungsbohrung
57 eine Bohrung 58 mit Bewegungsgewinde 59 auf.
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In Cl.lS Bewegungsgewinde 59 greift eine Gewindespindel 60 eine, deren
unteres, zur Halterung 17 weisendes Ende, als Bagerzapfen 61 und deren oberes End
des Befestigungszapfens ()2 zur Aufnahme eines Verstell- bzw. Drehknopfes 63 ausgebildet
ist Die C;ewindespindel 60 ist mit dem Lagerzapfen 61 und dem Befestigungszapfen
62 in den zwischen Brennerhalterung 64 tind der nicht näher dargestellten Schwenkvorrichtung
65 zur Drehung des Schweißkopfes 14 angeordneten Lagerdeckeln 66, 67 gelagert. Die
Spindel 51 wird in den Führungsbohrungen 68, 69 der Lagerdeckel 66, 67 axial geführt.
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Wind die Gewindespindel 60 manuell über Drehknopf 63 oder maschinell
über einen mit der Gewindespindel 60 verbundenen rojelit dargestellten Motor um
die Längsachse 70 gedreht, so erfolgt durch die in Wirkverbindung miteinander stehenden
Gewinde 59 des Gewindestückes 52 mit dem Gewinde 71 der Gewindespindel 60 eine Umwandlung
der Drehbewegung in eine
Längsbewegung. Das Gewindestück 52 mit
der Spindel al verfährt in Pfeilrichtung 72a, 72b in dem durch Brennerhalterung
64, Schwenkvorrichtung 65 und Lagerdeckel 66, 67 geschlossenen Itaum 72 und verstellt
somit die Elöhe der Halterung 17 mit dem Draht 41 und der Zündelektrode 16.
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Durch die Anordnung der Zündelektrode 16 in der Halterung 17 der Kaltdrahtzuführung
18 wird in einfachster Art und Weise eine universell verstellbare Zündeinrichtung
geschaffen, die durch ihre Anordnung in unmittelbarer Nähe des Elektrodenendes 73
rind somit in unmittelbarer Nähe clcs Werkstilckes 20 durch die nur kleine, zu ionisierende
Schutzgasstrecke ein sicheres Zünden @@möglicht.