Schweissdrahtzuführungseinrichtung Die Erfindung betrifft eine Schweissdrahtzufüh- rungseinrichtung für das halb- und vollautomatische Metall-Inertgas-Lichtbogenschweissen.
Beim Lichtbogen-Schutzgasschweissen, insbesondere beim halb- und vollautomatischen Metall-Inertgas Lichtbogenschweissen muss neben der Gas- und Strom zuführung auch eine kontinuierliche Beschickung des Schweissbrenners mit Schweissdraht gewährleistet sein.
Bei den bekannten Lichtbogen-Schutzgasschweiss apparaten wird das so bewerkstelligt, dass dem Schweissbrenner der Strom, das Schutzgas und der Schweissdraht entweder in getrennten Leitungen zuge führt wird oder, dass die Schutzgas- und Stromzufüh rung in einem gemeinsamen Kabel untergebracht sind und der Schweissdraht in einem parallel dazu verlaufen den Kabel dem Schweissbrenner zugeleitet wird. Um ein Verschlingen der parallel zueinander verlaufenden Kabel zu verhindern, sind diese getrennt dem Schweiss- brenner zugeführten Kabel auch schon von einer elasti schen Umhüllung umgeben worden.
Derart aufgebaute Zuleitungen besitzen den Nach teil, dass sie schwer und unhandlich sind und insbeson dere bei der Handschweissung die physische Belastung des Schweissers ungebührlich vergrössern. Die Folge ist, dass neben den arbeitsablaufbedingten und störungsbe dingten Brachzeiten die durch den Schweisser bedingten Schweissfehlzeiten durch die erhöhte physiologische Be anspruchung in starkem Masse ansteigen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, diese Nachteile zu beseitigen und eine Schweissdrahtzufüh- rung zu schaffen, die leicht, biegsam, handlich und aus- serdem sehr raumsparend aufgebaut ist. Ausserdem sol len Mittel angegeben werden, mit denen auf einfache und billige Weise die Verklemmungsgefahr zwischen Schweissdraht und Führungselement ausgeschlossen werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch ge löst, dass der Schweissdraht, eine Strom- und eine Gas zuführung in einer Kabeleinheit so untergebracht sind, dass der Schweissdraht koaxial von der Strom- und Gaszuführung umgeben ist. Um eine einfache Herstel lung der erfindungsgemässen Schweissdrahtzuführung zu ermöglichen, ist mit Vorteil von der Kabellängsachse ausgehend in radialer Richtung gesehen der Schweiss- draht koaxial von der Stromzuführung und die Stromzu führung koaxial von der Gaszuführung umgeben.
Um eine reibungslose Zuführung des Schweissdrahtes zum Brenner zu ermöglichen und eine biegsame und verdre hungssteife Schweissdrahtzuführung zu erhalten, ist zwi schen Schweissdraht und Stromzuführung vorteilhafter weise ein Führungs- und Schutzelement angeordnet. Da mit der Schweissdraht mit möglichst geringer Reibung dem Brenner zugeleitet wird, besteht das Führungs- und Schutzelement günstgerweise aus einer hohlzylinderför- mig ausgebildeten biegsamen und verdrehungsfesten Drahtwendel. Zur weiteren Erhöhung der Biegsamkeit der vorliegenden kombinierten Schweissdrahtzuführung besteht die Stromzuführung vorteilhaft aus feindrahtigen Leitern, z.
B. aus Kupfer, die um die Drahtwendel ge führt sind. Um die gleiche Schweissdrahtzuführung für Schweissdrähte verschiedenen Durchmessers verwenden zu können, ist der Leiterquerschnitt der Stromzuführung günstigerweise der oberen Stromgrenze :der zu ver- schweissenden Schweissdrähte angepasst. Ferner dient mit Vorteil als Gaszuführung eine druckfeste Ummante lung aus elastischem Material, z. B. Gummi oder Kunst stoff, die in loser Berührung die Stromzuführung um- fasst.
In Weiterbildung der Erfindung ist mit Vorteil zwi schen der Strom- und der Gaszuführung ein Zugentla stungselement angeordnet und an den Endpunkten der Stromzuführung befestigt. Mit Vorteil ist zwischen dem Führungs- und Schutzelement und der Stromzuführung ein weiteres Zugentlastungselement angeordnet, das längs dem Führungs- und Schutzelement an mindestens zwei Stellen mit diesem verbunden ist. Als Zugentla stungselement dient vorteilhafterweise ein Seil, vorzugs weise ein Bowdenzugseil oder ein Stahlseil. Für Schweissgeräte mit höheren Leistungen ist es vorteilhaft, dass die Stromzuführung aus mehreren Teilleitergrup- per besteht, die das Führungs- und Schutzelement sowie das Zugentlastungselement umfassen.
Mit Vorteil ist zur Flüssigkeitszu- oder rückführung zwischen der äusseren Umhüllung und den Teilleitergruppen ein Schlauch an geordnet. Im Falle einer Flüssigkeitszu- oder rückfüh- rung in den Zwickelräumen zwischen äusserer Umhül lung und den Teilleitergruppen ist es vorteilhaft, dass zur Führung des Schutzgases das Führungs- und Schutz element sowie das eine Zugentlastungselement mit einer flüssigkeits- und gasdichten Umhüllung umgeben ist. Schliesslich ist es zur Flüssigkeitszu- oder rückführung von Vorteil, dass die Teilleitergruppen in enger Umfas sung von einer Umhüllung und diese Umhüllung kon- zentrisch und mit Spiel von einer weiteren Umhüllung umgeben ist.
Die Erfindung wird an Ausführungsbeispielen an hand der Zeichnung näher erläutert.
Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch die Schweiss- drahtzuführung.
Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch eine flüssig keitsgekühlte Schweissdrahtzuführung.
Fig. 3 zeigt im Querschnitt eine weitere Ausbil dungsform einer flüssigkeitsgekühlten Schweissdrahtzu- führung.
In Fig. 1 ist der Schweissdraht mit 1 bezeichnet, der von einer zeichnerisch nicht dargestellten Trommel ab gespult und durch eine Vorschubeinrichtung dem Schweissbrenner zugeführt wird. Der Schweissdraht 1 ist mit geringem Spiel von einer als Führungs- und Schutz element dienenden Drahtwendel 2 umgeben. Die Draht wendel 2, in Form einer Einfach- oder Doppelwendel, ist sehr biegsam und verdrehungssteif ausgebildet, so dass sie der Schweissdrahtzuführung die gewünschte Biegsamkeit, aber auch den erforderlichen mechani schen Schutz gewährleistet.
Mit Rücksicht auf eine ein wandfreie Führung des Schweissdrahtes 2 und einen sta bilen Lichtbogen sollte das Spiel zwischen Schweiss- draht 1 und Drahtwendel 2 die Grösse von einigen Zehntel Millimetern nicht überschreiten. Grundsätzlich kann die Drahtwendel 2 auch durch ein im Stoff und in der Form andersartiges Führungsmittel ersetzt werden. Zu beachten ist nur, dass die Reibung zwischen Schweissdraht 1 und dem Führungsmittel gering sein muss, damit die Schweissdrahtzufuhr stetig erhalten bleibt und ausserdem ist die Biegsamkeit .des Führungs mittels eine weitere notwendige Voraussetzung für seine Verwendbarkeit. Die Drahtwendel 2 ist von der Strom zuführung 3 umgeben.
Die Stromzuführung 3 ist aus feindrahtigen Leitern, beispielsweise aus Kupfer, ausge führt, die mehr oder minder fest um die Drahtwendel 2 angebracht sind. Günstigerweise sind die Kupferleiter zur Erhöhung der mechanischen Festigkeit der Schweissdrahtzuführung um die Drahtwendel 2 gefloch ten oder gewickelt. Der elektrische Querschnitt der Stromzuführung 3 ist so ausgelegt, dass auch bei Ver wendung des grössten zu verschweissenden Schweiss- drahtdurchmessers die zulässige Strombelastung der Stromzuführung 3 nicht überschritten wird. Die Strom zuführung 3 wird von einer druckfesten Ummantelung in Form eines aus Gummi oder Kunststoff bestehenden Gasschlauches 4 umfasst.
Der Gasschlauch 4 ist so aus gebildet, dass er sich leicht über die Stromzuführung ziehen lässt und in loser Berührung mit dieser steht. Der freie Raum zwischen Stromzuführung 3 und Gas schlauch 4 dient als Zuleitung für das Schutzgas, das beispielsweise Argon, Helium, Wasserstoff, Stickstoff, C02 etc. sein kann. In Linienberührung mit der Stromzuführung 3 ist ein Zugentlastungselement 5, vorzugsweise ein Bowdenzug seil angeordnet, das an den Endpunkten der Stromzu führung 3 befestigt, beispielsweise angelötet ist.
Das Zug- entlastungselement 5 verhindert insbesondere bei grös- seren Stromzuführungsquerschnitten eine Überdehnung der aus feinen Drähten bestehenden Stromzuführung 3. Zwischen Stromzuführung 3 und Drahtwendel 2 ist, ebenfalls in Linienberührung mit Drahtwendel 2, ein weiteres Zugentlastungselement 6 angeordnet, das mit der Drahtwendel 2 an mindestens zwei, vorzugsweise an mehreren Stellen, beispielsweise durch Punktschweissen, verbunden ist. Als Zugentlastungselement 6 kann ein Stahlseil Verwendung finden. Es sind natürlich auch andere Zugentlastungselemente denkbar, sofern sie eine Längsdehnung der Drahtwendel 2 verhindern.
Fig. 2 zeigt eine Schweissdrahtzuführung für grös- sere Leistungen mit einer Flüssigkeitskühlung für den Schweissbrenner und die Stromzuführung.
Der Schweissdraht ist wiederum mit 1 und die Drahtwendel mit 2 sowie die äussere Umhüllung mit 4 bezeichnet. Die Stromzuführung ist in mehrere Teillei tergruppen 7 bis 11 aufgeteilt, die im Schnitt beispiels weise kreisförmig um die Drahtwendel 2 angeordnet sein können und in axialer Richtung die Drahtwendel 2 schraubenförmig umfassen. Anstelle der schraubenför migen Umfassung können die Teilleitergruppen 7 bis 11 auch miteinander verflochten werden, so dass sie als Flechtwerk die Drahtwendel 2 umfassen, wodurch die mechanische Festigkeit der Anordnung noch erhöht wird.
Zwischen den Teilleitergruppen 7 bis 11 und der äusseren Umhüllung 4 ist ein elastischer Kunststoff- oder Gummischlauch 12 angeordnet, der zur Flüssig- keitszu- oder rückführung dient. Er dient als Flüssig- keitsrückführung, falls das Kühlmedium in den Zwickel räumen zwischen der äusseren Umhüllung 4 und den Teilleitergruppen 7 bis 11 der Schweissdüse zugeführt wird.
Es ist auch möglich und vorteilhaft, .den Schlauch 12 anstelle einer der Teilleitergruppen 7 bis 11 in die kreisförmige Anordnung um die Drahtwendel 2 mit ein zubeziehen und den Schlauch 12 mit den Teilleitergrup- per 7 bis 11 gemeinsam zu verdrillen. Die Drahtwendel 2 und das Zugentlastungselement 6 sind gemeinsam von einer inneren Umhüllung 13 umgeben, die die beiden zuletzt genannten Elemente entweder mit Spiel umfasst oder aber so angeordnet ist, dass sie an einem Teilum fang der Drahtwendel 2 und des Zugentlastungselemen tes 6 anliegt.
Der Hohlraum zwischen innerer Umhül lung 13 sowie Drahtwendel 2 und Zugentlastungsele- ment 6 dient für die Zuleitung des Schutzgases zur Schweissstelle. Ein Abstand von etwa einem Millimeter zwischen Drahtwendel 2 und innerer Umhüllung 13 ist für viele Anwendungsfälle ausreichend. Als innere Um hüllung 13 kann eine elastische, gas- und flüssigkeits dichte Kunststoffhülle Verwendung finden.
In Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsform einer flüssigkeitsgekühlten Schweissdrahtzuführung darge stellt. Die gleichen Teile sind wiederum mit den gleichen Ziffern wie in den Figuren 1 und 2 bezeichnet.
Die Teilleitergruppen 7 bis 11 sind von einer eng anliegenden Umhüllung 14 umgeben, die konzentrisch und mit Spiel von einer weiteren, der äusseren Umhül lung 4, umfasst ist. Die Kühlflüssigkeit kann entweder in den Zwickelräumen zwischen der Umhüllung 14 und den Teilleitern 7 bis 11 oder in dem Ringraum zwischen den Umhüllungen 4 und 14 zu- oder abgeführt werden. Die Gaszuführung findet in dem Zwickelraum zwischen der Umhüllung 13 und der Drahtwendel 2 sowie dem Zugentlastungselement 6 statt. Die Anordnung der Teil leitergruppen 7 bis 11 sowie der Zugentlastungselemente 5 und 6 entspricht der in den Fig. 1 und 2 beschriebe nen.
Es ist ersichtlich, dass die in den Fig. 1 bis 3 darge stellten Ausführungsbeispiele in der verschiedensten Weise abgewandelt und ergänzt werden können, ohne dass damit von dem Erfindungsgedanken Abstand ge nommen wird.
Insbesondere kann die Anzahl der Teilleitergruppen beliebig verändert werdet. Die im Schnitt sich erge bende kreisförmige Anordnung ist zwar im Hinblick auf eine gedrängte Ausführung günstig, es sind aber auch andere geometrische Anordnungen denkbar und brauchbar. Anstelle der schlauchartigen Umhüllung 13 kann ohne jegliches Spiel eine Kunststoff- oder Gummi schicht um die Drahtwendel 2 sowie das Zugentla stungselement 6 gespritzt werden und das Schutzgas dem Schweissbrenner durch einen weiteren, zeichnerisch nicht dargestellten Schlauch zwischen den Teilleiter gruppen 7 bis 11 und der äusseren Umhüllung 4 zuge führt werden. Anstelle einer Flüssigkeitskühlung kann für manche Anwendungsfälle eine Gaskühlung ausrei chend und vorteilhaft sein.