DE1959903A1

DE1959903A1 - Drehschweisspistole

Info

Publication number: DE1959903A1
Application number: DE19691959903
Authority: DE
Inventors: Jean-Pierre Peyrot
Original assignee: Individual
Current assignee: Messer Griesheim GmbH
Priority date: 1968-11-29
Filing date: 1969-11-28
Publication date: 1970-06-18
Also published as: CH540738A; FR1599108A; US3621182A; JPS493392B1; DE1959903C2; GB1255980A

Description

DR. MÜLLER-BORE DIPL.-ΙΝΘ. eRALFS

DlPL-PHYS. DR. MANITZ DIPL.-CHEM. DR. DEUFEL

PATENTANWÄLTE

München, den 28. November 1969 V/Kg.- P 2041

Jean-Pierre Peyrot, Chilly—Mazarin (Essonne)/ Frankreich

Drehschweisspistole

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Drehschweiss pistole und insbesondere eine automatische Schweisspistole mit einer nach dem TIG-Verfahren unter einem Schutzgasstrom befindlichen Wolframelektrode.

Die Erfindung schafft eine Pistole, die für das Schweissen von Rohren auf dicken Platten verwendbar ist, wobei die vom Schweisser gewählten Abmessungen beliebig sind, und die Einrichtungen aufweist, die eine genaue Steuerung der Gas- und Wasserleitungen

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ebenso wie des Stromflusses in Abhängigkeit von der Lage der Elektroden während des Schweissens erlaubt.

Es ist auch Ziel der Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, die die Austauschbarkeit der Drehspindel und des Schweisskopfes im Falle der Durchführung von inneren und äusseren Schweissungen, die Regelung der Stellung der Elektrode während des Betriebs und die vollkommene Kühlung des Schweisskopfes zulässt.

Ziel der Erfindung ist es auch, Drehanschlüsse für Elektrizität, Gas und Wasser unter Vermeidung der Verdrehung von Kabeln und Leitungen, einen eingebauten Motor und einen Impulsgenerator zur Steuerung der Schweissfolgen zu schaffen.

Die Erfindung wird insbesondere im Hinblick auf ihre Anwendung auf bestimmte Schweissverfahren, insbesondere das externe Schweissen ohne Auftragsmetall eines Ringes geringer Dicke, der in in eine in einer Platte ausgebildete Ausnehmung eingesetzt ist, und insbesondere das Schweissen von Rohren auf Platten von Wärmetauschern, ebenso wie das interne Schweissen von Rohren auf Platten von Wärmetauschern und das interne Schweissen von Muffen an Rohren oder das Ansetzen von Rohren erläutert.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden, auf die anliegenden Zeichnungen Bezug nehmenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. In den Zeichnungen zeigen:

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Fig. 1 bis 6 Hadialschnitt verschiedener externer Schweis'sanordmingen, bei denen Rohre auf dicke Platten geschweisst werden}

Fig. 7 und 8 Radialschnitte verschiedener interner Schweissanordniingen, bei denen Rohre an dicke Platten geschweisst werden;

Fig. 9 einen Querschnitt eines durch interne Schweisstmg angesetzten Rohres;

Fig. 10 einen Schnitt durch eine erfindungsgemässe Schweisspistole zum externen Schweisseni

Fig. 11 einen Teilschnitt einer erfindungsgemässen Schweisspistole zum internen Schweissen.

Die in Fig. IO dargestellte Pistole 101 besitzt einen Griff 1O, in dessen Innerem ein Schlauch 47 verläuft, der die Gaszuführungsleitung 37 r die Wasserzuführungsleitung 4i, die Stromzuführungskabel 45 und die Wasserrückführungsleitung 45* enthält. g

Ein Motor 25 treibt eine Kupplung 27 an, die die Umdrehung der Drehspindel 11 steuert, an der der Schweisskopf 31-33 sitzt.

Zur Benutzung der Pistole 101 und zur Ausführung einer externen Schweissung gemäss dem Pfeil f ohne Auftragsmetall eines Rohres 12 geringer Dicke, das in das Innere

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eines in einer dicken Platte 13 vorgesehenen Loches eingesetzt ist, verfährt man wie folgt ι

Man nimmt die Pistole an dem Griff 10 in eine Hand, treibt die Spindel 11 in das Rohr 12, das an die Platte 13 geschweisst werden soll, bis der Anschlag 14 die Platte 13 berührt. Dann dreht man den Bedienungsknopf 15, der die Nocken 16 betätigt. Die Anordnung 17» die schraubenförmige Rampen besitzt, die sich an den Nocken 16 durch die Wirkung der Feder 18 abstützen, schiebt sich und die Weile 19 zurück. Diese Welle drückt mittels ihres konischen Teils 60 die Kugeln 20 auseinander undübt auf die Hülse 21 einen Druck aus, die die Kugeln 22 auseinanderdrückt. Die Spindel ist daher expandiert und hat eine Zentrierung der Pistole in dem Rohr 12 gestattet. Diese Expandierung der Drehspindel behindert ihre Drehung nicht, da die Kugeln 20 und 22 ihr als Kugellager dienen.

Der Schwelssvorgang wird dadurch ausgelöst, dass man auf den Drücker 23 drückt, der einen elektrischen Kontakt 2k betätigt. Dieser Kontakt löst eine vollständige Schweissfolge aus, d.h. Gasspülung, Hochfrequenzbogenzündung, Drehung, gegebenenfalls Anwärmen durch schnelle Drehung des Kopfes 31-33 niit einem Bogen geringer Stärke, Schweissen, Glätten der Schweissung durch Erhöhung der Geschwindigkeit, fortschreitende Löschung des Bogens, Gasspülung und Stillstand. Die Steuerung dieser Folgen setzt eine anfängliche Bestimmung der Winkellage der Elektrode voraus.

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Man bewirkt zunächst eine erste Drehung, um zu prüfen, dass keine mechanischen Störungen vorhanden sind; dies erfolgt ohne Auslösung einer Bogenzündung.

Die Drehung der Welle wird durch die Inbetriebnahme des Elektromotors 25 sichergestellt, der mit dem stationären Körper 26 der Pistole verbunden ist. Die Drehung der Welle des Motors wird durch eine Kupplung 27 mit einem Untersetzungsgetriebe 28, dessen Ausgangsritzel 29 das Zahnrad 30 antreibt, übertragen. Dieses M Zahnrad dreht die mit ihm verbundene Halterung 31 des Kopfes, an dem das Ansatzstück 32 des Kopfes und seine Elektrode 33 befestigt sind. Die Austauschbarkeit des Ansatzstückes 32 des Kopfes und der Elektrode 33 lässt Änderungen der Winkels bellung und der diametralen Stellung der Elektrode zu, was folglich die Möglichkeit gibt, die verschiedenen Anordnungen zu schweissen, die in den Figuren 1 bis 6 dargestellt sind, ebenso wie den Durchmesser der Schweissung zu ändern.

Die Einstellung des Abstandes Elektrode-Schweissnaht wird durch Drehung des Teils 3k bewirkt, das zwei

entgegengesetzte Gewinde 35 und 36 besitzt. Die ™

Drehung des Teils 3k in der einen oder der anderen Richtung ermöglicht eine Annäherung oder Entfernung des Anschlags 14 des stationären Körpers 26 der Pistole, der bei dieser Verschiebung die Elektrode 33 bewegt» Das Gas, das verwendet wird, um die Oxidation der Schweissung zu verhindern, wird bei 37 ^u*id

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dann durch die Leitungen 38 geführt und gelangt in die Kammer 39· Die Beobachtung des Schweissvorgangs erfolgt durch das transparente Quarzrohr·4θ. Das Kühlwasser wird bei 41 in die Ringnut 42 eingeführt; von dieser Nut wird es durch eine Leitung 43 zu dem Ende des Ansatzstückes 32 des Kopfes geführt. Danach läuft es durch die Leitung 43 zu der Nut 44 zurück und wird bei 45 abgeführt. Im Inneren der Leitung verläuft ein Metallkabel 45', das den Schweissstrom führt und ihn durch einen sich drehenden, Quecksilber enthaltenden Kanal 46 zu der Halterung 31 des Kopfes und durch einen Kontakt zu dem Ansatzstück 32 übertragen.

Diese sich drehenden Kanäle für die Gas- und Wasserzufuhr, die Wasserrückführung und die Stromzufuhr bilden insgesamt eine Drehanordnung, deren Dichtheit durch Drehanschlüsse sichergestellt wird, was die Verwendung von stationären Kabeln und Versorgungsleitungen zulässt, die bei 47 aus dem Griff austreten. Die Vorrichtung gemäss der Erfindung vermeidet die Verdrehung der Versorgungskabel, die ein grosser Nachteil der üblichen Drehschweissvorrichtungen ist.

Um einen vollkommen automatischen Schweissbetriebzu erhalten, um demnach alle während eines Schweisszyklus notwendigen Folgen durchzuführen, die verschiedenen Folgen den Anforderungen entsprechend zu regeln und die Schweissparameter automatisch entsprechend den Anforderungen ändern zu können, ist ein Impulsgeber in der Pistole angeordnet. Die Impulse wirken auf die Geschwindigkeit des Motors, die Gasmenge und den Schweissstrom ein.

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Der Impulsgeber enthält z.B. einen kleinen Permanentmagneten 48, der an einer sich drehenden Welle 49 befestigt ist, die von dem Untersetzungsgetriebe 28 ausgeht und deren Winkelgeschwindigkeit 100 Umdrehungen pro Umdrehung der Elektrode 33 beträgt. Dieser Magnet läuft bei jeder Umdrehung der Welle 49 vor zwei in einem evakuierten Kolben 50 voneinander entfernten Lamellen vorbei und bringt bei jedem Durchgang die beiden Lamellen miteinander in Berührung, wodurch während eines Bruchteils einer Sekunde ein Kreis geschlossen wird. Von diesen Schliessungen des Kreises ■ alle 1/1OO Umdrehungen der Elektrode an kann man zu jedem Zeitpunkt in den Schweissfoigenablauf eintreten, wobei man sich nach der Drehung der Welle und nicht nach der Lage der zu schweissenden Teile 12 und 13 richtet. Dadurch kann man sich von jedem störenden Vorfall freimachen, der durch eine minimale zufällige Verschiebung der Pistole verursacht werden könnte.

Für die interne Schweissung entsprechend den Schweissanordnungen der Figuren 7» 8 und 9 wird die Drehspindel 11 der Fig. 10 abgenommen und entweder durch ein Zentrierorgan 51 (Fig. 1.1) oder durch Ringe 52 und 53 ersetzt, wobei der Kopf (Fig. 10) abgenommen und durch ™

den Kopf 54 (Fig. 11) ersetzt wird, an dem die Elektrode 55 befestigt ist.

Im Falle einer internen Schweissung entsprechend dem Pfeil f~ ist der axiale Elektrode-Schweissnaht-Abstand der Pistole 102 nicht einstellbar, dagegen versetzt jedoch die Drehung des Teile 34, das die Verschiebung

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des Körpers 26 der Pistole sicherstellt, während dieser Bewegung den Kopf 5^ in. Bewegung, wodurch die Lageeinstellung der Elektrode 55 gegenüber der Schweissnaht ermöglicht wird.

Die Erfindung kann auch derart angewendet werden, dass dünne Rohre auf dicke oder dünne Platten durch externe Schweissung des Rohransatzes, dass dünne Rohre an dicke oder dünne Platten durch interne Schweissung und dünne Rohre oder Rohrmuffen an dünne Rohre oder Rohrmuffen durch interne Schweissung angeschweisst werden.

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Claims

A η s ρ:-.r ü c h e

rehschweisspistole, gekennzeichnet durch einen Griff (10), eine Gaszuführungsleitung (37), eine Kühlwasserzuführungsleitung (4i), Stromzuführungskabel (45), eine Wasserrückführungsleitung (45*)» einen Motor (25) zum Antrieb einer Welle (19)» eine Drehspindel (11), die aussen an dem freien, dem Motor (25) gegenüberliegenden Ende der ¥elle ( 19) angeord- M net ist j eine Zentriereinrichtung für die Drehspindel (il), einen Kopf (31-33), der radial zu der Spindel

(11) exzentrisch ist, eine axiale Einstelleinrichtung (34) für die Lage des Kopfes (31-33), eine einstellbare Expansxonsexnrichtung in der Nähe der Drehspindel (11), um die Aussenfläche (20,22) der Zentriereinrichtung mit der Innenfläche eines zu schweissenden Rohres

(12) in innige Berührung zu bringen, wobei die ¥elle (19) und die Drehspindel (11) innerhalb des Rohres (12) drehbar sind.
2. Drehschweisspistole nach Anspruch 1, gekennzeichnet _Λ durch einen Impulsgeber (48,49), der an einem Unter-Setzungsgetriebe (28) angeordnet ist, wodurch eine sehr genaue Winkellage-bestimmung des Kopfes (31-33) gegenüber der Welle (19) ermöglicht wird.
3. Drehschweisspistole nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Impulsgeber (48,49) mit einer

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Winkelgeschwindigkeit,angetrieben wird, die, beispielsweise 100 x,grosser ist als die des Kopfes (31-33)» wobei bei jeder Umdrehung des Impulsgebers (48,49) zwischen zwei Lamellen in einem evakuierten Kolben (50) ein Kontakt hergestellt wird.
4. Drehschweisspistole nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentriereinrichtung eine Hülse (21) enthält, die zwischen zwei Kugellagern (20,22) angeordnet ist, die zwischen zwei konischen Ringen (60,61) angeordnet sind, die anöden Enden der Hülse (21) bzw. an dem freien Ende der Welle (19) und an dem Umfang der Drehspindel (11) vorgesehen sind.
5. Drehschweisspistole nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Kopfhalterung (31)» ein Kopfansatzstück (32) und eine Elektrode (33)» wobei die Lage der Elektrode (33) gegenüber den zu schweissenden Teilen (12,13) axial mittels eines Anschlags (14) und eine Gewindeanordnung (3^>35>36) festlegbar ist, wodurch die Elektrode (33) gegenüber dem Anschlag (14) axial verschiebbar ist.
6. Drehschweisspistole nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Bedienungsknopf (15)1 der die Expansion der Drehspindel (11,21,22) steuert.

7· Drehschweisspistole nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Bedienungsknopf (15) an dem Unterteil der Pistole (101) derart angeordnet ist, dass die Welle (19) axial gegenüber den konischen Ringen (61) und die Kugeln (20,22) gegenüber der xy-Achse

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der Drehspindel (ii) radial ausserhalb der Hülse (21) verstellbar sind, so dass die Aussenseite der Kugeln (2O,22) an der Innenseite des Rohres (12) anliegt.

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