WO2008089835A1 - Vorrichtung zum reinigen der keramik-gasdüse eines schweissbrenners - Google Patents

Vorrichtung zum reinigen der keramik-gasdüse eines schweissbrenners Download PDF

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WO2008089835A1
WO2008089835A1 PCT/EP2007/011311 EP2007011311W WO2008089835A1 WO 2008089835 A1 WO2008089835 A1 WO 2008089835A1 EP 2007011311 W EP2007011311 W EP 2007011311W WO 2008089835 A1 WO2008089835 A1 WO 2008089835A1
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WO
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gas nozzle
cleaning
ceramic gas
cleaning device
coolant
Prior art date
Application number
PCT/EP2007/011311
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English (en)
French (fr)
Inventor
Joachim Thielmann
Original Assignee
J.Thielmann Gesellschaft Für Automatisierungstech Nik Mbh
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/24—Features related to electrodes
    • B23K9/28—Supporting devices for electrodes
    • B23K9/29—Supporting devices adapted for making use of shielding means
    • B23K9/291—Supporting devices adapted for making use of shielding means the shielding means being a gas

Definitions

  • the invention relates to a device for cleaning the ceramic gas nozzle of a welding torch by means of insertable into the ceramic gas nozzle cleaning elements.
  • the ceramic gas nozzle is brought to the cleaning device in a cleaning position and cleaned by the cleaning elements. Subsequently, the ceramic gas nozzle is moved from the cleaning position for further use.
  • Gas nozzles are used, for example, in inert gas welding in the automotive industry.
  • a suitable welding wire is passed through an approximately tubular gas nozzle and approached by means of a robot weld.
  • the weld or the automobile body and the welding wire are at different electrical voltage potential.
  • the welding wire melts when attaching the weld.
  • the protective gas introduced through the gas nozzle causes an oxygen-free zone in the arc region.
  • some of the weld material splatters and contaminates the gas nozzle. These impurities gradually close the gas nozzle so that gas disturbances can occur. To prevent this, the gas nozzle must be cleaned regularly.
  • Cleaning devices for gas nozzles made of metal, in particular copper, are known from the prior art.
  • motor driven, rotating knives are inserted into the gas nozzle so that the knife blades scrape the inner wall of the nozzle of residues of the welding material. Then the knife is extended again and sprayed an anti-adhesive agent into the nozzle.
  • the anti-adhesive prevents the gas nozzle from reoccupying too quickly when used again.
  • ceramic gas nozzles are increasingly being used, since these have advantages over metal-gas nozzles in inert gas welding.
  • the ceramic gas nozzles also encounter similar contamination problems as metal gas nozzles. So it is also necessary for ceramic gas nozzles to clean them from time to time.
  • the ceramic material is scratched and the ceramic gas nozzles are damaged and rendered useless.
  • the cleaning elements have an arrangement of a plurality of oscillating brushes whose bristles brush off impurities in the cleaning position in the outer and inner wall region of the ceramic gas nozzle.
  • the special brushes enable a gentle cleaning of the ceramic gas nozzles. Due to the oscillating rotational movements of the cleaning brushes, a bending of the bristles is prevented, thus ensuring a consistently good cleaning effect over a long period of time.
  • the ceramic gas nozzle can be moved or positioned by a robot and the cleaning device can be connected to the control device of the robot.
  • the cleaning device can be connected to the control device of the robot.
  • a cover bracket with a centering opening can be provided on the cleaning device, through which the ceramic gas nozzle is introduced.
  • a particularly good cleaning effect is achieved when the brushes in the cleaning position about 12mm to 15mm far into the ceramic gas nozzle are introduced.
  • the resulting in the brush cleaning, brushed off the ceramic gas nozzle material can be collected in a particularly simple manner in a arranged below the brush assembly dirt tray.
  • the cleaning brushes may each have a brush axis on which the bristles are mounted and which forms the axis of rotation for the oscillating rotational movements. With such cleaning brushes deposited on the inner wall of the ceramic gas nozzles impurities can be brushed off particularly effectively.
  • the brush axes can be aligned parallel to the extension direction of the ceramic gas nozzle or inclined thereto.
  • An electric or pneumatic drive unit can generate the oscillating rotational movements of the cleaning brushes.
  • the drive unit can be driven in dependence on the position of the ceramic gas nozzle determined by the control device of the robot. Thus, position sensors are saved.
  • the bristles used in the cleaning brushes can be made of a plastic which is temperature resistant at temperatures up to at least 200 0 C, or as natural bristles. Such bristles do not damage the ceramic material and can be used even with up to 200 0 C hot gas nozzles without being damaged.
  • the bristles may be made of nylon, in particular abrasive nylon.
  • the cleaning device may have a cooling device, on which the ceramic gas nozzle is brought into a cooling position before cleaning, cooled and then moved in the cooled state from the cooling position.
  • the ceramic gas nozzle in the cooled state a temperature of about 200 0 C (depending on the brush material used) or have less, so that the cleaning brushes are not damaged by excessive temperatures.
  • the cooling device may have a filled with coolant dip tank whose coolant level is held by means of a coolant reservoir to a predetermined level. In this case, the dip pan can always be refilled with coolant according to the principle of a "bird bath" from the coolant reservoir.
  • the cooling device can have a fill level sensor which monitors the fill level of the coolant in the dip pan and / or in the coolant reservoir.
  • the level sensor can be connected to the control device of the robot and signal this when the minimum filling quantity in the immersion tank and / or in the coolant reservoir is below. It can be prevented with suitable control of the robot depending on the level of the coolant in the dip pan and / or in the coolant reservoir that a cooled gas nozzle is driven into a dip tank, in which not enough coolant is available for cooling.
  • the coolant can contain an anti-adhesive agent or consist of an anti-adhesive agent.
  • the non-stick agent prevents excessive accumulation of impurities at the ceramic gas nozzle.
  • the cleaning device may have a blow-out device, on which the ceramic gas nozzle is brought into a blow-off position, blown out by means of compressed air and then moved in the blown-out state from the blow-off position.
  • a blow-out device on which the ceramic gas nozzle is brought into a blow-off position, blown out by means of compressed air and then moved in the blown-out state from the blow-off position.
  • impurities and moisture precipitates are removed by means of compressed air.
  • a collecting container can be arranged below the blow-out device. So that the blown-out material is safely collected in the collecting container, the ceramic gas nozzle can be positioned in the blow-off position directed downwards in the direction of the collecting container. The gas nozzle is blown out after cooling with compressed air from the supply line of the welding torch.
  • an outwardly directed overflow for the accumulated liquid can be provided on the collecting container.
  • the cleaning device may have a spraying device, at which the ceramic gas nozzle is brought into a spraying position, sprayed with an antiblocking agent and then moved from the spraying position for further use.
  • the cleaning device may comprise a wire cutting device, at which the ceramic gas nozzle is brought into a wire cutting position, at which the welding wire is cut to a predetermined length, and then moved from the wire cutting position for further use. This procedure must be done before cleaning the gas nozzle with oscillating brushes so as not to damage the brushes through the wire.
  • the cleaning device With the cleaning device according to the invention, a particularly advantageous and simple cleaning method can be carried out, in which, in a first step, the ceramic gas nozzle at the cooling device must be cooled, in a further step at the blower by means of pressure supplied from behind. air is freed of loose impurities by the burner and cleaned in a further step with the oscillating brushes of more persistent impurities.
  • the coolant level can be interrogated and, depending on the current coolant level, either the ceramic gas nozzle immersed in the coolant or coolant can be replenished.
  • the ceramic gas nozzle When blowing out the ceramic gas nozzle on the blower, the ceramic gas nozzle can be blown out depending on the pollution with 6 bar of compressed air or by means of a pressure booster with 12 bar of compressed air.
  • the ceramic gas nozzle After cleaning the ceramic gas nozzle with the oscillating brushes, the ceramic gas nozzle can be blown out again at the blower to remove loosened contaminants.
  • the ceramic gas nozzle at the spraying device can be sprayed with an antiblocking agent.
  • the welding wire on the wire cutting device can be cut to a predetermined length.
  • Figure 1 shows a schematic representation and in a first perspective view of the front and top and the right side of the mounted on a stand cleaning device
  • Figure 2 is a schematic representation and in a second perspective view of the front and top of the cleaning device shown in Figure 1;
  • Figure 3 is a schematic representation and in a third perspective view of the rear and top and the left side of the cleaning device shown in Figure 1.
  • Figures 1 to 3 show an embodiment of the inventive device for cleaning the ceramic gas nozzle 10 of a (not shown) welding torch in different perspective views.
  • the cleaning device is mounted on a stand 42, which in turn is mounted on a flat floor.
  • the ceramic gas nozzle 10 to be cleaned is moved by a robot 16 (only indicated in FIG. 1).
  • the cleaning device is connected to the control device 18 of the robot 16 via a connecting line (indicated in FIG. 1), which is connected to an electrical connection 44 on the cleaning device.
  • the ceramic gas nozzle 10 is cleaned with three special, oscillating rotational movements executing plastic brushes 12, the bristles brush 10 in the cleaning position, at least on the inner wall portion 14 of the ceramic gas nozzle 10 impurities.
  • the bristles are temperature resistant up to 200 ° C and consist of a plastic, such as nylon, especially grinding nylon, or are designed as natural bristles.
  • the ceramic gas nozzle 10 Since the ceramic gas nozzle 10 is very hot immediately after the welding operation, it is cooled to about 200 ° C before cleaning.
  • a cooling device 28 is provided, on which the ceramic gas nozzle 10 is brought to a cooling position before being cleaned and is cooled there.
  • the cooling device 28 has a dip tank 30 filled with coolant, the coolant level of which is kept at a predetermined level by means of a coolant reservoir 32.
  • the coolant may contain anti-adhesive.
  • the robot 16 moves the ceramic gas nozzle 10 approximately 20 mm deep into the immersion tank 30 filled with coolant.
  • the residence time of the ceramic gas nozzle 10 in the coolant is dependent on the starting temperature.
  • the ceramic gas nozzle 10 must remain in the coolant until it has cooled to about 200 0 C.
  • the cooling device 28 has a fill level sensor 34, which monitors the fill level of the coolant in the dip pan 30 and in the coolant reservoir 32.
  • the level sensor 34 is connected to the controller 18 of the robot 16.
  • the level sensor 34 provides a signal to the controller 18 of the robot 16 when the dip tank 30 and the coolant reservoir 32 are filled with coolant. If the minimum quantity is reached, which is reached at a level of about 20 mm, no signal is sent to the control device 18 of the robot 16. Then no cooling of the ceramic gas nozzle 10 is possible and the robot 16 does not drive the ceramic gas nozzle 10 into the immersion trough 30. Only when coolant is refilled, the cooling process can be started.
  • the ceramic gas nozzle 10 is again moved from the cooling position. Subsequently, the robot 16 moves the ceramic gas nozzle 10 to a blow-out device 34, at which the ceramic gas nozzle 10 is brought into a blow-out position.
  • the ceramic gas nozzle 10 is positioned as close as possible above a collecting container 36 with a bore 37 mounted on its upper side. At the bore 37 a drip collecting funnel 39 is laterally arranged, which collects dripping condensate or coolant and introduces into the bore 37.
  • the ceramic gas nozzle 10 is positioned in the direction of the collecting container 36 downwards in the blow-off position.
  • the ceramic gas nozzle 10 is blown out by means of compressed air with 6 bar or 12 bar depending on the contamination by the (not shown) burner hose assembly.
  • the blown-out material is collected in the catch tank 36.
  • the collecting container 36 has an overflow 40 for the accumulated, blown material, which opens into the dip pan 30, so that blown coolant or condensate is again available as a coolant.
  • the robot 16 moves the ceramic gas nozzle 10 from the blow-off position into a cleaning position defined relative to the brush assembly 12.
  • a cover bracket 16 with a centering opening 22 is arranged on the cleaning device in the region of the brush arrangement 12, through which the ceramic gas nozzle 10 is moved horizontally over the three oscillating brushes 12.
  • the brushes 12 each have a brush axis on which the bristles are mounted and which forms the axis of rotation for the oscillating rotational movements.
  • the brushes 12 dip about 15mm into the ceramic gas nozzle 10.
  • the still adhering weld spatters are brushed off by the ceramic gas nozzle 10 and the current nozzle (not shown).
  • a dirt trap 24 is arranged for the brushed out of the ceramic gas nozzle 10 material.
  • the brushes 12 are driven by a pneumatic or electric drive unit 26 to oscillate rotational movements.
  • the drive unit 26 is controlled as a function of the determined by the controller 18 of the robot 26 position of the ceramic gas nozzle 10.
  • the robot 16 moves the ceramic gas nozzle 10 in the brushed state from the cleaning position once more into the blow-out position, in which the ceramic gas nozzle 10 is blown out again. Following this, the welding program can be continued.
  • the ceramic gas nozzle can be sprayed with a non-stick agent on a spraying device (not shown).
  • the ceramic gas nozzle 10 may be dipped again into the anti-adhesive coolant in the dip tank 30.
  • the welding wire can be cut to a predetermined length on a wire cutting device (not shown).

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Reinigen der Keramik-Gasdüse (10) eines Schweißbrenners mittels in die Keramik-Gasdüse (10) einführbarer Reinigungselemente. Die Keramik-Gasdüse (10) wird an der Reinigungsvorrichtung in eine Reinigungsposition gebracht und durch die Reinigungselemente gereinigt. Anschließend wird die Keramik-Gasdüse (10) zur weiteren Verwendung aus der Reinigungsposition verfahren. Die Reinigungselemente weisen eine Anordnung mehrerer oszillierender Bürsten (12) auf, deren Borsten in der Reinigungsposition am Innen- und Aussenwandbereich (14) der Keramik-Gasdüse (10) Verunreinigungen abbürsten. Während des Reinigens durch Bürsten darf die Temperatur der Gasdüse die für die Bürsten zulässige Höchsttemperatur nicht überschreiben. Verwendung vorzugsweise bei robotergesteuerten Schutzgas-Schweißprozessen.

Description

Vorrichtung zum Reinigen der Keramik-Gasdüse eines Schweißbrenners
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Reinigen der Keramik-Gasdüse eines Schweißbrenners mittels in die Keramik-Gasdüse einführbarer Reinigungselemente. Bei der Reinigungsvorrichtung wird die Keramik-Gasdüse an der Reinigungsvorrichtung in eine Reinigungsposition gebracht und durch die Reinigungselemente gereinigt. Anschließend wird die Keramik-Gasdüse zur weiteren Verwendung aus der Reinigungsposition verfahren.
Gasdüsen finden beispielsweise beim Schutzgas-Schweißen in der Automobilherstellung Verwendung. Dabei wird ein geeigneter Schweißdraht durch eine etwa rohr- förmige Gasdüse geführt und mit Hilfe eines Roboters der Schweißstelle genähert. Die Schweißstelle bzw. die Automobilkarosserie und der Schweißdraht liegen auf unterschiedlichem elektrischem Spannungspotential. Beim Schweißvorgang schmilzt der Schweißdraht beim Anbringen der Schweißnaht. Das durch die Gasdüse eingeleitete Schutzgas bewirkt eine sauerstofffreie Zone im Lichtbogenbereich. Ein Teil des Schweißmaterials verspritzt jedoch und verunreinigt die Gasdüse. Diese Verunreinigungen verschließen die Gasdüse allmählich, so dass Gasstörungen auftreten können. Um dies zu verhindern muss die Gasdüse regelmäßig gereinigt werden.
Aus dem Stand der Technik sind Reinigungsvorrichtungen für Gasdüsen aus Metall, insbesondere Kupfer, bekannt. Bei diesen Reinigungsvorrichtungen werden motorisch angetriebene, umlaufende Messer in die Gasdüse eingefahren, so dass die Messerklingen die Innenwandung der Düse von Rückständen des Schweißmaterials freikratzen. Anschließend wird das Messer wieder ausgefahren und ein Antihaftmittel in die Düse gesprüht. Das Antihaftmittel verhindert, das sich die Gasdüse bei erneuter Verwendung zu schnell wieder zusetzt.
Heutzutage werden vermehrt Gasdüsen aus Keramik verwendet, da diese gegenüber Metall-Gasdüsen beim Schutzgas-Schweißen Vorteile aufweisen. Allerdings treten auch bei den Keramik-Gasdüsen ähnliche Verunreinigungsprobleme wie bei Metall-Gasdüsen auf. Es ist also auch bei Keramik-Gasdüsen notwendig, diese von Zeit zu Zeit zu reinigen. Beim Freikratzen der Keramik-Gasdüsen mittels umlaufenden Messern wird jedoch das Keramikmaterial zerkratzt und die Keramik-Gasdüsen beschädigt und unbrauchbar gemacht.
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum Reinigen der Keramik- Gasdüse eines Schweißbrenners anzugeben, mit welcher eine schonende Reinigung möglich ist. Die erfindungsgemäße Reinigungsvorrichtung soll darüber hinaus für das robotergesteuerte Schweißen geeignet und einfach aufgebaut sein. Diese Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtung, insbesondere auch ein Reinigungsverfahren unter Verwendung der erfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtung, sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Demgemäß weisen die Reinigungselemente eine Anordnung mehrerer oszillierender Bürsten auf, deren Borsten in der Reinigungsposition im Außen- und Innenwandbereich der Keramik-Gasdüse Verunreinigungen abbürsten. Die speziellen Bürsten ermöglichen eine schonende Reinigung der Keramik-Gasdüsen. Durch die oszillierenden Drehbewegungen der Reinigungsbürsten wird ein Abkrümmen der Borsten verhindert und somit ein gleich bleibend guter Reinigungseffekt über lange Zeit gewährleistet.
Für den industriellen Einsatz kann die Keramik-Gasdüse durch einen Roboter verfahren bzw. positioniert werden und die Reinigungsvorrichtung mit der Steuerungseinrichtung des Roboters verbunden sein. Somit wird auf einfache Weise eine beim robotergesteuerten Schweißen leicht einsetzbare R'einigungsvorrichtung geschaffen.
Um sicherzustellen, dass die zu reinigende Keramik-Gasdüse in eine definierte Reinigungsposition relativ zur Bürstenanordnung gefahren wird, kann an der Reinigungsvorrichtung ein Abdeckbügel mit einer Zentrieröffnung vorgesehen sein, durch welche hindurch die Keramik-Gasdüse eingeführt wird.
Ein besonders guter Reinigungseffekt wird erzielt, wenn die Bürsten in der Reinigungsposition ca. 12mm bis 15mm weit in die Keramik-Gasdüse eingeführt werden.
Das bei der Bürstenreinigung anfallende, aus der Keramik-Gasdüse abgebürstete Material kann auf besonders einfach Weise in einer unterhalb der Bürstenanordnung angeordneten Schmutzfangwanne aufgefangen werden. Die Reinigungsbürsten können jeweils eine Bürstenachse aufweisen, an welcher die Borsten angebracht sind und welche die Drehachse für die oszillierenden Drehbewegungen bildet. Mit derartigen Reinigungsbürsten können die an der Innenwandung der Keramik-Gasdüsen angelagerten Verunreinigungen besonders effektiv abgebürstet werden. Dabei können die Bürstenachsen parallel zur Erstreckungsrichtung der Keramik-Gasdüse oder dazu geneigt ausgerichtet sein.
Eine elektrische oder pneumatische Antriebseinheit kann die oszillierenden Drehbewegungen der Reinigungsbürsten erzeugen. Um die oszillierenden Drehbewegungen erst dann zu starten, wenn die zu reinigende Keramik-Gasdüse in Reinigungsposition gefahren ist, kann die Antriebseinheit in Abhängigkeit von der durch die Steuerungseinrichtung des Roboters ermittelte Position der Keramik-Gasdüse angetrieben werden. Es werden somit Positionssensoren eingespart.
Die bei den Reinigungsbürsten verwendeten Borsten können aus einem Kunststoff, der bei Temperaturen bis mindestens 2000C temperaturbeständig ist, oder als Naturborsten ausgebildet sein. Derartige Borsten beschädigen das Keramikmaterial nicht und können auch bei bis zu 2000C heißen Gasdüsen zum Einsatz kommen, ohne beschädigt zu werden. Dabei können die Borsten aus Nylon, insbesondere Schleifnylon ausgebildet sein.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann die Reinigungsvorrichtung eine Kühleinrichtung aufweisen, an welcher die Keramik-Gasdüse vor der Reinigung in eine Kühlposition gebracht, abgekühlt und anschließend im abgekühlten Zustand aus der Kühlposition verfahren wird. Dabei kann die Keramik-Gasdüse im abgekühlten Zustand eine Temperatur von ca. 2000C (abhängig vom verwendeten Bürstenmaterial) oder geringer aufweisen, so dass die Reinigungsbürsten durch zu hohe Temperaturen nicht beschädigt werden. Bei einer im Aufbau und der Handhabung besonders vorteilhaften und einfachen Ausführungsform kann die Kühleinrichtung eine mit Kühlmittel befüllte Tauchwanne aufweisen, dessen Kühlmittelstand mittels eines Kühlmittel-Vorratsbehälters auf einem vorgegebenen Niveau gehalten wird. Dabei kann die Tauchwanne nach dem Prinzip einer „Vogeltränke" aus dem Kühlmittel-Vorratsbehälter stets mit Kühlmittel nachgefüllt werden.
Zusätzlich kann die Kühleinrichtung einen Füllstandssensor aufweisen, der den Füllstand des Kühlmittels in der Tauchwanne und/oder im Kühlmittel-Vorratsbehälter überwacht. Dabei kann der Füllstandssensor mit der Steuerungseinrichtung des Roboters verbunden sein und dieser signalisieren, wenn die Mindestfüllmenge in der Tauchwanne und/oder im Kühlmittel-Vorratsbehälter unterschritten ist. Es kann bei geeigneter Ansteuerung des Roboters in Abhängigkeit vom Füllstand des Kühlmittels in der Tauchwanne und/oder im Kühlmittel-Vorratsbehälter verhindert werden, dass eine abzukühlende Gasdüse in eine Tauchwanne gefahren wird, in welcher nicht genug Kühlmittel zur Abkühlung vorhanden ist.
Entsprechend einem weiterführenden Gedanken kann das Kühlmittel ein Antihaftmit- tel enthalten oder aus einem Antihaftmittel bestehen. Das Antihaftmittel verhindert, dass sich an der Keramik-Gasdüse übermäßig viele Verunreinigungen anlagern.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann die Reinigungsvorrichtung eine Ausblaseinrichtung aufweisen, an welcher die Keramik-Gasdüse in eine Ausblasposition gebracht, mittels Druckluft ausgeblasen und anschließend im ausgeblasenen Zustand aus der Ausblasposition verfahren wird. Beim Ausblasen werden relativ locker am Innenwandbereich der Gasdüse anhaftende Verunreinigungen und Feuchtigkeitsniederschläge mittels Druckluft entfernt. Um das ausgeblasene Material auf einfache Weise aufzufangen, kann unterhalb der Ausblaseinrichtung ein Auffangbehälter angeordnet sein. Damit das ausgeblasene Material sicher im Auffangbehälter aufgefangen wird, kann die Keramik-Gasdüse in der Ausblasposition nach unten in Richtung des Auffangbehälters gerichtet positioniert sein. Die Gasdüse wird nach der Abkühlung mit Druckluft aus der Zuleitung des Schweißbrenners ausgeblasen.
Damit der Auffangbehälter nicht überläuft, kann am Auffangbehälter ein nach außen geleiteter Überlauf für die angesammelte Flüssigkeit vorgesehen sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Reinigungsvorrichtung eine Besprüheinrichtung aufweisen, an welcher die Keramik-Gasdüse in eine Besprühposition gebracht, mit einem Antihaftmittel besprüht und anschließend zur weiteren Verwendung aus der Besprühposition verfahren wird.
Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform kann die Reinigungsvorrichtung eine Drahtabschneideeinrichtung aufweisen, an welcher die Keramik-Gasdüse in eine Drahtabschneideposition, an welcher der Schweißdraht auf eine vorbestimmte Länge abgeschnitten wird, gebracht und anschließend zur weiteren Verwendung aus der Drahtabschneideposition verfahren wird. Dieser Vorgang muss vor dem Reinigen der Gasdüse mit oszillierenden Bürsten stattfinden, um die Bürsten durch den Draht nicht zu beschädigen.
Mit der erfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtung kann ein besonders vorteilhaftes und einfaches Reinigungsverfahren durchgeführt werden, bei dem in einem ersten Schritt die Keramik-Gasdüse an der Kühleinrichtung abgekühlt werden muss, in einem weiteren Schritt an der Ausblaseinrichtung mittels von hinten zugeführter Druck- luft durch den Brenner von lockeren Verunreinigungen befreit und in noch einem weiteren Schritt mit den oszillierenden Bürsten von hartnäckigeren Verunreinigungen gereinigt wird.
Vorteilhafter Weise kann vor dem Schritt des Abkühlens der Keramik-Gasdüse an der Kühleinrichtung der Kühlflüssigkeitsfüllstand abgefragt und abhängig vom aktuellen Kühlflüssigkeitsfüllstand entweder die Keramik-Gasdüse in die Kühlflüssigkeit getaucht oder aber Kühlflüssigkeit nachgefüllt werden.
Beim Ausblasen der Keramik-Gasdüse an der Ausblaseinrichtung kann die Keramik- Gasdüse je nach Verschmutzung mit 6 bar Druckluft oder aber mittels eines Druckverstärkers mit 12 bar Druckluft ausgeblasen werden.
Nach dem Reinigen der Keramik-Gasdüse mit den oszillierenden Bürsten kann die Keramik-Gasdüse nochmals an der Ausblaseinrichtung ausgeblasen werden, um gelockerte Verunreinigungen zu entfernen.
Um insbesondere nach der Reinigung und dem Abblasen zu verhindern, dass beim Einsatz der Gasdüse diese übermäßig verunreinigt wird, kann in einem weiteren Schritt die Keramik-Gasdüse an der Besprüheinrichtung mit einem Antihaftmittel besprüht werden.
Um eine definierte Länge des Schweißdrahts nach der Reinigung der Gasdüse zu erhalten, kann in noch einem weiteren Schritt der Schweißdraht an der Drahtabschneideeinrichtung auf eine vorbestimmte Länge abgeschnitten werden.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 in schematischer Darstellung und in einer ersten perspektivischen Ansicht die Vorder- und Oberseite und die rechte Seite der auf einem Ständer montierten Reinigungsvorrichtung;
Figur 2 in schematischer Darstellung und in einer zweiten perspektivischen Ansicht die Vorder- und Oberseite der in Figur 1 gezeigten Reinigungsvorrichtung; und
Figur 3 in schematischer Darstellung und in einer dritten perspektivischen Ansicht die Rück- und Oberseite und die linke Seite der in Figur 1 gezeigten Reinigungsvorrichtung.
Die Figuren 1 bis 3 zeigen eine Ausführungsform der erfϊndungsgemäßen Vorrichtung zum Reinigen der Keramik-Gasdüse 10 eines (nicht gezeigten) Schweißbrenners in unterschiedlichen perspektivischen Darstellungen. Die Reinigungsvorrichtung ist auf einem Ständer 42 montiert, der wiederum auf einem ebenen Boden befestigt ist.
Die zu reinigende Keramik-Gasdüse 10 wird durch einen (in der Figur 1 nur angedeuteten) Roboter 16 verfahren. Die Reinigungsvorrichtung ist mit der Steuerungseinrichtung 18 des Roboters 16 über eine (in Figur 1 angedeutete) Verbindungsleitung verbunden, die an einem elektrischen Anschluss 44 an der Reinigungsvorrichtung angeschlossen ist. Die Keramik-Gasdüse 10 wird mit drei speziellen, oszillierende Drehbewegungen ausführenden Kunststoffbürsten 12 gereinigt, deren Borsten in der Reinigungsposition zumindest am Innenwandbereich 14 der Keramik-Gasdüse 10 Verunreinigungen abbürsten. Die Borsten sind temperaturbeständig bis ca. 200°C und bestehen aus einem Kunststoff, beispielsweise Nylon, insbesondere Schleifnylon, oder sind als Naturborsten ausgebildet.
Da die Keramik-Gasdüse 10 unmittelbar nach dem Schweißeinsatz sehr heiß ist, wird sie vor dem Reinigen auf ca. 200°C abgekühlt. Dafür ist eine Kühleinrichtung 28 vorgesehen, an welcher die Keramik-Gasdüse 10 vor der Reinigung in eine Kühlposition gebracht und dort abgekühlt wird.
Die Kühleinrichtung 28 weist eine mit Kühlmittel befüllte Tauchwanne 30 auf, dessen Kühlmittelstand mittels eines Kühlmittel-Vorratsbehälters 32 auf einem vorgegebenen Niveau gehalten wird. Im Kühlmittel kann Antihaftmittel enthalten.
Der Roboter 16 fährt die Keramik-Gasdüse 10 ca. 20mm tief in die mit Kühlmittel gefüllte Tauchwanne 30. Die Verweildauer der Keramik-Gasdüse 10 im Kühlmittel ist von der Ausgangstemperatur abhängig. Die Keramik-Gasdüse 10 muss so lange im Kühlmittel verweilen, bis sie auf ca. 2000C abgekühlt ist.
Die Kühleinrichtung 28 weist einen Füllstandssensor 34 auf, der den Füllstand des Kühlmittels in der Tauchwanne 30 und im Kühlmittel-Vorratsbehälter 32 überwacht. Der Füllstandssensor 34 ist mit der Steuerungseinrichtung 18 des Roboters 16 verbunden. Der Füllstandssensor 34 gibt ein Signal an die Steuerungseinrichtung 18 des Roboters 16, wenn die Tauchwanne 30 und der Kühlmittel-Vorratsbehälter 32 mit Kühlmittel gefüllt ist. Wird die Mindestmenge unterschritten, die bei einem Füllstand von ca. 20mm erreicht ist, erfolgt kein Signal an die Steuerungseinrichtung 18 des Roboters 16. Dann ist kein Kühlen der Keramik-Gasdüse 10 möglich und der Roboter 16 fährt die Keramik-Gasdüse 10 nicht in die Tauchwanne 30. Erst wenn Kühlmittel nachgefüllt ist, kann der Kühlvorgang gestartet werden.
Nach dem Kühlen wird die Keramik-Gasdüse 10 wieder aus der Kühlposition verfahren. Anschließend fährt der Roboter 16 die Keramik-Gasdüse 10 zu einer Ausblaseinrichtung 34, an welcher die Keramik-Gasdüse 10 in eine Ausblasposition gebracht wird. Dabei wird die Keramik-Gasdüse 10 so dicht wie möglich über einem Auffangbehälter 36 mit einer an dessen Oberseite angebrachten Bohrung 37 positioniert. An der Bohrung 37 ist seitlich ein Tropfauffangtrichter 39 angeordnet, der abtropfendes Kondensat bzw. Kühlmittel sammelt und in die Bohrung 37 einleitet. Die Keramik- Gasdüse 10 ist in der Ausblasposition nach unten in Richtung des Auffangbehälters 36 gerichtet positioniert.
Die Keramik-Gasdüse 10 wird je nach Verschmutzung durch das (nicht gezeigte) Brenner-Schlauchpaket mittels Druckluft mit 6 bar oder 12 bar ausgeblasen. Das ausgeblasene Material wird in dem Auffangbehälter 36 gesammelt. Der Auffangbehälter 36 weist einen Überlauf 40 für das angesammelte, ausgeblasene Material auf, der in die Tauchwanne 30 mündet, so dass ausgeblasenes Kühlmittel bzw. Kondensat wieder als Kühlmittel zur Verfügung steht.
Danach fährt der Roboter 16 die Keramik-Gasdüse 10 aus der Ausblasposition in eine relativ zur Bürstenanordnung 12definierte Reinigungsposition. Zum Zweck der Zentrierung ist an der Reinigungsvorrichtung im Bereich der Bürstenanordnung 12 ein Abdeckbügel 16 mit einer Zentrieröffnung 22 angeordnet, durch welche hindurch die Keramik-Gasdüse 10 horizontal über die drei oszillierende Bürsten 12 gefahren wird. Die Bürsten 12 weisen jeweils eine Bürstenachse auf, an welcher die Borsten angebracht sind und welche die Drehachse für die oszillierenden Drehbewegungen bildet. Dabei tauchen die Bürsten 12 ca. 15mm in die Keramik-Gasdüse 10 ein. Die noch anhaftenden Schweißspritzer werden von der Keramik-Gasdüse 10 und der (nicht gezeigten) Stromdüse abgebürstet. Unterhalb der Bürstenanordnung 12 ist eine Schmutzfangwanne 24 für das aus der Keramik-Gasdüse 10 ausgebürstete Material angeordnet.
Die Bürsten 12 werden durch eine pneumatische oder elektrische Antriebseinheit 26 zu oszillierenden Drehbewegungen angetrieben. Dabei wird die Antriebseinheit 26 in Abhängigkeit von der durch die Steuerungseinrichtung 18 des Roboters 26 ermittelte Position der Keramik-Gasdüse 10 gesteuert.
Anschließend fährt der Roboter 16 die Keramik-Gasdüse 10 im ausgebürsteten Zustand aus der Reinigungsposition noch einmal in die Ausblasposition, in der die Keramik-Gasdüse 10 nochmals ausgeblasen wird. In Anschluss daran kann das Schweißprogramm fortgeführt werden.
Um insbesondere nach der Reinigung und dem Abblasen zu verhindern, dass beim Einsatz der Gasdüse diese übermäßig verunreinigt wird, kann die Keramik-Gasdüse an einer (nicht dargestellten) Besprüheinrichtung mit einem Antihaftmittel besprüht werden. Alternativ kann die Keramik-Gasdüse 10 nochmals in das ein Antihaftmittel aufweisende Kühlmittel in der Tauchwanne 30 eingetaucht werden.
Um eine definierte Länge des Schweißdrahts nach der Reinigung der Gasdüse zu erhalten, kann der Schweißdraht an einer (nicht dargestellten) Drahtabschneideeinrichtung auf eine vorbestimmte Länge abgeschnitten werden.

Claims

Patentansprüche 1 bis 29
1. Vorrichtung zum Reinigen der Keramik-Gasdüse (10) eines Schweißbrenners mittels in die Keramik-Gasdüse (10) einführbarer Reinigungselemente, bei der die Keramik-Gasdüse (10) an der Reinigungsvorrichtung in eine Reinigungsposition gebracht und durch die Reinigungselemente gereinigt wird, und bei der anschließend die Keramik-Gasdüse (10) zur weiteren Verwendung aus der Reinigungsposition verfahren wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungselemente eine Anordnung mehrerer oszillierender Bürsten (12) aufweisen, deren Borsten in der Reinigungsposition zumindest am Innenwandbereich (14) der Keramik-Gasdüse (10) Verunreinigungen abbürsten.
2. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Keramik-Gasdüse (10) durch einen Roboter (16) verfahren bzw. positioniert wird und die Reinigungsvorrichtung mit der Steuerungseinrichtung (18) des Roboters verbunden ist.
3. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen Abdeckbügel (16) mit einer Zentrieröffnung (22), durch welche hindurch die Keramik-Gasdüse (10) in eine definierte Reinigungsposition relativ zur Bürstenanordnung (12) gefahren wird.
4. Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bürsten (12) in der Reinigungsposition ca. 12mm bis 15mm weit in die Keramik-Gasdüse (10) eingeführt werden.
5. Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb der Bürstenanordnung (12) eine Schmutzfangwanne (24) für das aus der Keramik-Gasdüse (10) abgebürstete Material angeordnet ist.
6. Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bürsten (12) jeweils eine Bürstenachse aufweisen, an welcher die Borsten angebracht sind und welche die Drehachse für die oszillierenden Drehbewegungen bildet.
7. Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bürsten (12) durch eine pneumatische oder elektrische Antriebseinheit (26) zu oszillierenden Drehbewegungen in Abhängigkeit von der durch die Steuerungseinrichtung (18) des Roboters (26) ermittelten Position der Keramik-Gasdüse (10) angetrieben werden.
8. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bürstenachsen parallel zur Erstreckungsrichtung der Keramik- Gasdüse (10) oder dazu geneigt ausgerichtet sind.
9. Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Borsten aus einem Kunststoff, der bei Temperaturen bis mindestens 2000C temperaturbeständig ist, oder als Naturborsten ausgebildet sind.
10. Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Borsten aus Nylon, insbesondere Schleifnylon ausgebildet sind.
11. Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch eine Kühleinrichtung (28), an welcher die Keramik-Gasdüse (10) vor der Reinigung in eine Kühlposition gebracht, abgekühlt und anschließend im abgekühlten Zustand aus der Kühlposition verfahren wird.
12. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Keramik-Gasdüse (10) im abgekühlten Zustand eine Temperatur von ca. 2000C oder geringer aufweist.
13. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühleinrichtung (28) eine mit Kühlmittel befüllte Tauchwanne (30) aufweist, dessen Kühlmittelstand mittels eines Kühlmittel-Vorratsbehälters (32) auf einem vorgegebenen Niveau gehalten wird.
14. Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühleinrichtung (28) einen Füllstandssensor (34) aufweist, der den Füllstand des Kühlmittels in der Tauchwanne (30) und/oder im Kühlmittel- Vorratsbehälter (32) überwacht.
15. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstandssensor (33) mit der Steuerungseinrichtung (18) des Roboters (16) verbunden ist und dieser signalisiert, wenn die Mindestfüllmenge in der Tauchwanne (30) und/oder im Kühlmittel-Vorratsbehälter (32) unterschritten ist.
16. Reinigungsvorrichtung einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmittel ein Antihaftmittel enthält oder aus einem Antihaftmittel besteht.
17. Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, gekennzeichnet durch eine Ausblaseinrichtung (34), an welcher die Keramik-Gasdüse (10) in eine Ausblasposition gebracht, mittels Druckluft ausgeblasen und anschließend im ausgeblasenen Zustand aus der Ausblasposition verfahren wird.
18. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb der Ausblaseinrichtung (34) ein Auffangbehälter (36) für das ausgeblasene Material angeordnet ist, wobei die Keramik-Gasdüse (10) in der Ausblasposition nach unten in Richtung des Auffangbehälters (36) gerichtet positioniert ist.
19. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Auffangbehälter (36) einen Überlauf (40) für das angesammelte, ausgeblasene Material aufweist.
20. Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, gekennzeichnet durch eine Besprüheinrichtung, an welcher die Keramik-Gasdüse (10) in eine Besprühposition gebracht, mit einem Antihaftmittel besprüht und anschließend zur weiteren Verwendung aus der Besprühposition verfahren wird.
21. Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, gekennzeichnet durch eine Drahtabschneideeinrichtung, an welcher die Keramik-Gasdüse (10) in eine Drahtabschneideposition, an welcher der in der Keramik-Gasdüse geführte Schweißdraht auf eine vorbestimmte Länge abgeschnitten wird, gebracht und anschließend zur weiteren Verwendung aus der Drahtabschneideposition verfahren wird.
22. Verfahren zum Reinigen der Keramik-Gasdüse (10) eines Schweißbrenners mit einer Reinigungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 21 , gekennzeichnet durch folgende Schritte:
- Abkühlen der Keramik-Gasdüse (10) an der Kühleinrichtung (28); - Ausblasen der Keramik-Gasdüse (10) an der Ausblaseinrichtung (34);
- Reinigen der Keramik-Gasdüse (10) mit den oszillierenden Bürsten (12).
23. Reinigungsverfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Schritt des Abkühlens der Schweißdraht abgeschnitten wird.
24. Reinigungsverfahren nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Schritt des Reinigens der Keramik-Gasdüse (10) mit den oszillierenden Bürsten (12) die_Keramik-Gasdüse (10) durch das Brenner- Schlauchpaket ausgeblasen wird.
25. Reinigungsverfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Schritt des Abkühlens der Keramik-Gasdüse (10) an der Kühleinrichtung (28) der Kühlflüssigkeitsfüllstand abgefragt und abhängig vom aktuellen Kühlflüssigkeitsfüllstand entweder die Keramik-Gasdüse (10) in die Kühlflüssigkeit getaucht oder aber Kühlflüssigkeit nachgefüllt wird.
26. Reinigungsverfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Schritt des Ausblasens der Keramik-Gasdüse (10) an der Ausblaseinrichtung (34) je nach Verschmutzung der Keramik-Gasdüse (10) diese mit 6 bar Druckluft oder aber mittels eines Druckverstärkers mit 12 bar Druckluft ausgeblasen wird.
27. Reinigungsverfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Schritt des Reinigens der Keramik-Gasdüse (10) mit den oszillierenden Bürsten (12) die Keramik-Gasdüse (10) nochmals an der Ausblaseinrichtung (34) ausgeblasen wird.
28. Reinigungsverfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass in einem weiteren Schritt die Keramik-Gasdüse (10) an der Besprüheinrichtung mit einem Antihaftmittel besprüht wird.
29. Reinigungsverfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass in einem weiteren Schritt der Schweißdraht (46) an der Drahtabschneideeinrichtung auf eine vorbestimmte Länge abgeschnitten wird.
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