DE598268C - Elektrischer Lichtbogenschweissapparat - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Lichtbogenschweißapparat. Es sind derartige Apparate bekannt, bei denen die Schweißelektrode ununterbrochen gedreht wird, während sie der zu schweißenden Linie entlanggeführt wird. Es ist andererseits bei elektrischen Lichtbogenschweißapparaten bekannt, die Lichtbogenlänge selbsttätig zu ändern.

Nach der Erfindung soll die Einrichtung eines elektrischen Lichtbogenschweißapparates, bei dem die Schweißelektrode ununterbrochen gedreht wird, während sie der zu schweißenden Linie entlanggeführt wird, und bei dem eine Vorrichtung zur selbsttätigen Änderung der Lichtbogenlänge vorgesehen ist, derart ausgeführt werden, daß die Drehbewegung eines Motors über ein Vorgelege und eine Muffe, die den Elektrodenhalter umso schließt, auf letzteren übertragen wird, und daß beim Ändern der Lichtbogenspannung durch Vermittlung eines Relais eins der auf der Muffe angeordneten Kegelräder gebremst wird, so daß durch die verschiedene Geschwindigkeit der beiden Kegelräder ein mit beiden Kegelrädern in Eingriff stehendes Kegelrad sich dreht und über ein Vorgelege die Höhenverstellung des Elektrodenhalters und damit die Änderung der Lichtbogenlänge bewirkt.

, Hierbei erfolgt zweckmäßig die Abführung des Schweiß stromes nahe dem Arbeitsende der Elektrode am Kühlrohr für die Elektrode. Soll in bekannter "Wieise ein Streifen brennbaren Materials zwecks Bildung einer Schutzgashülle in die Lichtbogenzone eingeführt werden, so erfolgt nach der Erfindung der Nachschub des brennbaren Materials selbsttätig durch ein von dem zur Drehung der Elektrode und Änderung der Lichtbogenlänge dienenden Motor über ein Vorgelege angetriebenes Rollenpaar.

Die Zeichnungen stellen eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes beispielsweise dar, und zwar zeigt Abb. ι den Apparat in Seitenansicht,

Abb. 2 denselben im Grundriß.

Abb. 3 zeigt den Apparat in vergrößertem Maßstab in Vorderansicht, teilweise im Schnitt.

Abb. 4 zeigt die Vorrichtung zum Zuführen der Elektrode in Seitenansicht.

Abb. S zeigt dieselbe im Grundriß.

Abb. 6 ist ein Querschnitt nach Linie 6-6 der Abb. 3.

Abb. 7 ist ein Schnitt nach Linie 7-7 der Abb. i.

Abb. 8 ist ein Schnitt nach Linie 8-8 der Abb. i.

Der in Abb. 1 veranschaulichte Apparat weist eine Schweißelektrode 1 auf, die zweckmäßig nicht schmelzbar ist und aus Kohle oder ähnlichem Stoff bestehen kann. Sie bildet mit dem Werkstück 2, das auf einem ge-

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eigneten Tisch 3 ruht, den Lichtbogen. Die Elektrode kann mit Bezug auf das Werkstück axial verschoben werden, während sie ununterbrochen nach einer Richtung hin umläuft. Die Elektrode 1 wird von einem Elektrodenhalter 4 mittels einer Kupplung 5 getragen (Abb. 3). Die Elektrode 1 und der Halter 4 werden von einem magnetischen Kern 6 umschlossen, der seinerseits von einer Hülse 7 umschlossen wird. Auf dem Boden der Hülse 7 und des magnetischen Kernes 6 ist ein Kontaktstück 8 befestigt, der mit einer sich axial erstreckenden Öffnung versehen ist, durch welche die Elektrode 1 hindurchragt und die einen solchen Durchmesser besitzt, daß sie die Elektrode fest umfaßt. In dem Raum zwischen dem magnetischen Kern 6 und der Hülse 7 ist eine Spirale 9 vorgesehen, die vorteilhaft aus einem Rohr aus elektrisch leitendem Material besteht. Diese Rohrspirale 9 ist in feuerfestem Material 10 eingebettet. Die Rohrspirale 9 ist mit Endteilen 11 und 12 versehen, die sich seitlich durch die Hülse 7 hindurch erstrecken und mit Leitungen 13 und 14 in Verbindung stehen, mittels deren ein Kühlmittel durch die Rohrspirale 9 hindurchgeschickt wird. An einem oder beiden Endstücken 11, 12 kann ein elektrischer Leiter 15 befestigt sein, um den Schweißstrom von dem Apparat abzuführen. Der gesamte Schweißstrom, der von dem Werkstück 2 aufwärts durch den Lichtbogen und die Elektrode 1 hindurchgeht, wird durch das Kontaktglied 8 und die Rohrspirale 9 hindurchfließen und von dort durch die Leitung 15 nach außen abgeleitet werden. Die Leitungen 15 können vom Apparat aus durch eine biegsame Führung 16 hindurchgeführt werden, die auch die Leitungen ent-4.0 hält, welche zu den unten beschriebenen Antriebsvorrichtungen führen.

Der röhrenförmige magnetische Kern 6 und die Hülse 7 sind an ihrem oberen Ende an einem Abschlußstück 17 befestigt, welches seinerseits mittels Bolzen 18 an dem Gehäuse 19 befestigt ist, das die Antriebsvorrichtung für die Elektrode enthält. Zwischen dem Gehäuse 19 und dem Abschlußglied 17 ist Isoliermaterial 20 angeordnet, um die Sicherheit zu geben, daß der gesamte Schweißstrom durch die Leitungen 15 zum Generator zurückgeführt wird.

Zur Drehung der Elektrode und zur selbsttätigen Änderung der Lichtbogenlänge dient die folgende Vorrichtung:

Als Kraftquelle dient ein Elektromotor 21 üblicher Bauart. Wie insbesondere aus Abb. 8 ersichtlich ist, trägt die Ankerwelle 22 des Motors 21 an ihrem Ende ein Antriebszahnrad 23, welches mit einem Zahnrad 24 in Eingriff steht, das auf einer Welle 25 aufgekeilt ist, welche in dem Gehäuse 2,6 liegt. Auf der Welle 25 ist noch ein Zahnrad 27 aufgekeilt, welches mit" einem Stirnrad 28 in Eingriff steht, das auf dem einen Ende einer Antriebswelle 29 aufgekeilt ist. Die Welle 29 ruht in Lagern 30 des Gehäuses 26 und ist mit einer Schnecke 31 versehen, die in ein Schneckenrad 32 eingreift. Das Schneckenrad 32 ist, wie insbesondere aus Abb. 3 ersichtlich ist, auf eine- Muffe33 aufgekeilt, welche den Elektrodenbehälter 4 umschließt.

Auf dem äußeren Umfang der Muffe 33 sind durch Muttern 34 und 35 Lager befestigt, die die Muffe drehbar in dem den Apparat einschließenden Gehäuse tragen. Auf der Muffe 33 sind drehbar Kegelräder 36 und 37 angeordnet, die an einer Axialbewegung dadurch verhindert werden, daß sie sich gegen das Schneckenrad 32 und das obere Traglager für die Muffe sowie gegen Ansätze legen, die vorteilhaft aus einem Stück mit der Muffe 33 bestehen und sich radial vom äußeren Umfang dieser Muffe aus erstrecken.

Die Muffe 33 trägt, wie insbesondere aus Abb. 3 und 6 ersichtlich ist, eine kurze Welle 38, die, außerdem von einem Bügel 39 getragen wird, der auswechselbar an der Muffe 33 befestigt ist. Auf der Welle 38 sitzt drehbar ein Kegelrad 40, das mit den beiden Kegelrädern 36, 37 in Eingriff steht. An dem Kegelrad4o ist ein sich mit diesem drehendes Zahnrad 41 befestigt, welches in ein Zahnrad 42 eingreift, das auf einer Welle 43 aufgekeilt ist, die drehbar in der Muffe 33 getragen wird und ein Antriebsrad 44 trägt, welches mit einem Bogen 45 in Eingriff steht, der auf der Außenfläche des Elektrodenhalters 4 gebildet ist.

Jedes der Kegelräder 36 und 27 >^st ^mit einem Ring 46 versehen, welcher mit Bremsschuhen 47 und 48 in Eingriff treten kann (Abb. 5).

Die Bremsschuhe 47 und 48 werden von Armen 49 und 50 getragen, die an ihren gegenüberliegenden Enden mit einem Anker 51 und einem Elektromagneten 52 versehen sind. Die Erregung des Elektromagneten 52 wird den Anker 51 anziehen und infolgedessen ein Bremsen des Zahnrades 36 oder 37 herbeiführen. Die schwingbaren Arme 49 für die besonderen Bremsen für die Kegelräder und 37 können beweglich auf einer Spindel 53 sitzen, die von dem den Apparat einschließenden Gehäuse getragen wird. Die die Bremsschuhe tragenden Arme 49 und 50 sind mit Bezug auf die Kegelräder 36 und 37 und mit Bezug aufeinander durch Schrauben 54 und 55 einstellbar.

Die Antriebswelle 29 ist, wie insbesondere aus Abb. 7 hervorgeht, mit einer Antriebsbacke 56 versehen, die in eine Welle 57 ein-

greift, welche eine nicht veranschaulichte Schnecke trägt, die mit einem Schneckenrad 58 in Eingriff steht. Das Schneckenrad 58 ist auf eine drehbare Welle 59 aufgekeilt, die an ihrem Ende ein Antriebszahnrad 60 trägt, welches mit einem anzutreibenden Zahnrad 61 in Eingriff steht. Das Zahnrad 61 ist auf eine drehbare Welle 62 aufgekeilt, die an ihrem Ende eine Rolle 63 trägt. Auf dem Hilfsgehäuse04, das durch Bolzen 65 am Hauptgehäuse 19 des Apparates befestigt ist, ist ein Glied 66 angeordnet, welches eine kurze Welle 67 trägt. Diese Welle 67 trägt drehbar eine Rolle 68, welche mittels eines unter der Einwirkung einer Feder 70 stehenden Kolbens gegen die Rolle 63 gepreßt wird. An dem Gehäuse 64 ist ein Rohr 71 befestigt, welches bis in die Nähe des Lichtbogens geführt wird und einen Streifen brennbaren Materials 72 hält, welcher dem Lichtbogen mittels der Rollen 63 und 68 zugeführt wird.

Der oben beschriebene Apparat zum Tragen und zum Antreiben der Schweißelektrode wird von einem Bügel 88 getragen. Dieser Bügel 88 sitzt schwingbar auf einer senkrechten Welle 89 und kann mittels einer Handschraube 90 mit Bezug auf die Welle eingestellt werden. Die Handschraube 90 trägt einen Block 91, der mit einem Teil 92 der Tragvorrichtung des Apparates in Eingriff steht. Es kann eine Spannfeder 93 verwendet werden, um zu verhindern, daß ein Vibrieren des Schweißapparates erfolgt. Die Welle 89, die den gesamten Schweißmechanismus schwingbar trägt, wird ihrerseits von einem Bügel 94 getragen, der mittels Schrauben 96 an irgendeinem Tragrahmen befestigt werden kann, der in Abb. 2 bei 97 schematisch angedeutet ist.

Die Arbeitsweise der A^orrichtung ist folgende: In Verbindung mit dem Schweißstromkreis, in welchen die Schweißelektrode eingeschaltet ist, kommt ein Relais zur Verwendung, welches so eingestellt werden kann, daß es der einen oder der anderen der elek-■ tromagnetischen Bremsen, die mit den Kegelrädern 36 und 37 verbunden sind, Strom zuführt, wenn die Lichtbogenspannung um einen vorher bestimmten Wert nach einer Seite hin abweicht. Die Ankerwelle 22 des Motors 21 läuft ununterbrochen nach einer Richtung hin um, und zwar vorteilhaft mit gleichförmiger Geschwindigkeit. Diese Drehung des Motors bewirkt über das Vorgelege 22 bis 32 eine Drehung der Elektrode 1 und der Kegelräder 36 und 37. Ändert sich nun die Lichtbogenspannung infolge einer Abweichung in der Länge des Lichtbogens von einem vorher bestimmten Wert, so führt das Relais der einen oder anderen der mit den Kegelrädern 36 und 37 verbundenen elektromagnetischen Bremsen Strom zu, so daß eines der Kegelräder in seiner Drehung gebremst wird.

In diesem Fall bewirkt die Drehung der Muffe eine Drehung des Kegelrades 40, welches das Zahnrad 44 in Umdrehung versetzt und dadurch den Elektrodenhalter 4 axial entweder zum Werkstück hin oder von demselben weg bewegt. Diese Bewegung des Elektrodenhalters wird fortgesetzt, bis die unausgeglichene Bedingung, die eine Erregung einer der Bremsen durch das Relais herbeigeführt hatte, wieder ausgeglichen ist, worauf die betreffende Bremse nicht weiter erregt wird und der Lichtbogen in der geeigneten Länge gehalten wird, bis eine weitere Änderung in der Lichtbogenlänge auftritt, die durch das Relais durch Bremsen eines der Kegelräder 35 und 37 bewirkt wird. Die Drehrichtung des Kegelrades 40 hängt davon * ab, welches der Kegelräder 36 und 37 gebremst wird. Demgemäß wird die Elektrode axial entweder zum Werkstück hin- oder von ihm weggeführt, so daß die Lichtbogenlänge konstant gehalten wird.

Die Drehung der Antriebswelle 29, welche ihrerseits durch das oben beschriebene Zahnrädergetriebe die Rolle 63 in Umdrehung versetzt, bewirkt, daß ein Streifen brennbaren Materials 72 in die Nähe des Lichtbogens geführt wird, um dort eine Schutzhülle über der Masse des geschmolzenen Metalls zu bilden.

Claims (3)

95 Patentansprüche:

1. Elektrischer Lichtbogenschweißapparat, bei dem die Schweißelektrode ununterbrochen gedreht wird, während sie der zu schweißenden Linie entlanggeführt wird, und bei dem eine Vorrichtung zur selbsttätigen Änderung der Lichtbogenlänge vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung derart ausgeführt ist, daß die Drehbewegung eines Motors (21) über ein Vorgelege (22 bis 32) urrd eine Muffe (33), die den Elektrodenhalter (4) umschließt, auf letzteren übertragen wird, und daß beim Ändern der Lichtbogenspannung durch Vermittlung eines Relais eins der auf der Muffe (33) angeordneten Kegelräder (36, 37) gebremst wird, so daß durch die verschiedene Geschwindigkeit der beiden Kegelräder ein mit beiden Kegelrädern (36, 37) in Eingriff stehendes Kegelrad (40) sich dreht und über ein Vorgelege (41 bis 44) die Höhenverstellung des Elektrodenhalters und damifdie Änderung der Lichtbogenlänge bewirkt. .

2. Lichtbogenschweißapparat nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die

Abführung des Schweißstromes nahe dem Arbeitsende der Elektrode am Kühlrohr (9, 11) für die Elektrode erfolgt.

3. Lichtbogenschweißapparat nach Anspruch i, bei dem ein Streifen brennbaren Materials zwecks Bildung einer Schutzgashülle in die Lichtbogenzone eingeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Nachschub des brennbaren Materials selbsttätig durch ein von dem zur Drehung der Elektrode und Änderung der Lichtbogenlänge dienenden Motor (21) über ein Vorgelege (22 bis 30, 56 bis 62) angetriebenes Rollenpaar (63, 68) erfolgt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen