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Die Erfindung bezieht sich auf ein System zum Einsatz bei einer
kombinierten Schweißvorrichtung zum Elektrodenschweißen und
Gasschweißen/Lichtbogenschweißen (WIG-Schweißen), welche ein
Stromversorgungskabel und eine Gasleitung in Verbindung mit einer Halterung
aufweist, die ein von einem Handgriff umschlossenes Stromleiterteil
enthält, das an einem Ende an eine Stromquelle angeschlossen ist und
am gegenüberliegenden Ende mit einer austauschbaren ersten
Einrichtung zur Vornahme eines Lichtbogenschweißvorgangs und mit einer
austauschbaren zweiten Einrichtung zur Vornahme eines
Gas-/Lichtbogenschweißvorgangs verbindbar ist, wobei die erste austauschbare
Einrichtung Mittel zum Halten einer abschmelzbaren Elektrode und die
zweite austauschbare Einrichtung Mittel zum Haken einer
nichtabschmelzbaren Elektrode für den Gas-/Lichtbogenschweißvorgang
aufweist.
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Beim herkömmlichen Elektrodenschweißen wird mit elektrischem
Strom zum Abschmelzen einer Schmelzelektrode gearbeitet, die in dem
Elektrodenhaltekopf befestigt ist. Vorzugsweise erfolgt die Befestigung
der abschmelzbaren Elektrode bzw. die Freigabe derselben durch Auf-
bzw. Abschrauben eines Handgriffs mit zugehörigem Stromleiter relativ
zur abschmelzbaren Elektrode und des zugehörigen
Befestigungskopfes. Ist die abschmelzbare Elektrode verbraucht, wird sie gegen eine
neue Elektrode ausgetauscht, wobei der Handgriff mit dem Stromleiter
bezüglich des Elektrodenhaltekopfes geschraubt wird.
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Beim Gas-/Dichtbogenschweißen (WIG-Schweißen) wird eine
spezielle WIG-Schweißausrüstung eingesetzt, die einen Brenner mit
zugehöriger (Argon-)Gasleistung von einer Gasversorgung und einen
Elektrodenhalter mit Wolframelektrode und zugehörigem Stromkabel von einer
Stromquelle aufweist. Bisher wurde mit einem kombinierten Halter für
den Brenner und die Elektrode und mit einer gemeinsamen Leitung
für das Argongas und das Stromkabel gearbeitet. Beim herkömmlichen
Elektrodenschweißen werden meistens Stromkabel eingesetzt, die
mittels Kabelmuffen verlängerbar sind. Es ist außerdem möglich,
äquivalente, allerdings komplexere und kostspieligere Muffen für die
gemeinsame Leitung für das Argongas und das Stromkabel beim
WIG-Schweißen heranzuziehen. Argongas ist nicht brennbar.
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In der US-PS A-3 263 055 (Broderick u.a.) wird eine
Lichtbogenschweißvorrichtung vorgeschlagen, welche einen Schweißbrenner,
eine Edelgasleitung in dem Brenner, und eine nicht abschmelzbare
Elektrode in der Leitung aufweist. Zur Vornahme von Schweißarbeiten
an einem Werkstück wird der Brenner wird vom Schweiger zwischen
den Backen eines Stabelektrodenhalters erfaßt. Es wird dabei ein
einfaches und wirtschaftliches Regelventil zum Regeln des Edelgasstroms
zur Elektrode angeregt.
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Bisher war es üblich, zum Elektrodenschweißen und
Gas-/Lichtbogenschweißen jeweils separate Garnituren zu verwenden. Im
praktischen Einsatz war es umständlich, zwei separate Arbeitsgarnituren für
das konventionelle Elektrodenschweißen und zum WIG-Schweißen
einzusetzen. Daneben entstehen erhebliche Investitionskosten und Kosten
für die Wartung von zwei separaten Arbeitsausrüstungen für ein- und
denselben Benutzer an verschiedenen Einsatzorten.
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In der US-PS A-3 739 140 (Rotilio) wird ein kombinierter
Schweißbrenner angeregt. Dabei wird ein System vorgeschlagen, das
abwechselnd zum Elektrodenschweißen und zum
Gas-/Lichtbogenschweißen (WIG-Schweißen) eingesetzt wird. Das System nach diesem
Vorschlag weist ein Stromversorgungskabel und eine Gasleitung in
Verbindung mit einer Halterung mit zugehörigem Elektrodenhaltekopf
auf, wobei eine Elektrode mit einstebarem Einspanneingriff zwischen
dem Kopf und einem Stromleiterteil, an welches der Kopf fest
angeklemmt ist, fest eingespannt werden kann. Die Halterung mit
zugehörigern Stromleiteteil ist von einem Griff umschlossen und die Halterung
mit dem zugehörigen Stromleiteteil ist für einen ersten und zweiter
Elektrodenhaltekopf gemeinsam, die beide austauschbar sind. Dabei
sichert der erste Kopf die Schweißelektrode zum Elektrodenschweißen,
während der zweite Kopf die Abbrennelektrode zum
Gas-/Lichtbogenschweißen festhält und gleichzeitig eine Stütze für ein Kupplungsteil
zum Anschluß an die Gasleitung bildet.
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Gemäß der letztgenannten Schrift zum Stand der Technik umfaßt
der Umschaltvorgang das Umschalten einer Reine separater, recht
kleiner und winziger Teile nacheinander, und dieser Umschaltvorgang
bringt unter Umständen Komplikationen für den Schweißer mit sich,
insbesondere an nicht abgeschirmten Arbeitsplätzen im Freien.
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Bei der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe nun in einer
kombinierten Schweißvorrichtung zum Elektrodenschweißen und zum
Gasschweißen/Lichtbogenschweißen (WIG-Schweißen, die sowohl zum
Elektrodenschweißen als auch zum WIG-Schweißen eingesetzt werden
kann, indem einfach der Elektrodenhaltekopf umgeschaltet wird.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich nun dadurch
aus, daß die Halteeinrichtung der ersten und zweiten austauschbaren
Einrichtung als separater Elektrodenhaltekopf ausgebildet ist, der
direkt an das Stromleiterteil anschließbar ist, und daß das
Stromleiterteil und der dieses umschließende Handgriff mit Mitteln zum
einstellbaren Festspannen der Elektrode in einer Spannvorrichtung zwischen
dem Stromleiterteil und dessen jeweiligem Elektrodenhakekopf
versehen sind, und daß der zweite Elektrodenhaltekopf
Verbindungselemente für den direkten Anschluß einer Gasleitung und ein zugehöriges
Regelventil zum Regeln der Gaszufuhr zu der nichtabschmelzbaren
Elektrode für den Gas-/Lichtbogenschweißvorgang und entlang
derselben aufweist.
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Somit wird die Umschaltung des Elektrodenhaltekopfes dadurch
möglich, daß dieser direkt an das Stromleiterteil angeschlossen wird.
Dies wird dadurch vereinfacht, daß das Stromleiterteil und dessen
umschließender Griff eine Einrichtung zum einstellbaren Festspannen der
Elektrode in einer Spanneinrichtung zwischen dem Stromleiterteil und
dessen jeweiligem Elektrodenhaltekopf bilden. Außerdem ist der zweite
Elektrodenhaltekopf mit Kupplungsteilen für den direkten Anschluß
einer Gasleitung und mit einem zugehörigen Regelventil zum Einstellen
der Gaszufuhr zur nichtabschmelzbaren Elektrode und entlang
derselben versehen.
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Erfindungsgemäß ist es somit möglich, eine Standardausrüstung
zum normalen Elektrodenschweißen entsprechend der üblichen
Anordnung zu verwende, und sobald es erforderlich wird, nach dem WIG-
Schweißverfahren zu arbeiten, kann der Elektrodenschweißkopf ganz
einfach gegen einen WIG-Kopf mit zugehöriger Ausstattung
auszutauschen, wozu auch eine separate Gasleitung gehört. Auf diese Weise
muß der Benutzer nur zum Einsatzort gesondert einen Gasbehälter
mitnehmen, sowie die Gasleitung und den WIG-Kopf, und ansonsten
arbeitet er mit der robusten Konstruktion für das herkömmliche
Elektrodenschweißen.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der
nachstehenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter
Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung, in welcher:
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Fig. 1 teilweise in Seitenansicht und teilweise im Vertikalschnitt
einen Elektrodenhalter zeigt, wie er zum konventionellen
Elektrodenschweißen eingesetst wird, und
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Fig. 2 in entsprechender Ansicht bzw. in entsprechendem
Schnitt den Elektrodenhalter zeigt, wie er zum WIG-Schweißen
verwendet wird.
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In Fig. 1 ist ein bekannter Aufbau eines Elektrodenhalters 10
für den üblichen Vorgang des Elektrodenschweißens dargestellt. Dort
wird ein Stromkabel 11 gezeigt, das über ein Ende nach innen in
einen Gummigriff 12 führt. Im Inneren des Griffs ist das Stromkabel
leitend an einen Stromleiter 13 angeschlossen. Der Stromleiter 13 ist mit
einem Befestigungsabschnitt 13a, der einen Reibschluß herstellt, in
einer nicht weiter dargestellen Weise im Inneren des Griffs 12
befestigt, wobei zwischen dem Griff und dem Stromleiter eine
Wärmeisolierung vorgesehen ist. Der Stromleiter 13 steht mit einem Schaftteil 13b
über einen Hohlraum im Griff 12 nach außen vor und erstreckt sich
über einen gewissen Abstand außerhalb des Griffs und setzt sich in
einem Abschnitt 13c mit Gewindegängen zu einem abgestuften
Endabschnitt 13d hin fort. Das äußerste Ende 13e des Stromleiters 13 bildet
einen stromleitenden Spannbereich für den Eingriff mit einer
abschmelzbaren Elektrode bzw. einer Schweißelektrode 14.
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Ein separater Befestigungskopf 15 zum Befestigen der Elektrode
14 am Stromleiter 13 ist in ihrer Stellung auf dem Stromleiter 13 axial
außerhalb des Griffs 12 fixiert. Der Kopf 15 weist einen äußeren
Kopfbereich 16 aus gehärtetem Kunststoff oder ähnlichem Werkstoff auf,
der hohe Temperaturen und kräftige Stöße verträgt, und gleichzeitig
zur elektrischen Isolierung und zur Wärmeisolierung beiträgt. Der
Kopfbereich 16 weist ein axal innenliegendes stromführendes Spannteil
17 und ein axial außeliegendes Befestigungsteil 18 zusammen mit
einem dazwischenliegenden scheibenförmigen Sicherungsteil 19 auf. Das
Befestigungsteil 18 läßt sich in einer Ausnehmung 16a im Kopfbereich
16 über eine (nicht dargestellte) Schnapp-Eingriffseinrichtung
festlegen, mit welcher das Befestigungsteil 18, das Sicherungsteil 19 und
das Spannteil 17 im Kopfbereich 16 in ihrer Stellung gehalten werden.
Beispielsweise kann das Spanntell 17 in Längsrichtung verlaufende
Rippen aufweisen, die in entsprechenden Nuten in einem
innenliegenden Hohlraum 16b im Kopfbereich 16 axial verschieblich geführt
werden und verhindern, daß das Spannteil 17 sich relativ zum
Kopfbereich 16 dreht.
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Mittels des Außenschraubgewindes auf dem Stromleiter 13 und
eines entsprechenden Innenschraubgewindes im Spannteil 17 lassen
sich der Befestigungskopf 15, d.h. der Kopfbereich 16 mit dem
Spannteil 17, dem Befestigungsteil 18 und dem Sicherungsteil 19, als
Schutzgehäuse auf dem Stromleiter 13 in ihrer Position sichern. Die
Anordnung erfolgt durch relative Drehung zwischen dem Griff 12 und
dem Befestigungskopf 15.
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An seinem inneren Ende weist das Spannteil 17 eine in
Querrichtung verlaufende Durchbohrung 17a auf, die mit einer einseitigen,
ebenfalls in Querrichtung verlaufenden Bohrung 16c im Kopfbereich 16
fluchtet. Das außenliegende Ende 13e des Stromleiters 13 ist so
ausegbildet, daß es seitlich über den Hohlraum 16b in die Bohrung 17a so
eingeführt werden kann, daß es gegen die eine Seite der
abschmelzbaren Elektrode bzw. der Schweißelektrode 14 angezogen werden
kann, die über die Bohrung 16c in den Hohlraum 16b eingeführt wird.
Die gegenüberliegende Seite der Elektrode 14 wird gegen die
benachbarte Seite der Bohrung 17a in stromführendem Spanneingriff
festgespannt.
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Beim Austausch der Elektrode 14 wird der Spanneingriff durch
eine kleinere relative Drehung zwischen dem Griff 12 mit dem
Stromleiter 13 und dem Befestigungskopf 15 geleckert. Beim Austausch des
Befestigungskopfes 15 effolgt dies durch eine größere relative
Drehung zwischen dem Griff mit dem Stromleiter und dem
Befestigungskopf, wobei der Umfang der Drehbewegung durch die Länge des
Schraubgewindes bestimmt wird.
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Fig. 2 zeigt einen Elektrodenhalter 10 mit demselben Stromkabel
11, dem Handgriff 12 und dem Stromleiter 13, wie sie in Fig. 1
dargstellt sind, allerdings mit ausgetauschtem Befestigungskopf 15'. Dabei
ist ein Kopfbereich 16', der in seinem Aufbau dem Kopfbereich 15
gemäß Fig. 1 entspricht, vorgesehen, der allerdings etwas anders
geformt ist und diverse zusätzliche Ausstattungsmerkmale aufweist. Im
einzelnen wird hier ein Spannteil 17' verwendet, das in äquivalent
zum Spannteil 17 gemäß Fig. 1 mit Hilfe eines Befestigungsteils 18 und
eines Sicherungsteils 19 befestigt wird. In dem spannteil 17' ist eine
in Querrichtung verlaufende Durchgangsbohrung 17a' vorgesehen, in
der eine Elektrode 14' in einer Art angeordnet ist, die der in
Verbindung mit Fig. 1 erläuterten Anordnung entspricht. Dabei handelt es
sich bei der Elektrode 14' um eine relativ dünne Wolframelektrode, die
in einer Spitze ausläuft und sich an entgegengesetzten Seiten des
Stromleiters 13 über die Enden nach außen erstreckt.
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Auf der einen Seite des Stromleiters 13 verläuft die Elektrode
14' durch eine Bohrung 29a in einer Metallhülse 20, die mit einem
ersten Außenschraubgewinde 21 an einem Ende mit einem äquivalenten
Innenschraubgewinde in einer seitlich gerichteten Bohrung 16c' im
Kopfbereich 16' verbunden ist. Mittels eines zweiten
Außenschraubgewindes 22 im Mittelbereich der Hülse 20 ist eine Muffe 23 aus
keramischem Werkstoff über ein äquivalentes Innengewinde an der Hülse
befestigt und fest mit dem Kopfabschnitt 16' verbunden. Gemäß der
Darstellung erstreckt sich die Elektrode 14 um einen erheblichen Abstand
über die Hülse 20 und um einen relativ kurzen Abstand über die
Muffe 23 hinaus.
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Auf der gegenüberliegenden Seite des Stromleiters 13 verläuft
die Elektrode 14' durch eine Blindbohrung 24a in einer Muffe 24, die
eine Abschlußkappe bildet. Die Muffe 24 ist mittels eines
Außenschraubgewindes 25 an einem äquivalenten Innenschraubgewinde im
einen Ende einer Hülse 26 befestigt. Am gegenüberliegenden Ende der
Hülse 26 ist diese mittels eines Außenschraubgewindes 27 an einem
äquivalenten Innenschraubgewinde in der Bohrung 16c' im Kopfbereich
16' befestigt. In der Hülse 26 ist eine in Querrichtung verlaufende
Bohrung 28 dargestellt. Diese Bohrung 28 steht auf der einer Seite
mit einem Gaskanal durch die Hülse 26, der Bohrung 17a' im Spannteil
17 und der Hülse 20 in Verbindung, wobei der Gaskanal in eine offene
Kammer 29 knapp innerhalb der Mündung 23a der Muffe 23 mündet.
Auf der anderen Seite steht die Bohrung 28 mit einer Leitung 30
durch den Kopfbereich 16' und einer Anschlußmuffe 31 in Verbindung,
die an diesem Ende für die Argongaszufuhr befestigt ist. Eine
Gasleitung ist durch die gestrichelten Linien 32 angedeutet. Die Hülse 31
und die Gasleitung 32 sind mit entsprechenden Schnellkupplungsteilen
versehen, wie sie beispielsweise am Hülsenkopf 31a angegeber sind.
Mittels eines Nadelventils 33, das in axialer Richtung zu einem
Ventilsitz 33a in Verbindung mit der Leitung 30 hin und von diesen weg
einstellbar ist, läßt sich die Gaszufuhr von der Gasleitung 32 zum
Kanal entlang der Elektrode 14' regeln. Durch normalen Handgriff um
den Griff 12 ist es relativ einfach, das Nadelventil 33 während der
Benutzung des Elektrodenhalters mit einem Fingergriff einzustellen.
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Im praktischen Einsatz kann bei Bedarf der Befestigungskopf
15' mehr oder weniger immer mit der Gasleitung 32 gekoppelt sein, so
daß der Befestigungskopf 15' mit der zugehörigen Gasleitung 32
zusammen mit einem (hier nicht dargesteten) Gasbehälter zum
Einsatzort transportiert werden kann, wo dann der Handgriff 12 und der
Stromleiter 13 des Halters an gekoppelt werden, sobald nach dem WIG-
Verfahren geschweißt werden muß. Mit anderen Worten kann dabei
ohne Schwierigkeiten vom herkömmlichen Elektrodenschweißen auf WIG-
Schweißebetrieb und umgekehrt einfach dadurch umgeschaltet werden,
daß die Befestigungsköpfe 15 und 15' gegeneinander ausgewechselt
werden.