-
Die
Erfindung betrifft eine Reinigungsvorrichtung mit einem Reinigungskopf
zum Reinigen von Düsen eines Schweißbrenners,
welche als Gasdüsen und/oder Stromdüsen ausgebildet
sind.
-
Beim
Schweißen wird ein Schweißdraht durch eine der
Gaszufuhr dienenden Düse geführt und üblicherweise
mit Hilfe eines so genannten Handlinggeräts oder eines
Roboters der Schweißstelle genähert. Beim Schweißvorgang
selbst verspritzt das Schweißmaterial, wobei sich in der
Düse Verunreinigungen absetzen, welche die Düse
nach und nach zusetzen und die Gaszufuhr stören. Diese Verunreinigungen
können bei leitender Verbindung zudem einen Kurzschluss
zwischen den Stromdüsen, die den Schweißdraht
führen, und den Gasdüsen verursachen. Deshalb
ist es erforderlich, die Düse in bestimmten Zeitabständen
zu reinigen.
-
Eine
solche Vorrichtung zur Reinigung eines Schweißbrenners
ist beispielsweise aus der
DE
33 32 678 bekannt. Dabei umfasst die Reinigungsvorrichtung
eine vom zugeführten Schweißbrenner betätigte
und diesen in koaxialer Ausrichtung zu einem Werkzeug zentrierende
sowie axial und verdrehsicher fixierende Haltevorrichtung und eine
das rotierende Werkzeug in den fixierten Schweißbrenner
mit vorgebbarer Hubgeschwindigkeit einführende Vorschubeinrichtung
sowie einen Steuerkreis, der die Haltevorrichtung, die Vorschubvorrichtung
und den das Werkzeug antreibenden Motor vorgebbar zeitabhängig
steuert. Als Werkzeug ist dabei ein die Außenfläche
der Kontaktdüse und die Innenfläche der Gasdüse
bearbeitender hohlzylindrischer Formfräser vorgesehen,
der in den Zwischenraum zwischen der Kontaktdüse und der
Gasdüse eingeführt wird und dabei Verunreinigungen
in Form von Schweißrückständen und Schweißperlen,
welche sich zwischen der Kontaktdüse und der Gasdüse
befinden, entfernt.
-
Aus
der
DE 10319261 A1 ist
eine Vorrichtung zum Reinigen einer Gasdüse eines Schweißbrenners
und zum Einsprühen der Gasdüse bzw. eines in der
Stromdüse befindlichen Schweißdrahtes mit einer
Spann-/Haltevorrichtung für die Düsen mit einer Reinigungsvorrichtung
zum mechanischen Entfernen von Schweißrückständen
aus der Gasdüse bekannt. Dabei ist vorgesehen, dass die
Reinigungsvorrichtung in Richtung einer ersten Achse zur Spann-/Haltevorrichtung
hin bzw. von dieser weg verfahrbar ist, und mit einer Sprühvorrichtung
zum Auftragen eines Antihaftmittels oder eines sonstigen fluiden
Mediums ausgerüstet ist.
-
Beim
Reinigungsvorgang ist es erforderlich, dass beispielsweise ein Fräser
linear und mittig zu den Stromdüsen über diese
fährt und dann in diese einfährt, um Verunreinigungen
aus Gas- und Stromdüse zu entfernen. Bei Doppeldraht-Schutzgasschweißbrennern,
so genannten Tandem-Schweißbrennern, stehen die Stromdüsen
in bestimmten Winkeln und unterschiedlich beabstandet zueinander,
welche bei den einzelnen Brennern unterschiedlich sind. Mindestens
eine Gasdüse umgibt beide Stromdüsen.
-
Es
ist daher Aufgabe der Erfindung, eine entsprechende Reinigungsvorrichtung
bereit zustellen, welche insbesondere den Reinigungsablauf bei Tandem-Schweißbrennern
mit unterschiedlichen Geometrien hinsichtlich der Anordnung der
zu reinigenden Düsen vereinfacht.
-
Diese
Aufgabe wird dadurch gelöst, dass mittels einer ersten
Verschiebeeinheit der Reinigungskopf in eine Reinigungsvorschubrichtung
verschiebbar ist, wobei die erste Verschiebeeinheit um eine Schwenkachse
schwenkbar gelagert ist, wobei die erste Verschiebeeinheit mit einer
weiteren Verschiebeeinheit gekoppelt ist, mit der der Reinigungskopf
unabhängig zur ersten Verschiebeeinheit quer zur Reinigungsvorschubrichtung
verstellbar ist.
-
Die
erste Schiebeeinheit bewegt den Reinigungskopf in die Gasdüse über
die Strom- bzw. Kontaktdüsen. Die Schwenkachse ist im Winkel
einstellbar, da die Stromdüsen der Brenner unterschiedliche Winkel
zueinander haben. Die zweite Schiebeeinheit ist erforderlich um
die unterschiedlichen Abstände der Stromdüsen
zu überbrücken und ist ebenfalls einstellbar.
-
Dabei
ist vorgesehen, dass die erste Verschiebeeinheit entsprechend dem
Winkel zwischen den Achsen der Stromdüsen geschwenkt wird.
Der Winkel, in welchem die Stromdüsen zueinander stehen,
kann dabei sehr unterschiedlich sein. Werte im Bereich von 3° bis
11° sind dabei typisch.
-
Hinsichtlich
der lateralen Abstände der Stromdüsen, welche
aus schweißtechnischen Gründen typischerweise
15 bis 20 mm betragen, ist es von Vorteil, wenn der Reinigungskopf
mit einer weiteren Verschiebeeinheit entsprechend dem lateralen
Abstand der Stromdüsen verschoben wird. insbesondere bei
derartigen Schweißbrennern ist der Schnittpunkt der Schweißdrähte
und damit die Orientierung der Stromdüsen derart, dass
der Schnittpunkt z. B. bis zu 400 mm entfernt von den Stromdüsen
liegen kann, was ansonsten ohne die Quer-Verschiebung zu einem extrem
langen ersten Verschiebeweg des Reinigungskopfes führen
würde.
-
Mit
der erfindungsgemäßen Vorrichtung und dem entsprechenden
Verfahren wird ermöglicht, dass insbesondere Doppeldraht-Schutzgasschweißbrenner
mit zwei Stromdüsen, die unterschiedliche Abstände
sowie unterschiedliche Orientierungen zueinander aufweisen können,
einfach und präzise gereinigt werden können. Mittels
dieser Anordnung kann eine besonders kompakte Reinigungsanlage bereitgestellt
werden, da insbesondere mittels der quer zur ersten Verschiebeeinheit
angeordneten zweiten Verschiebeeinheit Stromdüsen, deren
Achsen nur sehr kleine Winkel einschließen, kurze Verschiebewege
der ersten Verschiebeeinheit erforderlich sind.
-
Als
besonders vorteilhaft hat sich herausgestellt, wenn die weitere
Verschiebeeinheit zur ersten Verschiebeeinheit im Wesentlichen orthogonal
verschiebbar ist. Damit können insbesondere Schweißbrenner
mit zwei, unter sehr kleinen Winkeln zueinander orientierten Stromdüsen
und/oder Gasdüsen gereinigt werden.
-
In
besonders bevorzugter Ausführungsform ist vorgesehen, dass
die erste Verschiebeeinheit und/oder die weitere Verschiebeeinheit
als elektrisch verstellbare Linearantriebe oder Pneumatikantriebe, beispielsweise
als Pneumatikzylinder, ausgebildet sind. Damit kann besonders präzise
der Reinigungskopf zur zu reinigenden Gasdüse positioniert
werden, wobei sich die elektrisch verstellbaren Linearantriebe besonders
gut mittels Rechner gestützten Systemen ansteuern lassen.
Die Pneumatikantriebe lassen sich mit industriell üblichen
Ventilsteuerungen ansteuern und bieten darüber hinaus den
Vorteil, dass sie besonders kostengünstig und robust ausgeführt
sind.
-
Dabei
kann vorgesehen sein, dass der Schwenkbereich um die Schwenkachse
und/oder der Verschiebeweg wenigstens einer der Verschiebeeinheiten
entsprechend der geometrischen Anordnung der Stromdüsen
und deren Orientierung ihrer Achsen zueinander einstellbar sind.
Damit kann die Reinigungsvorrichtung auf bestimmte Geometrien der
vorzugsweise verwendeten Schweißbrenner voreingestellt
werden, was eine besonders effektive Reinigung im industriellen
Umfeld ermöglicht. Damit können verhältnismäßig
kurze Reinigungszyklen realisiert werden.
-
Dabei
kann vorgesehen sein, dass der Schwenkbereich um die Schwenkachse
sowie die Verschiebewege der Verschiebeeinheiten mechanisch begrenzt
sind.
-
In
besonders bevorzugter Ausführungsform ist vorgesehen, dass
der Reinigungskopf von einer Antriebseinheit in eine Rotationsbewegung
versetzbar ist und in Form von rotierenden Messern oder in Form
eines Fräskopfes ausgebildet ist. Damit lassen sich besonders
effektiv Verunreinigungen in den Düsen entfernen.
-
Ein
besonders robuster Antrieb kann erzielt werden, wenn der Reinigungskopf
von einem Elektromotor oder von einem mit Druckluft betriebenen Antrieb
angetrieben ist, wobei ein Elektromotor insbesondere im Zusammenhang
mit elektrisch verstellbaren Linearantrieben als Verschiebeeinheiten
Vorteile bietet. Ein mit Druckluft betriebener Antrieb bietet hingegen
Vorteile, wenn bereits ein pneumatisches System mit einer Druckluftversorgung
zur Verfügung steht.
-
In
bevorzugter Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Reinigungsvorrichtung
eine Sprühvorrichtung zum Auftragen eines Antihaftmittels
oder eines sonstigen fluiden Mediums aufweist. Damit kann erreicht
werden, dass sich weniger Ablagerungen bilden können, und
somit die Zeiten zwischen zwei Reinigungszyklen verlängert
werden können, was die Effektivität der Schweißanlage
erhöhen kann. Dabei kann vorgesehen sein, dass das Sprühmittel
durch die Antriebsachse des Fräsmotors und des Fräsers direkt
in die Düse gesprüht wird.
-
Die
Erfindung wird im Folgenden anhand des in den Figuren dargestellten
Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigt:
-
1 eine
schematische Darstellung der Reinigungsvorrichtung zur Reinigung
von Düsen eines Doppeldraht-Schutzgasschweißbrenners
und
-
2 eine
beispielhafte Ausführungsform eines Reinigungskopfes.
-
Der
in 1 schematisch dargestellte Doppeldraht-Schutzgasschweißbrenner 60 weist
zwei Stromdüsen 61, 62 auf, die von einer
Gasdüse 66 umgeben sind, und dessen Achsen 63, 64 zueinander
in einem Winkel 65 angeordnet sind, wobei dieser Winkel 65 schweißtechnisch
bedingt typischerweise zwischen 3° und 11° beträgt.
-
Die
Abstände der Stromdüsen 61, 62 betragen
bei diesen Tandem-Schweißbrennern typischerweise 15 bis
20 mm. Durch die Stromdüsen 61, 62 kann
der Schweißdraht geführt werden.
-
Die
Reinigungsvorrichtung 1 weist eine erste Verschiebeeinheit 30 auf,
mit der ein Reinigungskopf 10 über einen Verschiebeweg 31 in
eine Reinigungsvorschubrichtung 32 verschiebbar ist. Die
erste Verschiebeeinheit 30 ist dabei um eine Schwenkachse 50 schwenkbar
gelagert um den Reinigungskopf 10 entsprechend der Orientierung
der Stromdüsen 61, 62 ausrichten zu können.
-
Die
erste Verschiebeeinheit 30 ist mit einer weiteren Verschiebeeinheit 40 gekoppelt,
mit der der Reinigungskopf 10 unabhängig zur ersten
Verschiebeeinheit 30 quer zur Reinigungsvorschubrichtung 32 verstellbar
ist. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Reinigungsvorschubrichtung 32 beispielsweise einer
Linearbewegung, einer Bogenbewegung oder einer kombinierten Linear-Bogen-Bewegung
entspricht.
-
Die
Verschiebeeinheit 40 weist einen Verschiebeweg 41 auf,
der im gezeigten Beispiel im Wesentlichen orthogonal zur ersten
Verschiebeeinheit 30 mit ihrem ersten Verschiebeweg 31 verschiebbar ist.
-
Die
erste Verschiebeeinheit 30 und/oder die zweite Verschiebeeinheit 40 sind
als elektrisch verstellbare Linearantriebe oder Pneumatikantriebe
in Form von Pneumatikzylindern ausgebildet.
-
In
bevorzugter Ausführungsform kann der Schwenkbereich 51 um
die Schwenkachse 50 und/oder der Verschiebeweg 31, 41 wenigstens
einer der Verschiebeeinheiten 30, 40 entsprechend
der geometrischen Anordnung der Stromdüsen 61, 62 und de ren
Orientierung ihrer Achsen 63, 64 zueinander einstellbar
sein. Zu dem kann vorgesehen sein, dass der Schwenkbereich 51 um
die Schwenkachse 50 sowie die Verschiebewege 31, 41 der
Verschiebeeinheiten 30, 40 mechanisch einstellbar
sind.
-
Üblicherweise
ist der Reinigungskopf 10 von einer Antriebseinheit 20 angetrieben,
die den Reinigungskopf 10 in eine Rotationsbewegung versetzt. Zum
Einsatz kommen hierbei entweder ein Elektromotor oder eine mit Druckluft
angetriebene Antriebseinheit 20. Der Reinigungskopf ist
in Form von rotierenden Messern oder in Form eines Fräskopfes
ausgebildet.
-
Nicht
dargestellt ist in 1 eine optionale Sprühvorrichtung
zum Auftragen eines Antihaftmittels oder eines sonstigen fluiden
Mediums, mit der eine Antihaft-Beschichtung auf den Stromdüsen 61, 62 und
der Gasdüse 66 aufgebracht werden kann, die das
Festsetzen von Verschmutzungen beim Schweißvorgang verhindern
kann.
-
In 2 ist
beispielsweise ein Reinigungskopf 10 dargestellt, welcher
einen im Wesentlichen zylindrischen Aufnahmeschaft 11 aufweist,
an den sich ein Fräskopf 12 anschließt.
Der Fräskopf 12 ist dabei als halber Hohlzylinder
ausgeführt und weist an seiner Spitze eine mit einer Steigung
versehen Fräskopfspitze auf. Dabei ist der Innen-Durchmesser des
Fräskopfes 12 derart ausgeführt, dass
die Stromdüsen 61, 62 beim Reinigen zumindest
teilweise umfasst werden. Durch die Rotationsbewegung des Fräskopfes 12 können
Verunreinigungen an den Stromdüsen 61, 62 entfernt
werden. Zudem werden Verunreinigungen an den Innenwandungen der
Gasdüse 66 im Bereich der Stromdüsen 61, 62 entfernt.
-
Die
erfindungsgemäße Anordnung sieht dabei vor, dass
der Reinigungskopf 10 zunächst mittels der ersten
Verschiebeeinheit 30 in Richtung auf eine der Stromdüsen 61, 62 verstellt
wird. Dabei ist die Rotationsachse des Fräskopfes 12 im
Wesentlichen in Flucht zu der Achse 63 oder 64 der
Stromdüse 61, 62 ausgerichtet. Dementsprechend
wird der Hohlzylinder des Fräskopfes 12 über
die erste Stromdüse 61, 62 geschoben.
Der Innenumfang des Fräskopfes 12 ist größer
als der Außendurchmes ser der Stromdüse 61, 62 und
der Außendurchmesser des Fräskopfes 12 ist
so bemessen, dass er die zugeordnete Innenwandung der Gasdüse 66 nicht
berührt.
-
Wenn
der Fräskopf 12 in Rotation versetzt wird, reinigt
er eventuell an der Innenwandung der Gasdüse anhaftende
Schweißspritzer ab und entfernt auch gegebenenfalls Ablagerungen
auf der Stromdüse 61, 62. Nach der erfolgten
Reinigung wird der Fräskopf 12 mittels der ersten
Verschiebeeinheit 30 zurückgezogen und ein Antihaftmittel
in den gereinigten Bereich eingesprüht. Dann wird der Reinigungskopf 10 samt
der Antriebseinheit 20 um die Schwenkachse 50 geschwenkt
und mittels der zweiten Verschiebeeinheit 40 linear verschoben.
Die Rotationsachse des Fräskopfes 12 steht dann
in Flucht zu der Achse 64 oder 63 der zweiten
Stromdüse 61, 62. Anschließend
wird der Reinigungskopf 10 samt der Antriebseinheit mit
der ersten Verschiebeeinheit 30 in Richtung auf die zweite
Stromdüse 62, 61 verstellt, wobei der
Fräskopf 12 wieder über die zweite Stromdüse 61, 62 gefahren
wird. Nachdem wieder ein Abfräsen von eventuell anhaftenden
Schweißspritzern erfolgte, wird der Fräskopf zurückgezogen (erste
Verschiebeeinheit 30) und Antihaftmittel eingesprüht.
Der Schweißbrenner 60 steht dann für
eine weitere Verwendung zur Verfügung.
-
Die
erste Verschiebeeinheit 30 kann somit entsprechend dem
Winkel 65 zwischen den Achsen 63, 64 der
Stromdüsen 61, 62 geschwenkt werden. Der
Reinigungskopf 10 mit der Antriebseinheit 20 kann
mit der zweiten Verschiebeeinheit 40 entsprechend dem lateralen
Abstand der Stromdüsen 61, 62 verschoben
werden.
-
Die
Reinigungsvorrichtung 1, wie sie in 1 schematisch
dargestellt ist, ist besonders geeignet, Doppeldraht-Schutzgasschweißbrenner 60, die
zwei als Stromdüsen 61, 62 sowie eine
diese umgebende Gasdüse 66 aufweisen und die in
unterschiedliche Abständen sowie in unterschiedlichen Winkeln 65 zueinander
angeordnet sein können, einfach und präzise zu
reinigen. Es kann immer gewährleistet werden, das der Reinigungskopf 10,
wie er beispielsweise in 2 dargestellt ist, in Richtung
der Achsen 63, 64 der zu reinigenden Stromdüsen 61, 62 einfahren
kann. Besonders vorteilhaft ist dabei, dass damit eine kompakte
Reinigungsanlage 1 bereitgestellt werden kann, bei der
lange Verschiebewege vermieden werden können.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 3332678 [0003]
- - DE 10319261 A1 [0004]