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Selbsttätige Lichtbogenschweiß-Einrichtung mit selbstschweißenden
Elektroden Die Erfindung betrifft eine selbsttätige Lichtbogenschweißeinrichtung,
die mehrere, von einer Tragschiene parallel zur Schweißnaht getragene Elektrodenarme
aufweist und dazu dient, eine fortlaufende Schweißnaht durch aufeinanderfolgendes
Zünden der von den Armen getragenen selbstschweißenden Elektroden zu erzeugen.
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Die bekannten Schweißeinrichtungen der genannten Bauart weisen eine
Reihe von Nachteilen auf. So können beispielsweise die Elektrodentragarme nicht
in einer beliebigen Winkelstellung arbeiten, so daß die Anfertigung von Kehlnähten
in L-Lage auf Schwierigkeiten stößt. Außerdem ist das Instellungbringen, der Elektrodentragarme
relativ umständlich.
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Vor allem aber besitzen die bekannten Schweißeinrichtungen keine Möglichkeit,
die jeweiligen Endkrater der Elektroden durch die den Lichtbogen übernehmende Elektrode
aufzufüllen, ehe die neue Elektrode die Schweißung in Nahtrichtung fortsetzt. Diese
nicht ausgefüllten Endkrater bewirken schwache Stellen der Naht, die gegebenenfalls
von Hand nachgeschweißt werden müssen und dadurch den wesentlichen Vorteil der automatischen
Verfahren zunichte machen.
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Diese Nachteile werden durch die Erfindung beseitigt.
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Die Erfindung ist gekennzeichnet durch die Merkmale b), c) und e)
und durch die an sich bekannten Merkmale a) und d): a) Die Elektrodenarme sind über
Kreuz- oder Kugelgelenke an auf der Tragschiene verschieb-und feststellbaren Haltevorrichtungen
verbunden; b) die Haltevorrichtungen sind durch verstellbare Anschläge gegenseitig
auf Abstand einstellbar; c) die Elektrodenarme stehen in Schwenkrichtung unter einstellbarem
elastischem Druck, vorzugsweise durch eine Zugfeder, in Richtung auf die Nahtfuge;
d) die Bewegung der Elektrodenarme in Richtung auf das Werkstück ist durch elektrisch
isolierte Anschläge begrenzt; e) die Spannfutter der Elektroden sind hinsichtlich
ihrer Winkelbewegung gegenüber den Elektrodenarmen mit einem Spiel ausgestattet,
derart, daß unter Anschlag der Winkelverstellung an die Spielbegrenzung das Elektrodenende
soweit wie möglich in Schweißrichtung gedrängt auf die Nahtfuge aufsetzbar ist.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Spannfutter
in seiner Winkelstellung durch Buckel festgelegt, die mit Spiel in Bohrungen einer
Zwischenscheibe eingreifen, welche selbst am Ende des Elektrodenarmes befestigt
ist, und die Zwischenscheibe ist in ihrer Winkelstellung am Ende des Armes mittels
kreisbogenförmiger Langlöcher dieses Endes und diese Langlöcher durchsetzender Bolzen
der Zwischenscheibe einstellbar.
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Auch kann ein wesentlicher Vorteil der Erfindung darin gesehen werden,
daß die die Elektrodenarmbewegung begrenzenden Anschläge unmittelbar- an den Elektrodenspannfuttern
angebracht sind.
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Die gelenkig gelagerten Arme bei der erfindungsgemäßen Einrichtung
lassen sich in beliebiger Anzahl an der Tragschiene anbringen und leicht einstellen,
auch in Winkellage, wenn eine Kehlnaht in L-Lage geschweißt werden muß.
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Das vorgesehene Spiel in der Winkelstellung zwischen Elektrode und
Elektrodenarm hat zwei Wirkungen: Einmal wird die Änderung des Neigungswinkels zwischen
Elektrode und Naht im Verlauf der Schweißung um das durch Spiel gegebene Winkelmaß
verkleinert; außerdem und hauptsächlich wird jedoch durch das Winkelspiel das Auffüllen
der Schweißkrater ermöglicht, indem die Elektrode, die beim Aufsetzen soweit wie
möglich in Nahtrichtung gedrängt war, während des Anschmelzens ihres Endes durch
den Lichtbogen unter der Komponente des Federdruckes bzw. ihres Gewichtes entgegen
der Schweißnahtrichtung einige Millimeter ausweicht und damit Elektrodenmaterial
in den von der vorangegangenen
Elektrode erzeugten Endkrater einbringt:
Dadurch wird das Nachschweißen von Hand vermieden und der wesentliche Vorteil einer
selbsttätigen Schweißung bleibt erhalten.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus nachstehender
Beschreibung eines in -der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispieles. Es
zeigt Fig. 1 die schaubildliche Ansicht einer erfindungsgemäßen Schweißeinrichtung,
Fig. 2 die in größerem Maßstab gehaltene Draufsicht der Einzelheiten der Befestigung
eines Elektrodenhalterarmes an seinem Träger, Fig. 3 einen Schnitt entsprechend
der Linie 111-III durch die Einzelheit gemäß Fig. 2, Fig. 4 einen Aufriß des Endes
eines Elektroden halterarmes mit dem Spannfutter für die Elektrode, Fig. 5 einen
Schnitt entsprechend der Linie V-V in Fig. 4, Fig. 6 einen Schnitt entsprechend
der Linie VI-VI in Fig. 4.
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Gemäß dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 besitzt eine selbsttätige
Schweißeinrichtung gemäß der Erfindung eine waagerechte oder parallel zur herzustellenden
Schweißnaht anzuordnende Tragschiene 1. Diese Tragschiene ist mit elektrisch isolierten
Füßen 2 versehen und mit einem ihrer Enden an eine Klemme der Schweißstromquelle
angeschlossen. Die Füße oder Stützen 2 können gegebenenfalls mit Rollen 3 versehen
sein, um das Verschieben des Schweißapparates zu erleichtern.
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Die Schiene 1 trägt eine beliebige Anzahl von Elektrodenhalterarmen
4 mittels getrennter Haltervorrichtungen. Diese bestehen beispielsweise aus Einhakplatten
5 od. dgl., deren umgebogener Oberteil 5a
die Schiene 1 einfach übergreift.
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Wie aus den Fig. 2 und 3 im einzelnen zu ersehen ist, hat die Einhängeplatte
5 in ihrem unteren Teil einen Seitenflansch 6, an welchem ein Teil 7 befestigt,
z. B. angeschraubt, ist. Dieser Teil 7 bildet einen der beiden Bauteile eines Kreuzgelenkes
8, dessen anderer Bauteil 9 am Ende des entsprechenden Elektrodenhalterarmes 4 befestigt
ist. Mit 10 ist ein Zwischenstück bezeichnet, das den Kugelzapfen dieses Kreuzgelenkes
bildet.
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Der Gelenkteil 9, der mit einem seiner Enden mit dem Zwischenstück
10 des Gelenkes zusammenwirkt, kann aus einem Zylinder bestehen, der in das den
Elektrodenhalter 4 bildende Rohr eingeschoben und. mittels Schrauben 11 od. dgl.
befestigt ist, die das Ende des Rohres 4 in geeigneter Weise festspannen.
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Zwischen dem Elektrodenarm 4 und dessen Befestigungsplatte
5 ist ein elastisches Rückzugorgan vorgesehen, um das Ende der Elektrode während
der Schweißarbeit dauernd in der Schweißfuge zu halten, namentlich wenn es sich
darum handelt, eine Winkelschweißung in der L-Stellung von oben auszuführen. Dieses
Rückzugorgan, das beispielsweise aus einer Zugfeder 12 besteht, ist zwischen einem
am Elektrodenarm 4 ansitzenden ersten Flansch 13 und einem zweiten, an der Befestigungsplatte
5 ausgebildeten Flansch 14 eingespannt. Die Zugfeder 12 ist mit dem einen Ende mittels
einer Stellschraube 15 befestigt, die im Flansch 14 verschraubbar ist und zur Regelung
der Federspannung dient.
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An seinem anderen Ende weist der Elektrodenhalterarm 4 einen abgeplatteten
Teil in Gesalt einer Scheibe 16 od. dgl. auf, an welcher das Elektroden-Spannfutter
17 befestigt ist. Dieses Elektrodenspannfutter 17 hat ein Hohlgewinde 18, in welches
ein Teil 19 eingeschraubt ist. Dieser Teil 19 besitzt am Ende eine
Bohrung 20, in welche die eigentliche Elektrode 21 eingeschoben ist. Das Elektrodenspannfutter
17 ist an der Unterseite mit einem Schraubensatz 22 versehen, der eine Bohrung 23
im Ende des Armes 4 durchsetzt und zur Befestigung dieses Spannfutters mittels einer
Mutter 24 dient.
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Das Spannfutter 17 bildet außerdem an seiner Unterseite eine kreisförmige
Fußplatte 25, die mit Buckeln 26 versehen ist. Diese Buckel 26 greifen mit einem
gewissen Spiel in Bohrungen 27 einer Zwichenscheibe 28 ein.. Diese zwischen die
Fußplatte 25 und den abgeplatteten Abschnitt 16 des Elektrodenarmes 16 eingesetzte
Zwischenscheibe 28 ist ihrerseits auf dem Abschnitt 16 durch zwei Stifte 29, die
durch kreisbogenförmige Langlöcher 30 des Armes 4 hindurchgreifen, gegen Verdrehung
gesichert. Diese Anordnung erlaubt es somit, die Winkelstellung des Spannfutters
um die Achse des Gewindeansatzes 22 herum zu regeln, während das zwischen den Stellwarzen
26 und den Bohrungen 27 belassene Spiel eine leichte Winkelverstellung des Spannfutters
beiderseits dieser Winkelstellung zuläßt. Dieses Spiel gestattet der Elektrode zu
Beginn ihres Abschmelzens, wie vorstehend beschrieben, um einige Millimeter derart
zurückzuweichen, daß sie den Schweißkrater ausfüllt, der durch die vorgegangene
Elektrode zu Beginn ihrer Zündung erzeugt worden ist.
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Am Ende des Elektrodenarmes 4 sind ein oder mehrere Anschläge vorgesehen,
die sich auf der Arbeitsfläche vor dem völligen Abschmelzen der Elektrode
21 abstützen und die Verlängerung und Unterbrechung ihres Lichtbogens auslösen,
wodurch einerseits ein neuer Lichtbogen am Ende der nächstfolgenden Elektrode zur
Zündung gelangt und andererseits jegliches Festkleben der eben abgeschmolzenen Elektrode
vermieden wird.
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Bei 31 ist einer dieser Anschläge dargestellt, der gegenüber dem Elektrodenarm
4 mittels eines Zwischenstückes 32 aus Isolierstoff elektrisch isoliert ist. Dieses
Zwischenstück 32 verbindet den Anschlag 31 mit einem Befestigungsflansch 33 des
Elektrodenarmes 4. Ein anderer Anschlag 34 sitzt beispielsweise unmittelbar am Elektrodenspannfutter
17, an dem er beispielsweise durch zwei an dem Spannfutter angeschweißte und einen
Bügel bildende Stifte 35 angebracht ist.
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An jeder Einhängeplatte 5 od. dgl. können einstellbare Anschläge vorgesehen
sein, wie sie schematisch bei 36 dargestellt sind, um an der Tragschiene 1 den Abstand
zwischen zwei. aufeinanderfolgenden Einhakplatten 5 festzulegen.
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Die Kreuzgelenklagerung der Elektrodenschalterarme an ihrer Tragschiene
gestattet, diese Arme in verschiedenen Stellungen zur Tragschiene 1 arbeiten zu
lassen, denn die Ausgleichfeder 12, mit der jeder Elektrodenarm 4 ausgerüstet ist,
ermöglicht es, das Ende der entsprechenden Elektrode dauernd unter dem ursprünglich
eingestellten Winkel zu halten.
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Bei 37 ist schematisch eine Drahtlitze dargestellt, mit der jeder
Elektrodenarm 4 ausgerüstet ist und die diesen Arm mit der entsprechenden Einhängeplatte
5 leitend verbindet. Diese steht mit der Tragschiene 1 in elektrischem Kontakt.
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Für den Elektrodenhalterarm 4 können natürlich verschiedene Formen
und andere Gelenkarten, z. B.
eine Kugelzapfenlagerung dieser Arme
an ihrem jeweiligen Träger vorgesehen werden. Desgleichen können jegliche Befestigungsarten
vorgesehen sein, um die Platten 5 vorübergehend an der Tragschiene 1. anbringen
zu können.