| Patentansprüche: Manuell angetriebene Schweißvorrichtung (1 ) zum Lichtbogenschweißen mit einem Schweißbrennerkopf (3) mit Elektrode (5), mit einer Führungsschiene (7), die parallel zu einer zu erzeugenden Schweißnaht (8) anordbar ist, mit einem Führungsschlitten (9), wobei der Führungsschlitten (9) auf der Führungsschiene (7) führbar und zum Erzeugen eines Vorschubs antreibbar ist, mit einer Halterung (1 1 ) zum Haltern des Schweißbrennerkopfes (3) an dem Führungsschlitten (7), ferner mit einer Betätigungsvorrichtung (13) zum manuellen Erzeugen einer pendelnden Schwenkbewegung der Halterung (1 1 ) und des Schweißbrennerkopfes (3), und mit einer Getriebevorrichtung (15), wobei die Schwenkbewegung der Halterung (1 1 ) über die Getriebevorrichtung (1 5) auf den Führungsschlitten (9) zum Erzeugen (1 1 ) eines Vortriebes des Führungsschlittens (9) übertragbar ist. Schweißvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung (1 1 ) über ein Scharnier (47) an dem Führungsschlitten (9) befestigt ist, derart, dass die Halterung (1 1 ) zum Erzeugen der Schwenkbewegung des Schweißbrennerkopfes (3) schwenkbar ist. Schweißvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsschiene (7) eine Zahnung (19) aufweist, in die der Führungsschlitten (9) eingreift, derart, dass über den Eingriff in die Zahnung (19) der Vorschub definiert erzeugbar ist, wobei vorzugsweise der Führungsschlitten (9) ein Schneckenrad (21 ) zum Eingriff in die Zahnung (19) aufweist. Schweißvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebevorrichtung (15) mindestens einen Freilauf (25) aufweist, mit dem die Halterung (1 1 ) verbunden ist, derart, dass die Halterung (1 1 ) die pendelnde Schwenkbewegung des Schweißbrennerkopfes (3) in eine Richtung auf die Getriebevorrichtung (15) überträgt. Schweißvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebevorrichtung (15) mindestens einen Schwenkhebel (23) aufweist, mit dem die Halterung (1 1 ) zum Übertragen der Schwenkbewegung über ein Verbindungselement (27) verbindbar ist, wobei das Verbindungselement (27) vorzugsweise eine Schubstange ist, die vorzugsweise verschwenkbar an der Halterung (1 1 ) und dem Schwenkhebel (23) anbringbar ist, wobei vorzugsweise der Schwenkhebel (23) mit dem Freilauf (25) zusammenwirkt. Schweißvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebevorrichtung (15) mindestens ein Zahngetriebe (40) aufweist, das mit der Halterung (1 1 ) über ein Verbindungselement (27) verbindbar ist, wobei vorzugsweise das Verbindungselement (27) eine Schubstange ist, die mit einer Zahnstange (41 ) des Zahngetriebes (40) verbindbar ist und ferner vorzugsweise das Zahngetriebe (40) mit dem Freilauf (25) zusammenwirkt. 7. Schweißvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebevorrichtung (15) mindestens einen Anschlag (31 ) zur Begrenzung der übertragenen Schwenkbewegung aufweist, wobei vorzugsweise jeder Anschlag (31 ) verstellbar ist. 8. Schweißvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (27) verschiebbar an der Halterung (1 1 ) befestigbar ist, derart, dass ein Übersetzungsverhältnis der zu übertragenden Schwenkbewegung einstellbar ist. 9. Schweißvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsschiene (7) seitliche Führungskanten (12) aufweist und der Führungsschlitten (9) mindestens zwei Führungsrollen (1 7), vorzugsweise vier Führungsrollen (1 7), aufweist, d ie an den Führungskanten (12) angreifen, derart, dass der Führungsschlitten (9) die Führungsschiene (7) umgreift. 10. Schweißvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsschiene (7) eine Krümmung aufweist und der Führungsschlitten (9) an die Krümmung der Führungsschiene (7) anpassbar ist, derart, dass die Schweißvorrichtung (1 ) für einen Orbital-Schweißvorgang einsetzbar ist. 1 1 . Schweißvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Halterung (1 1 ) zusammen mit dem Schweißbrennerkopf (3) von dem Führungsschlitten (9) abnehmbar ist, und zwar zusammen mit dem Verbindungselement (27), wobei das Scharnier (47) umklappbar ist, derart, dass die Halterung (1 1 ) in unterschiedlicher Richtung an dem Führungsschlitten (9) anbringbar ist. 12. Verfahren zum Lichtbogenschweißen, bei dem eine manuell erzeugte pendelnde Schwenkbewegung eines Schweißbrennerkopfes (3) mit Elektrode (5) auf eine paral lel zu der zu erzeugenden Schwei ßnaht (8) geführten Schweißvorrichtung (1 ) übertragen wird, wobei die Schweißvorrichtung (1 ) die pendelnde Schwenkbewegung in eine Vorschubbewegung umwandelt und die Schwenkbewegung und die Vorschubbewegung des Schweißbrennerkopfes (3) führt. 13. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem nur die Schwenkbewegung in eine erste Richtung in eine Vorschubbewegung umgewandelt wird und die Schwenkbewegung in eine zweite Richtung nicht umgewandelt wird, wobei ein Freilauf (25) verwendet wird. 14. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem die Schwenkbewegung in beide Richtungen jeweils in eine Vorschubbewegung umgewandelt wird. 15. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißvorrichtung (1 ) eine Schweißvorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 ist. |
Beschreibung:
Die vorliegende Erfindung betrifft eine manuell angetriebene Schweißvorrichtung zum Lichtbogenschweißen sowie ein Verfahren zum Lichtbogenschweißen. Bei manuellen Schweißarbeiten, insbesondere bei manuellen Lichtbogenschweißarbeiten , ist d ie Qual ität, die Haltbarkeit und das Aussehen der Schweißnähte stark von der Qualifikation, der Leistung, der Sorgfalt sowie von Ausbildung und Erfahrung des Schweißers abhängig. Es existieren nur wenige mechanische H ilfsmittel , die jedoch weitgehend vom Schweißer gesteuert werden müssen.
Hochbeanspruchte Bauteile und Rohrleitungen, wie sie beispielsweise im Kraftwerksbau, insbesondere im Kernkraftwerksbau, eingesetzt werden , bestehen häufig aus austenitischen Stahlsorten, welche an die Schweißung sehr hohe Anforderungen stellen. Entsprechend hoch ist der Aufwand für Ausbildung, Schulung, Überwachung und Qualitätssicherung der Schweißer. Fehler bei den Schweißarbeiten an derartigen Bauteilen sind im Regelfall nur mit erheblichem Aufwand an Zeit und Kosten behebbar. Neben man uel len Schweißverfahren existieren Schweißautomaten, die maschinell Schweißnähte erzeugen. Derartige Schweißautomaten sind jedoch recht teuer und meist vorrichtungstechnisch sehr aufwändig und sperrig, sodass sie häufig, insbesondere auf Baustellen, nicht eingesetzt werden können.
Schweißautomaten können bei dem Einsatz zwar von einem Schweißer beobachtet werden, jedoch ist eine Beeinflussung des Schweißautomaten während des Schweißens nicht oder nur im beschränkten Maße möglich. Durch d ie DE 20 27 187 B2 ist eine Vorrichtung zum Lichtbogenschweißen bekannt geworden, bei welcher ein Schweißkopf mit Pendelbewegung sowohl in Richtung der Schweißbewegung als auch quer hierzu verfährt. Dazu sind ein Antrieb für ein Maschinengestell und ein Antrieb für eine den Schweißkopf tragende Halterung vorgesehen und lassen sich unabhängig voneinander steuern.
Ähnlich wird in der DE 924 707 B vorgegangen. Tatsächlich befasst sich dieses Dokument mit einer Einrichtung zum elektrischen Lichtbogenschweißen mit einer der Elektrode eine Schwänzelbewegung erteilenden Vorrichtung.
Die US 30 35 156 A befasst sich mit einem Schweißkopf und Mitteln, um eine relative Bewegung des Schweißkopfes im Vergleich zur Schweißnaht zur Verfügung zu stellen. Dabei findet auch eine Oszillation statt, allerdings erneut motorgetrieben. - Ähnlich geht die US 27 76 363 A vor.
Demzufolge l iegt der Erfindung das techn ische Problem zugrunde, eine Schweißvorrichtung zur Verfügung zu stellen, die einen manuellen Schweißvorgang vereinfacht und eine gleichmäßige und hohe Qualität von Schweißnähten ermöglicht.
Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die Merkmale des Anspruchs 1 und 13.
Erfindungsgemäß ist eine manuell angetriebene Schweißvorrichtung zum Lichtbogenschweißen mit einem Schweißbrennerkopf mit Elektrode vorgesehen, die
eine Führungsschiene, die parallel zu einer zu erzeugenden Schweißnaht anordbar ist, aufweist. Ein Führungsschlitten ist auf der Führungsschiene führbar und zum Erzeugen eines Vorschubs antreibbar. An dem Führungsschlitten ist eine Halterung zum Haltern des Schweißbrennerkopfes angeordnet. Die Halterung weist an der Betätigungsvorrichtung zum manuellen Erzeugen einer Schwenkbewegung des Schweißbrennerkopfes auf. Die Schweißvorrichtung weist ferner eine Getriebevorrichtung auf, wobei die Schwenkbewegung der Halterung über die Getriebevorrichtung auf dem Führungsschlitten zum Erzeugen des Vortriebs des Führungsschlittens übertragbar ist.
Die erfindungsgemäße manuell angetriebene Schweißvorrichtung zum Lichtbogenschweißen ermöglicht, dass ein Großteil der bei dem Schweißen erforderlichen Bewegung durch die manuell angetriebene Schweißvorrichtung geführt und mechanisch ausgeführt wird. Dem Schweißer wird somit ein Groß- teil der Bewegung abgenommen und der Beeinflussung durch den Schweißer entzogen.
Der Schweißarbeiter hat nunmehr led igl ich d ie Schwen kbewegung des Brennerkopfes über die Betätigungsvorrichtung auszuführen, wobei er die Geschwind igkeit des Vorschubs über d ie Geschwindigkeit der Schwenkbewegung bestimmen kann. Falls die Schweißvorrichtung zum WIG-Schweißen eingesetzt wird, muss der Schweißarbeiter ferner den Schweißzusatz zuführen.
Dadurch ist es möglich, dass auch kompl iziertere Schweißarbeiten durch angelernte Schweißer ausgeführt werden können. Der Aufwand für Schulung und Überwachung der Schweißarbeiter wird somit unter Beibehaltung einer gleichmäßigen und sicheren Qualität der Schweißnähte reduziert. Gleichzeitig kann die Leistung der Schweißnahtlänge pro Schweißarbeiter und Zeit deutlich erhöht werden, da die vom Schweißer auszuführende Schweißarbeiter verein-
facht ist. Die erfindungsgemäße Schweißvorrichtung kann relativ klein ausgeführt sein, sodass sie auch an unzugänglichen Stellen einsetzbar ist. Somit ist auch ein Einsatz der erfindungsgemäßen Schweißvorrichtung auf einer Baustelle möglich. Der konstruktiv relativ einfache Aufbau ermöglicht ferner eine kostengünstige Konstruktion der erfindungsgemäßen Schweißvorrichtung.
Der Einsatz der erfindungsgemäßen Schweißvorrichtung bei erfahrenen Schweißarbeitern hat gegenüber Schweißautomaten den Vorteil, dass der Schweißvorgang in einem gewissen Maße beeinflussbar ist und somit der Schweißarbeiter mit seinem geschulten Auge den Schweißvorgang beobachten und gegebenenfalls beeinflussen kann.
Die erfindungsgemäße manuell angetriebene Schweißvorrichtung hat darüber hinaus den Vorteil, dass diese die Elektrode des Schweißbrennerkopfes stets im optimalen Abstand zu der zu erzeugenden Schweißnaht hält und somit dem Schweißarbeiter die häufig unbequeme Haltung beim Führen des Schweißbrennerkopfes erspart bleibt. Auch dies führt dazu, dass die Leistung pro Schweißarbeiter und Zeit erhöht wird, da die Schweißarbeiter ohne unbequeme Haltung beim Durchführen der Schweißarbeiten weniger Pause benötigen.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Halterung über ein Scharnier an dem Führungsschlitten befestigt ist, derart, dass die Halterung zum Erzeugen der Schwenkbewegung des Brennerkopfes schwenkbar ist. Das Vorsehen eines Scharniers ermöglicht auf konstruktiv einfache Art und Weise eine schwenkbare Halterung des Brennerkopfes an dem Führungsschlitten.
In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Führungsschiene eine Zahnung aufweist, in die der Führungsschlitten eingreift, derart, dass über den Eingriff in die Zahnung der Vorschub definiert erzeugbar
ist, wobei vorzugsweise der Führungsschlitten ein Schneckenrad zum Eingriff in d ie Zahnu ng aufweist. Die Zahnung kann beispielsweise m ittig auf der Führungsschiene angeordnet sein. Durch das Vorsehen einer Zahnung auf der Führungsschiene ist es in konstruktiv einfacher Art und Weise möglich, einen Vorschub des Führungsschlittens auf der Führungsschiene zu erzeugen, wobei der Vorschub aufgrund eines gleichmäßigen Abstands der Zahnung festgelegt ist. Durch das Vorsehen eines Schneckenrades an dem Führungsschlitten, das in die Zahnung kämmend eingreift, ist eine Erzeugung des Vorschubs auf einfache Art und Weise möglich, indem eine rotatorische Bewegung in das Schneckenrad eingeleitet wird.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Getriebevorrichtung einen Freilauf aufweist, mit dem die Halterung verbunden ist, derart, dass die Halterung die Pendel der Schwenkbewegung des Brennerkopfes nur in eine Richtung auf die Getriebevorrichtung überträgt. Durch das Vorsehen eines Freilaufes ist es möglich, dass lediglich die Schwenkbewegung in eine Richtung des Brennerkopfes zu einem Vorschub des Führungsschl ittens führt und bei der Schwenkbewegung in die andere Richtung der Führungsschlitten an seiner Position verbleibt.
Auf diese Weise ist die für die Erzeugung einer Schweißnaht vorteilhafte pendelnde (oszillierende) Schwenkbewegung mit der erfindungsgemäßen Schweißvorrichtung erzeugbar, bei der die Elektrode bei der pendelnden Schweißbewegung in eine Richtung nahezu orthogonal zu den Rändern der Schweißnaht geführt wird und bei der Rückbewegung die Elektrode schräg zu den Rädern der Schweißnaht und in Richtung des noch zu erzeugenden Schweißnahtbereiches bewegt wird. Mit anderen Worten: Beim Schweißen soll die Elektrode eine Zick-Zack-Bewegung ausführen, die mit Hilfe der erfindungs-
gemäßen Schweißvorrichtung und dem vorgesehenen Freilauf in vorteilhafter Weise erzeugbar ist.
Es kann vorgesehen sein, dass an dem Führungsschlitten mindestens ein Schwenkhebel angeordnet ist, mit dem die Halterung zum Übertragen der Schwenkbewegung über ein Verbindungselement verbindbar ist, wobei das Verbindungselement vorzugsweise eine Schubstange ist, die vorzugsweise schwenkbar an der Halterung und dem Schwenkhebel anbringbar ist, wobei vorzugsweise der Schwenkhebel mit dem Freilauf zusammenwirkt. Eine der- artige Konstruktion hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, da eine kompakte Bauweise der erfindungsgemäßen Schweißvorrichtung ermöglicht wird und mit Hilfe des Schwenkhebels in vorteilhafter Weise die translatorische Bewegung der Halterung in eine rotatorische Bewegung wandelbar ist. Die rotatorische Bewegung des Schwenkhebels kann dann in vorteilhafter Weise beispielsweise in ein Schneckenrad übertragen werden, das mit der Zahnung des Führungsschlittens zum Erzeugen des Vorschubs zusammenwirkt.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Getriebevorrichtung mindestens ein Zahngetriebe aufweist, das mit der Halterung über ein Verbindungselement verbindbar ist, wobei vorzugsweise das Verbindungselement eine Schubstange ist, die mit einer Zahnstange des Zahngetriebes verbindbar ist und ferner vorzugsweise das Zahngetriebe mit dem Freilauf zusammenwirkt. Durch diese alternative Ausführungsform ist ebenfalls auf konstruktiv einfache Art und Weise eine Wandlung der rotatorischen in eine translatorische Bewegung vorliegen- den Schwenkbewegung in eine rotatorische Bewegung möglich.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Getriebevorrichtung mindestens einen Anschlag zur Begrenzung der übertragenen Schwenkbewegung aufweist, wobei vorzugsweise jeder Anschlag ver-
stellbar ist. Über einen verstellbaren Anschlag wird die übertragenen Schwenkbeweg ung und som it der pro Schwen kbewegung übertragene Vorschub begrenzt. Gleichzeitig ist es möglich, dass der Anschlag auch die Schwenkbewegung selbst begrenzt, sodass die Breite der zu erzeugenden Schweißnaht festgelegt ist. Die verstellbare Ausführungsform der Anschläge ermöglicht ferner die Anpassung der Schweißvorrichtung an unterschiedliche Schweißnähte, indem unterschiedliche Vorschublängen sowie unterschiedliche Breiten der Schwenkbewegungen einstellbar sind. Es kann vorgesehen sein, dass das Verbindungselement, das die Halterung mit der Getriebevorrichtung verbindet, verschiebbar an der Halterung befestigt ist, derart, dass das Übersetzungsverhältnis der zu übertragenden Schwenkbewegung einstellbar ist. Dadurch ist es in vorteilhafter Weise möglich, die Schweißvorrichtung an unterschiedliche Anforderungen von Schweißnähten anzupassen. Beispielsweise ist es möglich, bei einer sehr schmalen Schweißnaht dennoch eine große Vorschublänge einzustellen, indem das Verbindungselement derart an der Halterung befestigt wird, dass die Schwenkbewegung in ein Übersetzungsverhältnis > 1 übertragen wird. Selbstverständlich ist es auch möglich, die Schwenkbewegung in einem Übersetzungsverhältnis < 1 zu über- tragen, sodass nur eine geringe Vorschublänge bei einer Schwenkbewegung erzeugt wird.
In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Führungsschiene seitliche Führungskanten aufweist und der Führungsschlitten mindestens zwei Rollen , vorzugsweise vier Rollen , aufweist, die an den Führungskanten angreifen, derart, dass der Führungsschlitten die Führungsschiene umgreift. Durch eine derartige Ausführungsform ist eine besonders sichere und stabile Führung des Führungsschlittens möglich . Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Rollen jeweils als Doppelrolle ausgeführt
sind und die Führungskanten in eine zwischen den Doppelrollen gebildete Nut eingreift. Dadurch kann die erfindungsgemäße Schweißvorrichtung derart an der Führungsschiene angeordnet werden, dass ein Kippen des Führungsschlittens auf der Führungsschiene nicht möglich ist. Dadurch wird das Risiko minimiert, dass der Führungsschlitten während eines Schweißvorgangs von der Führungsschiene weg kippt. Es besteht sogar die Möglichkeit, den Führungsschlitten über Kopf zu verwenden, da mit Hilfe der Führungsrollen der Führungsschlitten derart an der Führungsschiene befestigt werden kann, dass dieser nicht von der Führungsschiene abfallen kann.
Die Führungsschiene kann beispielsweise eine Krümmung aufweisen, wobei der Führungsschlitten an die Krümmung der Führungsschiene anpassbar ist, derart, dass die Schweißvorrichtung für einen Orbital-Schweißvorgang einsetzbar ist.
Dabei kann der Führungsschlitten beispielsweise durch eine Verstellung der Führungsrollen an die Führungsschiene angepasst werden. Dadurch ist ein besonders flexibler Einsatzbereich der erfindungsgemäßen Schweißvorrichtung möglich.
In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, dass die Halterung zusammen mit dem Schweißbrennerkopf von dem Führungsschlitten abnehmbar ist, vorzugsweise zusammen mit dem Verbindungselement, wobei vorzugsweise das Scharnier umklappbar ist, derart, dass die Halterung in unter- schiedliche Richtung an dem Führungsschlitten anbringbar ist.
Dadurch wird ermöglicht, dass die erfindungsgemäße Schweißvorrichtung ohne dass der Führungsschlitten von der Führungsschiene abgenommen werden muss, für einen Schweißvorgang in zwei unterschiedliche Richtungen einge-
setzt werden kann. Dies ist beispielsweise besonders vorteilhaft bei dem Einsatz der erfindungsgemäßen Schweißvorrichtung bei einem Orbital-Schweißvorgang, bei dem normalerweise nur steigend geschweißt werden sollte. Bei einem derartigen Ausführungsbeispiel kann d ie Getriebevorrichtung der erfindungsgemäßen Schweißvorrichtung auch beispielsweise zwei Freiläufe mit einem entsprechenden Schwenkhebel oder Zahngetriebeaufweisen, sodass das Verbindungselement an unterschiedlichen Stellen und über verschiedene Freiläufe an die Getriebevorrichtung angreift. Die Erfindung sieht ferner ein Verfahren zum Lichtbogenschweißen vor, bei dem eine manuell erzeugte Schwenkbewegung eines Schweißbrennerkopfes auf eine parallel zu der zu erzeugenden Schweißnaht geführten Schweißvorrichtung übertragbar ist, wobei die Schweißvorrichtung die Schwenkbewegung in eine Vorschubbewegung umwandelt und die Schwenkbewegung und die Vorschubbewegung des Schweißbrennerkopfes führt.
Bei dem Verfahren kann beispielsweise nur die Schwenkbewegung in eine erste Richtung in eine Vorschubbewegung umgewandelt werden und die Schwenkbewegung in eine zweite Richtung wird nicht umgewandelt, wobei vor- zugsweise ein Freilauf verwendet wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann beispielsweise mit der erfindungsgemäßen Schweißvorrichtung durchgeführt werden. Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die nachfolgenden Figuren die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen manuell angetriebenen Schweißvorrichtung in einer schematischen perspektivischen Ansicht, Figur 2 eine schematische Seitenans icht des in F ig u r 1 dargestel lten Ausführungsbeispiels einer manuell angetriebenen Schweißvorrichtung,
Figur 3 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen manuell angetriebenen Schweißvorrichtung in einer schematischen Perspektiv- ansieht,
Figur 4 die in Figur 3 dargestellte manuell angetriebene Schweißvorrichtung in einer schematischen Seitenansicht und Figur 5 ein weiteres drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen manuell angetriebenen Schweißvorrichtung perspektivisch.
In Figur 1 und 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer manuell angetriebenen Schweißvorrichtung 1 zum Lichtbogenschweißen schematisch dargestellt.
Die manuell angetriebene Schweißvorrichtung 1 weist einen Führungsschlitten 9 mit einem Schlittengehäuse 10 auf, der auf einer Führungsschiene 7 führbar ist. Die Führungsschiene 7 ist parallel zu einer in Figur 1 und 2 nicht dargestellten zu erzeugenden Schweißnaht 8 angeordnet.
In dem in Figur 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Schweißnaht 8 eine Orbital-Schweißnaht, die ein Rohr 100 mit einem in Figur 1 und 2 nicht dargestellten zweiten Rohr 100 verbinden soll. Hierzu wird auf die Figur 4 verwiesen.
Dafür weist die Führungsschiene 7 eine Krümmung auf, die an die Krümmung des Rohres 1 00 angepasst ist. Die Führungsschiene 7 verläuft dabei auf Stützen 70, die die Führungsschiene 7 in einem vorbestimmten Abstand von dem Rohr 100 halten (vgl. Figur 1 ).
Der Führungsschlitten 9 weist vier Führungsrollen 17 auf, die in dem in Figur 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel als Doppelrollen ausgeführt sind. Die Führungsrollen 1 7 greifen an seitlichen Führungskanten 1 2 der Führungs- schiene 7 an. Der Winkel der Führungsrollen 17 ist dabei an die Krümmung der Führungsschiene 7 angepasst. Mit Hilfe der Führungsrollen 17 umgreift der Führungsschlitten 9 die Führungsschiene 7 und ermöglicht so eine Führung des Führungsschlittens 9 in vorteilhafter Weise auf der Führungsschiene 7. Durch das Vorsehen von Führungsrollen 1 7 in Form von Doppelrollen wird zwischen den Doppelrollen eine Nut 17a gebildet, in die die Führungskanten 12 der Führungsschiene 7 in vorteilhafter Weise eingreifen können. Dadurch wird ermöglicht, dass das Gehäuse 10 des Führungsschlittens 9 in einem vorbestimmten Abstand über der Führungsschiene 7 gehalten wird . Gleichzeitig ermöglicht die als Doppelrolle ausgeführte Führungsrolle 17, dass ein Abkippen oder Herunterfallen des Führungsschlittens 9 von der Führungsschiene 7 verhindert wird (vgl. Figur 2).
Da der Führungsschlitten 9 die Führungsschiene 7 mit den Führungsrollen 17 fest umgreift, ist es notwendig, die Führungsschiene 7 geteilt vorzusehen, um ein Aufschieben des Führungsschl ittens 9 auf die Führungssch iene 7 zu ermöglichen. Alternativ oder gleichzeitig besteht die Möglichkeit, dass zumindest ein Teil der Führungsrollen 17 abnehmbar oder verschwenkbar an dem
Führungsschlitten 9 angeordnet ist, sodass auf diese Weise ein Abnehmen des Führungsschlittens 9 von der Führungsschiene 7 ermöglicht ist.
Die Führungsschiene 7 weist eine mittig auf der Führungsschiene 7 angeord- nete Zahnung 19 auf, in die ein in dem Gehäuse 10 des Führungsschlittens 9 gelagertes Schneckenrad 21 kämmend eingreift. Durch eine rotatorische Bewegung des Schneckenrades 21 wird som it ein Vorschub des Führungsschlittens 9 auf der Führungsschiene 7 erzeugt, indem das Schneckenrad 21 entsprechend mit der Zahnung 19 der Führungsschiene 7 zusammenwirkt.
An dem Gehäuse 10 des Führungsschlittens 9 ist über eine Halterung 1 1 ein Schweißbrennerkopf 3 mit Elektrode 5 schwenkbar befestigt, über den die Elektrode 5 in einem vorbestimmten Abstand über der zu erzeugenden Schweißnaht 8 gehalten wird. Bei dem Schweißbrennerkopf 3 kann es sich um einen herkömml ichen Schweißbrennerkopf handeln, der mit e i n e m entsprechenden Zuführschlauch 3a, der beispielsweise die eine Stromleitung und eine Leitung für Schutzgas aufweist, und einem Schweißbrennergriff 3b in der Halterung 1 1 aufgenommen ist. Die Halterung 1 1 ist über ein in Figur 1 und 2 nicht dargestelltes Scharnier schwenkbar an dem Gehäuse 10 befestigt. Das Scharnier lässt eine pendelnde Schwenkbewegung der Halterung 1 1 und somit des Schweißbrennerkopfes 3 zu, die beispielsweise über die schematisch dargestellte Betätigungsvorrichtung 13 von einem Schweißarbeiter in die Halterung 1 1 eingeleitet werden kann. Selbstverständlich ist es auch möglich, dass der Schweißbrennergriff 3b als Betätigungsvorrichtung dient. Als Folge der beschriebenen Pendelbewegung stellt sich die in Figur 5 schematisch dargestellte Form der Schweißnaht 8 ein.
In dem Gehäuse 10 des Führungsschlittens 9 ist eine Getriebevorrichtung 15 angeordnet, die aus dem Schneckenrad 21 , zwei Schwenkhebeln 23 sowie
zwei Freiläufen 25 gebildet ist. Die Schwenkhebel 23 sind dabei jeweils über einen Freilauf 25 mit dem Schneckenrad 21 verbunden, sodass eine Schwenkbewegung des Schwenkhebels 23 in eine Richtung bzw. in beide Richtungen eine rotatorische Bewegung auf das Schneckenrad 21 überträgt und somit einen Vorschub des Führungsschlittens 9 auf der Führungsschiene 7 erzeugt.
Die Halterung 1 1 ist über ein Verbindungselement 27, das in den Figuren 1 und 2 sowie 5 als Schubstange ausgeführt ist, mit einem Ende des Schwenkhebels 23 verbunden, sodass die Schwenkbewegung der Halterung 1 1 und des Schweißbrennerkopfs 3 eine rotatorische Bewegung des Schwenkhebels 23 bewirken. Das Verbindungselement 27 ist dabei jeweils über ein Dreh- oder Kugelgelenk mit der Halterung 1 1 und dem Schwenkhebel 23 verbunden.
Wenn ein Schweißarbeiter nun über d ie Betätigungsvorrichtung 13 eine pendelnde Schwenkbewegung in die Halterung 1 1 einleitet, wird diese mit Hilfe des Verbindungselementes 27 als pendelnde Bewegung auf den Schwenkhebel 23 übertragen (vgl. den die Schwenkbewegung darstellenden Doppelpfeil in Figur 5). Durch den Freilauf 25 wird dabei nur die Bewegung in eine Richtung von dem Schwenkhebel 23 auf das Schneckenrad 21 übertragen, sodass nur bei einer Schwenkbewegung in diese Richtung ein Vorschub des Führungsschlittens 9 auf der Führungsschiene 7 erzeugt wird. Bei der Schwenkbewegung in die umgekehrte Richtung läuft der Freilauf frei, sodass es zu keiner Übertragung der Bewegung auf das Schneckenrad 21 kommt. So wird im Rahmen der Figuren 1 bis 4 gearbeitet, wohingegen die Figur 5 ein Beispiel zeigt, bei dem die Schwenkbewegung des Schwenkhebels 23 bzw. der Betätigungsvorrichtung 13 in beiden Richtungen zu einem Vorschub korrespondiert. Auf diese Weise wird die für einen Schweißvorgang übliche Zick-Zack-Bewegung des Schweiß-
brennerkopfes 3 möglich, bei der die Schwenkbewegung in eine Richtung eine Bewegung schräg zu dem Schweißnahtrand und in Richtung des zu noch zu erzeugenden Schweißnahtbereichs erzeugt, während bei der Schwenkbewegung in die andere Richtung eine Bewegung nahezu orthogonal bzw. ebenfalls schräg zu dem Schweißnahtrand erzeugt wird. Die erfindungsgemäße Schweißvorrichtung 1 kann diese Schweißbewegung somit in vorteilhafter Weise erzeugen, wobei die wesentlichen Bewegungselemente durch den Führungsschlitten 9 vorgegeben sind. Die erfindungsgemäße Schweißvorrichtung 1 ermöglicht ferner, dass die Bewegung des Schwenkhebels 23 mit Hilfe von Anschlägen 31 beschränkt ist, wobei d ie Anschläge 31 vorzugsweise verstel lbar sind . Wenn nu n der Schwenkhebel 23 über ein Verbindungselement 27, das starr ausgeführt ist, verbunden ist, kann somit auch die Schwenkbewegung der Halterung 1 1 und somit des Schweißbrennerkopfes 3 beschränkt werden, wodurch eine Anpassung an unterschiedliche Schweißnahtbreiten möglich ist.
In dem in Figur 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Verbindungselement 27 über einen Verbindungsschlitten 33 an der Halterung 1 1 befestigt, wobei der Verbindungsschlitten 33 verschiebbar ist. Dadurch besteht die Möglichkeit, ein Übersetzungsverhältnis zwischen der Schwenkbewegung der Halteru ng 1 1 u nd der von dem Verbind u ngselement 27 ü bertragenen Bewegung einzustellen. Dieses Übersetzungsverhältnis bestimmt im Gebrauch die Länge des bei einer Schwenkbewegung erzeugten Vorschubs. Dadurch ist eine Anpassung der erfindungsgemäßen Schweißvorrichtung an die zu erzeugende Schweißnaht in besonders vorteilhafter Weise möglich. Ähnlich wird im Rahmen der Figur 5 vorgegangen.
Bei dem in Figur 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schweißvorrichtung 1 kann das in Figur 1 und 2 nicht dargestellte Scharnier der Halterung 1 1 auf einfache Art und Weise von dem Führungsschlitten 9 abgenommen werden und durch einfaches Umklappen des Schar- niers kann der Schweißbrennerkopf 3 ohne großen Aufwand in anderer Richtung an der erfindungsgemäßen Schweißvorrichtung 1 angebracht werden. Dazu ist das Verbindungselement 27 in den Schwenkhebel 23 und in den Verbindungsschlitten 33 lediglich eingesteckt. Zur Übertragung der Schwenkbewegung in dieser Anordnung ist der zweite Schwenkhebel 23 und der zweite Freilauf 25 vorgesehen, mit denen das Verbindungselement 27 bei dieser Anordnung verbunden ist.
In Figur 3 und 4 ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schweißvorrichtung 1 schematisch dargestellt. Das in Figur 3 und 4 dargestellte Ausführungsbeispiel weist im Wesentlichen die gleichen Elemente auf wie das in Figur 1 und 2 dargestellte Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schweißvorrichtung 1 .
Der wesentl iche Untersch ied des in der Figur 3 und 4 dargestellten Aus- führungsbeispiels zu dem in Figur 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Übertragung der Schwenkbewegung auf das Schneckenrad 21 . In dem in Figur 3 und 4 gezeigten Ausführungsbeispiel wird die Schwenkbewegung der Halterung 1 1 über das Verbindungselement 27 auf ein Zahngetriebe 40 übertragen, das aus einer Zahnstange 41 und einem Zahnrad 42 besteht. Das Zahnrad 42 ist über den Freilauf 25 mit der Schnecke 21 verbunden. Das Verbindungselement 27 verschiebt nun die Zahnstange 41 bei der Schwenkbewegung der Halterung 1 1 , sodass das Zahngetriebe 40 die translatorische Bewegung der Zahnstange 41 in eine rotatorische Bewegung des Zahnrades 42 umwandelt. Aufgrund des Freilaufs 25 wird nur die rotatorische Bewegung in
eine Richtung des Zahnrades 42 auf das Schneckenrad 21 zum Erzeugen eines Vorschubs des Führungsschlittens 9 auf der Führungsschiene 7 übertragen. Das Verbindungselement 27, das in dem in Figuren 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispiel als längenverstellbare Schubstange ausgeführt ist, greift dabei an eine Stange 45, die mit der Zahnstange 41 verbunden ist. Das Verbindungselement 27 ist wiederum mit einem verschiebbaren Verbindungsschlitten 33 mit der Halterung 1 1 verbunden. Um die Verschwenkbewegung zu begrenzen, können bei dem in Figur 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ebenfalls Anschläge vorgesehen sein, die seitlich der Zahnstange 41 vorgesehen sein können, sodass die Bewegung der Zahnstange 41 beschränkt wird.
Alle weiteren Elemente des in Figur 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispiels entsprechen im Wesentlichen den Elementen des in Figur 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiels, wobei die gleichen Teile mit dem selben Bezugszeichen versehen sind . In Figur 3 ist auch das Scharnier 47 dargestellt, mit dem die Halterung 1 1 an dem Führungsschlitten 9 schwenkbar befestigt ist. Ein entsprechendes Scharnier kann auch bei dem in Figur 1 und 2 dargestellten Aus- führungsbeispiel vorgesehen sein.
Um einen flexiblen Einsatz der Schweißvorrichtung 1 zu ermöglichen ist bei dem in Figuren 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispiel wieder vorgesehen, dass die Halterung 1 1 abnehmbar und in unterschiedliche Richtungen an dem Führungsschlitten 9 befestigbar ist. Zu diesem Zweck ist ein zweites Zahngetriebe 40 mit Freilauf 25 an der Schnecke 21 angeordnet.
In der Figur 5 ist ein weiteres (drittes) Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäß und manuell angetriebenen Schweißvorrichtung 1 dargestellt. Wie in
den zuvor bereits behandelten Ausgestaltungen verfügt die Schweißvorrichtung 1 über einen Schweißbrennerkopf 3 mit Elektrode 5. In diesem Fall nicht explizit dargestellt ist eine Führungsschiene 7, die parallel zu der zu erzeugenden Schweißnaht 8 angeordnet werden kann. Tatsächlich sind mehrere Führungs- rollen 1 7 dargestellt, mit deren Hilfe der Führungsschlitten 9 die Führungsschiene 7 fest umgreift. Auf diese Weise lässt sich der Führungsschlitten 9 auf der Führungsschiene 7 führen und kann zum Erzeugen des Vorschubes angetrieben werden. Im Rahmen der Figur 5 erkennt man erneut eine Halterung 1 1 zum Halten des Schweißbrennerkopfes 3 an dem Führungsschlitten 9. Außerdem ist die Betätigungsvorrichtung 13 realisiert, mit deren Hilfe manuell eine pendelnde Schwenkbewegung der Halterung 1 1 und folglich des Schweißbrennerkopfes 3 erzeugt wird. Zu diesem Zweck wird ein in der Figur 5 lediglich angedeuteter Knauf mit einer durch Pfeile angedeuteten Pendelbewegung bzw. der beschriebenen pendelnden Schwenkbewegung manuell beaufschlagt.
Wie bereits beschrieben, verfügt die Schweißvorrichtung 1 über eine Getriebevorrichtung 1 5, wobei die Schwen kbewegung der Halterung 1 1 über d ie Getriebevorrichtung 15 auf den Führungsschlitten 9 zum Erzeugen des Vortriebes des Führungsschlittens 9 gegenüber der Führungsschiene 7 übertragen wird.
Mit Hilfe der manuell angetriebenen Schweißvorrichtung 1 nach Figur 5 kann jede Bewegung der Betätigungsvorrichtung 13 zum Vorschub des Führungsschlittens 9 gegenüber der Führungsschiene 7 genutzt werden. Dadurch wird eine zickzackförmige Pendelbewegung des Schweißbrennerkopfes 3 bzw. dessen Elektrode 5 im Bereich der Schweißnaht 8 zur Verfügung gestellt, wie sie ausschnittsweise in der Figur 5 dargestellt ist. Zu diesem Zweck arbeiten
jeweils beidseitig des Getriebes 15 vorgesehene Schwenkhebel 23 mit jeweils zugehörigem Freilauf 25 auf das fragliche Getriebe 15. Eine Richtungsumkehr des Führungsschlittens 9 gegenüber der Führungsschiene 7 kann dadurch bewerkstelligt werden, dass der Knauf der Betätigungsvorrichtung 13 gleichsam umgesteckt wird. Das heißt, die beiden Betätigungsvorrichtungen 13 mit den zugehörigen Schwenkhebeln 23 und Freiläufen 25 arbeiten je nach gewählter Vorschubrichtung im Vergleich zur Führungsschiene 7.
In einer Vorschubrichtung mag beispielsweise die in der Figur 5 rechts darge- stellte Betätigungsvorrichtung 13 mit dem Schwenkhebel 23 und zugehörigem Freilauf 25 für den Vortrieb (in beiden Schwenkrichtungen des Knaufs bzw. der Betätigungsvorrichtung 13) sorgen, wohingegen in entgegengesetzter Vortriebsrichtung die linke Betätigungsvorrichtung 13 mit zugehörigem Schwenkhebel 23 und Freilauf 25 zum Einsatz kommt. Der bei der Vorschubbewegung jeweils nicht beaufschlagte Schwenkhebel 23 verbleibt durch den zugeordneten Freilauf 25 in seiner Position . Damit eine solche Richtungsumkehr einfach gelingt, wird der Schweißkopf 3 mit zugehöriger Elektrode 5 durch eine Schelle 1 10 an der Halterung 1 1 gehalten . Eine Richtungsumkehr des Schlittens 9 erfordert also lediglich, dass die Schelle 1 10 an der Halterung 1 1 geöffnet wird, sodass im Anschluss hieran auch der Schweißbrennerkopf 3 mit der Elektrode 5 entsprechend zur zu erzeugenden Schweißnaht 8 ausgerichtet ist.
Die erfindungsgemäße Schweißvorrichtung 1 kann nicht nur für einen Orbital- Schweißvorgang, wie er in den Ausführungsbeispielen gezeigt ist, verwendet werden, sondern auch bei einem Schweißvorgang einer geraden Schweißnaht 8, mit der beispielsweise zwei Platten zusammengeschweißt werden, kann die erfindu ngsgemä ße Schwei ßvorrichtung verwendet werden , indem d ie Führungsschiene 7 als gerade Schiene ausgeführt ist. Bei einem derartigen
Ausführungsbeispiel müssen die Führungsrollen 1 7 entsprechend an die Führungsschiene 7 angepasst sein.
Selbstverständlich ist es auch möglich, verstellbare Führungsrollen 17 an dem Führungsschlitten 9 vorzusehen, über die der Führungsschlitten 9 an unterschiedliche Führungsschienen 7 angepasst werden kann. Zur Übertragung der pendelnden Schwenkbewegung können verschiedene Arten von Getriebevorrichtungen 15 vorgesehen sein. Die Getriebevorrichtung 15 kann beispielsweise ein Stirnradgetriebe, eine Zahnriemenscheibe, Ketten oder Riemen- getriebe, Ratschengetriebe oder ein Schneckengetriebe aufweisen.
Auch besteht die Möglichkeit die Halterung des Schweißbrennerkopfes 3 bzw. das Scharnier 47 verstellbar mit dem Führungsschlitten 9 zu verbinden, sodass die Position des Schweißbrennerkopfes 3 einstellbar ist. Die Position des Schweißbrennerkopfes 3 kann somit beispielsweise in alle drei Raumrichtungen eingestellt werden, sodass eine optimale Ausrichtung des Schweißbrennerkopfes 3 zu der Schweißnaht 8 möglich ist.