DE937906C - Schweissstabfuehrung und Kontaktbacken bei Schweisskoepfen und -pistolen fuer die automatische Lichtbogenschweissung mit sich verbrauchender Metallelektrode - Google Patents

Description

• Schweißstabführung und Kontaktbacken bei Schweißköpfen und. -pistolen für die automatische Lichtbogenschweißung mit sich verbrauchender Metallelektrode Die Erfindung bezieht sich auf Schweißdüsen mit verbesserter Schweißstabführung und besseren Kontaktbacken, und zielt weiter darauf, daß durch diese Verbesserungen die praktische Gebrauchsdauer der Schweißdüse beträchtlich verlängert wird.
• Derzeit sind zwei Haupttypen von Schweißstabhaltern bei Schweißverfahren mit in Pulver eingetauchten oder von inertem Schutzgas umhüllten Lichtbogen im Gebrauch. Bei der einen Type wird eine feste Düse verwendet, durch welche der Schweißstab hindurchgeführt wird. Dieser Halter hat aber, obwohl er die beste Zugänglichkeit zum Werkstück erlaubt, durch Abnutzung nur eine verhältnismäßig kurze Lebensdauer. Die andere Art von Schweißstabhaltern ist die sogenannte »U-Block«-Type, bei der schwere Blöcke aus leitendem Metall zur Übertragung höchster Schweißstromstärken auf den Schweißstab verwendet werden. Diese Type ist wiederum ziemlich sperrig und infolgedessen nicht zur Anwendung an verhältnismäßig engen oder unzugänglichen Schweißstellen, wie z. B. in Ecken usw. geeignet.
• Die verbesserte Schweißstabführung und die Kontaktbacken nach der Erfindung haben demgegenüber die Vorteile der bekannten Haltertypen, ohne deren Nachteile zu besitzen.
• Nach der vorliegenden Erfindung weisen die verbesserte Schweißstabführung und die verbesserten Kontaktbacken einen Grundkörper mit einer Mittelbohrung und einem Schlitz auf, der sich vom vorderen Ende längs des Stabes nach hinten erstreckt und eine Mehrzahl von sich selbst tragenden Armen bildet, wobei- erfindungsgemäß eine innere 'Aussparung im vorderen Teil jedes ,dieser Arme sowie austauschbare verschleißfeste Elektrodenkontaktbacken in jeder Aussparung vorhanden sind.
• Der verbesserte Schweißstabhalter nach der vorliegenden Erfindung ist zur Anwendung von verhältnismäßig hohen Stromdichten geeignet, wenn er mit sich selbst tragenden Manganbronzearmen ausgestattet wird, welche den Schweißstab nachgiebig festklemmen. Zwischen den sich selbst tragenden Armen und denn Schweißstab werden massive Berylliumkupferbacken angeordnet. Jede Kontaktbacke ist so gestaltet, daß sie den Schweißstab vom -Anfang an längs zweier Kontaktlinien festklemmt. Diese Backen sind vorzugsweise leicht verjüngt, so.daß sich der von den Backen ausgeübte Klemmdruck auf der gesamten Länge jeder Kontaktbacke möglichst gleichförmig auswirkt.
• Weitere Merkmale der Erfindung sind aus der Zeichnung und aus der folgenden' Beschreibung zu ersehen. Es zeigt ' Fig. i einen Längsschnitt einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, Fig. 2 einen Schnittentsprechend der Fig. i, aber mit eingespanntem Schweißstab, Fig. 3 einem Querschnitt nach der Linie 3-3 der Fig. r, Fig. 4 einen Querschnitt nach der Linie 4-4 der Fig. 2 und Fig. 5 eine schaubildliche Ansicht in vergrößertem Maßstab der Kontaktbacken.
• Der Grundkörper hat vorzugsweise die Form einer Hülse io aus Manganbronze mit einer Mittelbohrung ii, durch die .ein Schweißstab r2 geführt werden kann. Ein rohrförmiger Leiter 13 ist auf die Hülse io aufgeschraubt; der Schweißstrom für den Schweißstab z2 wird über den Leiter 13 zugeführt. Das hintere Ende 14 der Bohrung der Hülse io ist trichterförmig erweitert, um die Einführung des Schweißstabes in die Bohrung zu erleichtern. Die Hülse io@ ist in axialer Richtung bei 15 geschlitzt, wodurch eine Mehrzahl von elastischen, sich selbst tragenden Armen 16 und 17 gebildet wird. Der Schlitz 15 und die Länge dieser Arme 16, 17 hängen von dem Ausmaß des gewünschten elastischen Klemmdruckes ab. Praktisch können die Arme 16, 17 ungefähr 14 cm lang sein bei einer Hülse mit einer Länge von reichlich 2o cm, einem äußeren Durchmesser von -etwa 3 cm und einem inneren Durchmesser von rund 0,75 cm.
• Berylliumkupferkontalctbacken 18 und i9 haben im wesentlichen die in den Zeichnungen veranschaulichte Form; sie dienen dazu, verschleißfeste, leitende Kontakte zu bilden, durch welche der Schweißstab geführt wird. Der einwärts gerichtete Bund. 2r einer überwurfmutter 2o hält die Kontaktbacken gegen den Druck des bewegten Schweißstabes in der vorbestimmten Lage. Ein Gewindering 22 -ist auf die Überwurfmutter 2o aufgeschraubt und wird durch die Schrauben 23 an der Hülse io festgehalten. Diese Schrauben haben die zusätzliche Aufgabe, Winkelverlagerungen der Kontaktbacken gegeneinander zu verhüten, und zwar indem ihre Enden in Nuten 24 der Kontaktbacken eingreifen. Jede Kontaktbacke weist ferner eine .eingezogene Spitze 25 und eine Schulter 26 auf, an welcher der Bund 21 der Überwurfmutter 2o leitend fest anliegt. Ein Rohr 27 aus elektrischem Isolierstoff umgibt die Hülse io und sitzt in Schultern des Gewinderinges 22 und einer Unterlagscheibe 28. " Das hintere Ende der Kontaktbacken ist, wie bei 29 veranschaulicht, ebenfalls trichterförmig erweitert, um die Einführung des Schweißstabes zu erleichtern. Jede Kontaktbacke ist mit einer V-förmigen Nut 30 versehen. Bei der veranschaulichten Ausführungsform ist die V-förmigie Nut mit einem go°-Winkel ausgestattet. Der Kontakt zwischen jeder Backe und .dem Schweißstab verläuft . von Anfang an längs der Berührungslinie zwischen dem Stab und den Wänden der V-förmigen Nut, mit einem freien Raum daneben, der dann in jeder Kontaktbacke für Abscheidungen, Rückstände od. .dgl., .wie Oxydstückchen, vorhanden ist, damit diese hindurchfallen können. Bei Abnutzung verbreitert sich der tangentiale Kontakt. Für gewöhnlich würde der von den Armen 16, 17 ausgeübte Klemmdruck am Einlaufende dieser Kontaktbacken ein Maximum sein, vorausgesetzt, daß sie einheitlich dick sind; da es aber erwünscht ist, daß der Kontakt zwischen dem Schweißstab und der Düse insbesondere nahe dem Lichtbogen besteht und möglichst gleichförmig ist, laufen die Kontaktbacken längs ihrer benachbarten gegenüberliegenden Flächen nach Fig. i bei 31 leicht schräg. Diese Schräge verläuft allmählich und in Längsrichtung; sie macht .dabei nur einen Bruchteil eines Grades; z. B. ungefähr 31 Mixnuten aus, um der Winkelverlagerung der .Arme beiderseits der Schlitze 15 in der Hülse ro nach der Einführung des Schweißstabes 12 zu entsprechen.
• Fig. i zeigt die ungefähre Größe und Richttang der Verjüngung. Ist der Schweißstab eingeführt, ist die Schräge in Fg. 2 nicht erkennbar, weil es der Zweck der Schräge ist, die Kontaktberührung längs den Kontaktbacken möglichst gleichförmig zu verteilen.
• Falls gewünscht, kann der Halter so groß und so gestaltet sein, daß er Backen verschiedener Größe für Schweißstäbe oder Elektroden verschiedener Durchmesser aufnehmen kann. Klemmbacken aus -2% Berylliumkupfer ergeben einen guten Kontakt bei günstiger Abriebfestigkeit. Diese Backen werden aus einer Stange einer Berylliumkupferlegierung gefertigt, .die ausgeglüht, auf die gewünschte Form gebracht und anschließend auf .eine Rockwell-Häxte von C 32-26 gehärtet ist. Die Zeichnung zeigt die bevorzugte Ausführungsform .der Backen etwa maßstabgerecht.
• Die verbesserte Schweißstabführung und die Kontaktbacken nach der Erfindung haben insbesondere folgende Vorteile: Die Lebensdauer im Vergleich mit den festen Düsen oder Haltern, bei Speisung des Schweißstabes mit Strom von 45o bis 7oo A, ist ungefähr i8mal größer; die äußere Form und das konische vordere Ende des verbesserten Halters erlauben es dem Schweißer, in viel engere Räume hineinzugelangen, als es ihm bisher möglich war, wenn (er den ,sperrigen »U-Block«-Halter verwendete; die austauschbaren Kontaktbacken haben, bis sich Abnutzungen praktisch aller flachen Oberflächen der V-förmigen Nuten oder Einkerbungen der Kontaktbacken ergeben, eine lange Lebensdauer.
• Die Anwendung von elastischen, sich selbst tragenden Armen gewährt auch in dem Falle den notwendigen Arbeitsfluß, wenn die Schweißstäbe nicht völlig gerade gerichtet .sind, ehe sie in den verbesserten Halter nach der Erfindung eingeführt werden. Ist der Stab leicht gabogen, so daß sich .in einem der Arme größere Verbiegungen ergeben können, klemmt dieser Arm die Kontaktbacke mit größerem Druck als gewöhnlich gegen die Stange, um .hierdurch auszugleichen, was bei dem anderen Arm am normalen Klemmdruck fehlt. Die Ausbiegung der Arme hängt von der Größe und Form des in den Halter eingeführten Schweißstabes ab. Ist kein Schweißstab -eingeführt, so unterliegen die Arme 16, 17 praktisch auch keinen Beanspruchungen, während die Seitenflächen der Kontaktbacken 18, ig zur Hauptsache miteinander in Kontakt stehen, wie in Fig. i gezeigt, d. h. bevor der Schweißstab 12 eingeführt worden ist.
• Wie aus der Zeichnung außerdem ersichtlich, beträgt das Verhältnis der Länge zur Dicke jedes frei tragenden Armes praktisch mindestens 5, um die Elastizität ihrer Klemmwirkung zu vergrößern.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Schweißstabführung und Kontaktbacken bei Schweißköpfen und -pistolen für die automatische Lichtbogenschweißung mit sich verbrauchender Metallelektrode, bestehend aus einem Grundkörper mit einer Mittelbohrung und mit einem Schlitz, der sich vom vorderen Ende längs des Grundkörpers nach hinten erstreckt und eine Mehrzahl von sich selbst tragenden Armen bildet, gekennzeichnet durch eine innere Aussparung im vorderen Teil jedes dieser Arme sowie durch austauschbare, verschleißfeste Elektrodenkontaktbacken in jeder der Aussparungen.
2. 2. Schweißstabführung und Kontaktbacken nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Länge zur Dicke der sich frei tragenden Arme wenigstens i : 5 beträgt.
3. 3. Schweißstabführung und Kontaktbacken nach Anspruch i und 2, gekennzeichnet durch Mittel zur Verhinderung von Längsbewegung der Kontaktbacken.
4. 4. Schweißstabführung und Kontaktbacken nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verhinderung der Längsbewegung der Kontaktbacken eine Überwurfmutter vorgesehen ist, die an Halteorganen befestigt ist und einen über ein Endteil der Backen gebogenen Bund besitzt.
5. 5. Schweißstabführung und Kontaktbacken nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die von den einander gegenüberliegenden Oberflächen der Kontaktbacken gebildete Bohrung sich in Längsrichtung zur Spitze hin allmählich verjüngt zur Erzeugung höchsten Klemmdruckes durch die frei tragenden Arme auf .das vordere Ende der Backen.
6. 6. Schweißstabführung und Kontaktbacken nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Verjüngungswinkel, gemessen zwischen den einander gegenüberliegenden Seitenflächen der Backen, vorzugsweise 31 Minuten beträgt.
7. 7. Schweißstabführung und Kontaktbacken nach Anspruch i bis 6, gekennzeichnet durch Mittel am rückwärtigen Ende jeder Kontaktbacke zur Verhütung der Winkelverlagerung der Klemmbacken gegeneinander. B. Schweißstabführung und Kontaktbacken nach Anspruch i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jede Kontaktbacke mit einer V-förmigen Nut versehen ist. g. Schweißstabführung und Kontaktbacken nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die V-förmige Nut jeder Kontaktbacke einen Winkel von vorzugsweise go° bildet. io. Schweißstabführung und Kontaktbacken nach Anspruch i bis g, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktbacken aus einer Berylliumkupferlegierung bestehen. i i. Schweißstabführung und Kontaktbacken nach Anspruch io, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktbacken aus einer 2o/oigen Berylliumkupferlegierung bestehen. Angezogene Druckschriften: Österreichische Patentschrift Nr. 172 093; britische Patentschrift N.r. 641 56q.; französische Patentschrift Nr. 973 927.