Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf einen Brennerhalter für eine mechanisierte oder automatisierte Schweiß- oder -Schneidvorrichtung, wie bspw. einen Maschinen- oder Roboterbrenner.

Beim mechanisierten Schweißen mittels eines sogenannten Maschinenbrenners wird der Brenner nicht von einem Schweißer gehandhabt, sondern ist an einer Vorrichtung gehalten, wobei die Relativbewegung zwischen Brenner und Werkstück maschinell durchgeführt wird. Dabei kann entweder das Werkstück feststehen und der Brenner sich bewegen, oder umgekehrt kann der Brenner fest montiert sein, während sich das Werkstück bewegt. Auch ist es bereits bekannt, den Brenner an einem Roboterarm anzuordnen. Zur Festlegung des Brenners dient ein an der Maschine, bspw. dem Führungsschlitten einer Schneidanlage, oder am Arm des Roboters angebrachter Halter, an welchem der Brenner entweder geklemmt oder mittels Schellen gehalten ist. Nachteilig bei dieser Halterung ist zum einen, daß das Festlegen des Brenners von Hand vorzunehmen ist, was eine ungenaue oder nur schwierig durchzuführende Ausrichtung des Brenners zur Folge hat. Zum anderen ist nach dem Auswechseln von Verschleißteilen des Brenners eine exakte Positionierung in der vorher eingenommenen Lage mit den bekannten Haltemitteln nur mit erheblichem Zeitaufwand möglich.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Halter der eingangs genannten Art dahingehend auszubilden, daß ein einfaches und sicheres Einsetzen des Brenners in einer vorgegebenen Lage reproduzierbar ermöglicht ist.

Zur Lösung der Aufgabe ist es nach der Erfindung vorgesehen, daß der Brenner zwischen wenigstens zwei Spannbacken gehalten ist, welche den Brenner zumindest bereichsweise umgreifen und von

ORIGINALUNTERLAGEN

welchen wenigstens einer zwischen einer Öffnungs- und einer Schließstellung bewegbar ist.

Durch die erfindungsgemäße Brennerhalterung ist eine definierte Festlegung des Brenners an der jeweiligen Vorrichtung erreicht. Ein Brennerwechsel oder das Auswechseln von Verschleißteilen am Brenner läßt sich ohne große Umrüstzeiten, insbesondere bei mechanisiertem Öffnen und Schließen der Spannbacken durchführen, so daß die Stillstandzeiten der Schneid- oder

Schweißvorrichtungen erheblich verkürzt sind. Die Festlegung des Brenners kann dadurch erfolgen, daß alle Spannbacken in die Schließstellung bewegbar sind oder bspw. ein Spannbacken feststehend ausgebildet ist und sich der oder die anderen Spannbacken in die Schließstellung bewegen.

Nach einer ersten besonderen Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, daß beide Spannbacken synchron zwischen der Öffnungs- und Schließstellung seitlich zueinander an einer Führung des Halters verschiebbar sind, wodurch die Handhabung bei der Montage und Demontage des Brenners und die Po ^' sitioniergenauigkeit nochmals verbessert sind. Auch ist durch diese Verschiebbarkeit der Spannbacken in Art eines Parallelgreifers erreicht, daß Brenner mit unterschiedlichen Abmessungen montiert werden können.

Ein besonders fester Halt des Brenners an der Schweiß- oder Schneidvorrichtung ist dann erreicht, wenn nach der Erfindung die Spannbacken in Art von Greifarmen ausgebildet sind.

In einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist es vorgesehen, daß die Betätigung der Spannbacken mittels einer ggf. pneumatischen Kolben-Zylinder-Anordnung erfolgt, deren Kolbenstange auf vorzugsweise zwei in einer Führung des Halters senkrecht zur Verschieberichtung der Spannbacken verschiebbare Schiebestücke mit Kulissenführungen einwirkt, in welche ein mit

dem jeweils zugeordneten Spannbacken verbundenes Kulissenstück eingreift. Ein solcher Parallel-Greifer mit Kulissenführung zeichnet sich durch seine konstruktive Einfachheit und Robustheit im rauhen Schweißbetrieb aus. Selbstverständlich ist es dabei auch denkbar, anstelle von zwei Schiebestücke nur eines vorzusehen, welches die zwei Kulissenführungen aufweist. Die Verwendung von zwei Schiebestücken ermöglicht jedoch eine höheren Positioniergenauigkeit.

Die Kulissenführung läßt sich erfindungsgemäß als in einem Winkel von etwa 45° zur Bewegungsrichtung des bzw. der Schiebestücke verlaufende Langlöcher ausbilden, in welche das jeweilige, vorzugsweise rollengelagerte Kulissenstück eingreift. Die Reibungswiderstände beim Öffnen und Schließen der Spannbacken sind durch diese Mechanik wesentlich reduziert.

Erfindungsgemäß kann die Kolben-Zylinder-Anordnung als doppeltwirkender Zylinder ausgebildet sein, wobei die Fluidbeaufschlagung für das Schließen der Spannbacken deckelseitig und für das Öffnen kolbenstangenseitig der Kolben- Zylinder-Anordnung erfolgt. Hierdurch ist in sicherheitstechnisch vorteilhafter Weise gewährleistet, daß die von der Kolben-Zylinder-Anordnung ausgehende Kraft beim Schließen der Spannbacken in jedem Fall größer als die Öffnungskraft ist.

Nach einer wiederum anderen Ausgestaltung der Erfindung weisen die Spannbacken mit an den Brenner angeordneten

Gegenhaltemitteln zusammenwirkende Haltemittel zum selbsttätigen Zentrieren bzw. Justieren des Brenners beim Schließen der Spannbacken auf. Hierdurch ist eine hohe Positionier- und Wiederholgenauigkeit der Lage des Brenners an dem Halter nach einem Brennerwechsel oder nach dem Austausch von Verschleißteilen an dem Brenner erreicht, was sich unmittelbar in der Qualität der Schweißverbindung niederschlägt.

In konstruktiv einfacher Weise ist es hierbei vorgesehen, daß die Haltemittel als Rastmittel, vorzugsweise als federbelastete Bolzen, Stifte, kugelförmige Elemente o. dgl. gegenüber den Spannbacken vorstehende Vorsprünge ausgebildet sind, welche in wenigstens eine Vertiefung am Außenumfang des Brenners eingreifen.

Nach der Erfindung ist es auch vorgesehen, daß der Halter eine Aufnahme zum Einstecken eines an dem Brenner angebrachten Befestigungselementes aufweist. Hierdurch ist eine VorJustierung des Brenners bzgl. des Halters erreicht. Gleichzeitig wirkt das Betätigungselement als Einführhilfe beim Ansetzen des Brenners an den Halter. Auch verhindert eine ggf. vorgesehene Rastverbindung Einstecken des mit dem Brenner verbundenen Betätigungselementes in die Aufnahme des Halters, daß beim Öffnen der Spannbacken der Brenner ungewollt vom Halter abfallen kann. Die Kupplungseinrichtung verhindert weiterhin, daß der Brenner verdreht in die Halterung eingesetzt wird. In Verbindung mit den Halte- und Gegenhaltemittel an den Spannbacken und den Brenner bedarf es nur noch eines Ansetzens des Brenners mit seinem Kupplungsstück in die Aufnahme des Halters, woraufhin die Halte- und Gegenhaltemittel unabhängig von der Stellung des Brenners, eine selbsttätige Ausrichtung und Positionierung des Brenners bei Schließen der Spannbacken bewirken.

Selbstverständlich ist es aber auch möglich, daß der Brenner nur mit seinem Befestigungselement an dem Halter festgelegt ist.

Das Einsetzen und Verrasten des Brenners mit dem Halter gestaltet sich nach einem Vorschlag der Erfindung dann besonders einfach, wenn das in die Aufnahme des Halters einsteckbare Ende des Betätigungselementes bzw. des Bolzens einen nippeiförmigen Fortsatz aufweist, wobei die Aufnahme am Halter eine auf den nippeiförmigen Fortsatz abgestimmte Ausbildung besitzt.

Gemäß der Erfindung ist auch eine Sicherheitseinrichtung vorgesehen mit einem bei in Koppelstellung in der Aufnahme des Halters befindlichem Betätigungselemente des Brenners betätigt und in dieser Schaltstellung ein Schließen der Spannbacken zulassenden Schaltelement.

Vorteilhafterweise ist das Schaltelement dazu ausgebildet, einen Steuerschaltkreis für die Energieversorgung des Brenners bei Kuppelstellung des Betätigungselementes in der Aufnahme und in Schließstellung zu schließen und andernfalls zu unterbrechen. Bei nicht angesetztem oder nicht positioniertem Brenner ist dann bspw. die Stromquelle des Brenners abgeschaltet.

Für den über den Halter geführten Steuerschaltkreis befindlichem Spannbacken des Brenners ist eine Interlok-Schaltung vorgesehen mit an dem Brenner angeordneten Kontakten, welche bei in Kuppelstellung in der Aufnahme des Halters befindlichem Kupplungsstück des Brenners und in Schließstellung befindlichen Spannbacken in Wirkstellung mit an dem Halter angeordneten Gegenkontakten treten. Hierdurch ist erreicht, daß bei abgenommenem Brenner seine Energieversorgung unterbrochen ist. Bspw. im Falle eines Push-Pull-Brennerε kann bei abgenommenem Brenner dann auch kein Schweißdraht zugeführt werden. Insgesamt ist daher gewährleistet, daß bei abgenommenem Brenner eine Verletzungsgefahr für den Bediener ausgeschlossen ist. Schaltungstechnisch läßt sich eine solche Interlok-Schaltung dadurch realisieren, daß der Schaltkreis des Steuerstromes für den Brenner über die Elektronik im Halter geschleift ist.

Schließlich erfolgt die Energieversorgung für den Halter bzw. für seine Betätigungselemente, wie bspw. für die Magnetventile der Kolben-Zylinder-Anordnung, über den Brenner bzw. über das von der Stromquelle zum Brenner führende Schlauchpaket. Somit bedarf es nur noch der Anbringung des Halters an der Führungsmaschine oder bspw. dem Roboterarm, ohne daß es für die

Energieversorgung des Halters, bspw. für seine Spannbacken, einer Stromversorgung vom Roboter oder von der Führungsmaschine her bedarf. Hierdurch ist ein autarkes System geschaffen, ohne daß es besondere Vorkehrungen am Roboter oder dem Schweißautomaten vorgenommen werden müssen.

Auch zeichnet sich der erfindungsgemäße Halter durch einen kompakten Aufbau und geringes Gewicht aus und bietet durch seine spezielle Konstruktion die Möglichkeit des Anbaus einer Absaugeinrichtung oder einer Höheneinstelleinrichtung zwischen sich und der Führungsmaschine bzw. einem Roboterarm.

Weitere Ziele, Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnungen. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.

Es zeigen:

Figur 1 eine mögliche Ausführungsform eines erfindungsge äßen Brennerhalters in einer Querschnittsdarstellung,

Figur 2 den Brennerhalter gemäß Figur 1 in einer Seitenansicht, teilweise geschnitten,

Figur 3 eine weitere Seitenansicht des Brennerhalters gemäß Figur 1 und 2,

Figur 4 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Brennerhalters für eine manuelle Betätigung und

Figur 5 den Brennerhalter gemäß Figur 1 mit einer Absaugeinrichtung.

Der Brennerhalter 1 weist einen Grundkörper 23 auf mit einem Montageflansch 24 zur Anbringung an einem Arm eines Schwei߬ oder Schneidroboters oder an einer Führungseinrichtung einer Schweiß- oder Schneid aschine.

An dem dem Montageflansch 24 gegenüberliegenden Ende des Halters 1 befinden sich zwei Spannbacken 3, 4, welche an einer Führung 5 seitlich zwischen einer Öffnungs- und Schließstellung verschiebbar sind. In Figur 1 ist der Spannbacken 3 in Öffnungsstellung gezeigt, während sich der Spannbacken 4 in Schließstellung befindet. In der Schließstellung ist der mit 2 bezeichnete Brenner umfangsseitig von den als Greifarmen ausgebildeten Spannbacken 3, 4 umgriffen. Auf der Anlagenseite der Spannbacken 3, 4 befindet sich ein nach innen vorstehendes Rastelement 16, welches beim Schließen der Spannbacken 3, 4 in eine Vertiefung 15 am Außenumfang des Brenners 2 eingreift. Hierdurch ist ein selbsttätiges Zentrieren und Justieren des Brenners 2 in der vorgegebenen Lage am Halter erreicht. Die Rastmittel 16 sind als halbkugelförmige Elemente ausgebildet und durch Druckfedern 25 in Stellung gehalten.

Die Betätigung der Spannbacken 3, 4 erfolgt über eine im Grundkörper 23 des Halters 1 angeordnete Kolben-Zylinder- Anordnung 6, deren Kolbenstange 7 auf ein in einer Führung des Grundkörpers 23 senkrecht zu der Verschieberichtung der Spannbacken 3, 4 verschiebbares Schiebestücke 9 einwirkt. An dem Schiebestück 9 befinden sich in einem Winkel von etwa 45° bzgl. ihrer Bewegungsrichtung verlaufende Langlöcher 11, 12, welche mit dem jeweiligen Spannbacken 3, 4 über einen (nicht dargestellten) Arm oder eine Platte verbunden sind.

Die Wirkungsweise dieses Parallelgreifers mit Kulissenführung ist derart, daß ausgehend von in Öffnungsstellung befindlichen Spannbacken 3, 4, entsprechend der Stellung des Spannbackenε 3 gemäß Figur 1, über den Anschluß 22 die Kolben-Zylinder- Anordnung 6 von ihrer Deckelseite her bzw. der Kolben 26 mit Druckfluid beaufschlagt wird. Dadurch gleitet der Kolben 26 mit seinen Ringdichtungen 27 an der im Grundkörper 23 gebildeten Zylinderwandung 28 in Richtung der Spannbacken 3, 4. Dabei wird das Schiebestück 9 durch die Kolbenstange 7 ebenfalls in Richtung der Spannbacken 3, 4 geschoben, wobei die rollengelagerten Kulissenstücke 13, 14 in den Langlöchern 11, 12 des Schiebestückes 9 eine Relativbewegung ausführen, so daß die Spannbacken 3, 4 synchron von der Öffnungsstellung in die Schließstellung unter Umgreifen des Brenners 2 aufeinander zugeschoben werden. Zum Verschieben der Spannbacken 3, 4 von der Schließ- in die Öffnungsstellung erfolgt eine Druckmittelbeaufschlagung über den Anschluß 21, so daß der Kolben 26, die Kolbenstange 7 und das Schiebestück 9 zurückgezogen werden, wodurch sich die Spannbacken 3, 4 nach außen in ihre Öffnungsstellung bewegen.

Wie aus Abbildung 1 und 2 zu entnehmen, befindet sich zwischen den Spannbacken 3, 4 eine Aufnahme 17, in welche ein mit dem Brenner 2 verbundenes Kupplungsstück 18 einsteckbar und verrastbar ist. Dabei ist das einsteckbare Ende des Kupplungsstückes 18 als nippeiförmiger Fortsatz 19 ausgebildet, wobei die Aufnahme 17 eine an diesen nippeiförmigen Fortsatz 19 angepaßte Kontur zum Einstecken und Verrasten des Kupplungsstückes 18 aufweist. Hierdurch ist eine VorJustierung des Brenners 2 an dem Halter 1 erreicht, bevor die Spannbacken 3 , 4 in Schließstellung gebracht werden. Gleichzeitig wirkt das Kupplungsstück 18 mit nippeiförmigem Fortsatz 19 als Einführhilfe beim Ansetzen des Brenners 2 an den Halter 1. Auch ist verhindert, daß beim Öffnen der Spannbacken 3, 4 der Brenner 2 ungewollt von dem Halter 1 abfallen kann.

Wie weiterhin den Figur 2 zu entnehmen, wird durch das Kupplungsstück 18 bzw. durch seinen nippeiförmigen Fortsatz 19 ein Schaltelement 20 betätigt, welches einer Sicherheitseinrichtung zugeordnet ist. Diese Sicherheitseinrichtung bewirkt, daß erst bei betätigtem Schaltelement 20 eine Energieversorgung des Brenners 2 und ein Schließen der Spannbacken 3, 4 ermöglicht ist. Das Schaltelement kann bspw. ein mechanisches, optisches oder elektrisches Schaltelement sein, bspw. ein induktiver Näherungsschalter. Für den Stromkreis der Energieversorgung des Brenners 2 ist eine (ebenfalls nicht dargestellte) Interlok-Schaltung vorgesehen, mit am Brenner 2 angeordneten Kontakten, welche bei in Kuppelstellung befindlichem Kupplungsstück 18 und in Schließstellung befindlichen Spannbacken 3, 4 in der Aufnahme 17 mit entsprechenden Gegenkontakten am Halter 1 in Wirkstellung treten. Erst wenn die Kontakte und Gegenkontakte betätigt sind, ist der Steuerkreis geschlossen, so daß die Stromquelle für den Brenner 2 aktiviert ist. Hierdurch ist gewährleistet, daß bei abgenommenem Brenner 2 eine Verletzungsgefahr für den Bediener ausgeschlossen ist. Schaltungstechnisch läßt sich der Steuerschaltkreis für den Brenner 2 derart ausführen, daß die Stromführung für den Steuerkreis über eine Elektronik im Halter 1 geschleift ist.

Desweiteren erfolgt die Energieversorgung für den Halter 1 über das (nicht dargestellte) Schlauchpaket des Brenners 2. Hierdurch bedarf es keiner Einrichtungen oder Umrüstungen an dem Roboter oder einer Führungseinrichtung des Schweiß- oder Schneidautomaten.

Selbstverständlich ist es auch möglich, anstelle eines pneumatischen, hydraulischen oder auch elektrischen Antriebes der Spannbacken 3, 4 eine mechanische Betätigung vorzusehen. Hierzu ist, wie insbesondere aus Figur 4 zu ersehen, eine durch

die Spannbacken 3, 4 gehende Spindel 29 mit auf der einen Seite angeordnetem links und auf der anderen Seite angeordneten Rechtsgewinde vorgesehen. Die Spindel 29 ist an dem Halter 1 im Bereich der Aufnahme 17 für das Betätigungselement 18 gelagert. Durch Ansetzen eines Werkzeuges, bspw. Steckschlüssels auf einer Stirnseite der Spindel 29 lassen sich die Spannbacken 3, 4 in Öffnungs- und Schließstellung bewegen.

Wie aus Figur 5 zu entnehmen, bietet die spezielle Form des Halters 1 die Möglichkeit Anbauteile, wie bspw. eine Absaugeinrichtung 30 und/oder Höhenverstelleinrichtung 6 in Sandwich-Bauweise zwischen dem Grundkörper 23 des Halters 1 und dem Montageflansch 24 anzuordnen. Durch die Sandwich-Bauweise ist eine besonders kompakte Bauform erreicht. Auch ist die Möglichkeit gegeben, entsprechend dem jeweiligen Bedarf das entsprechende Anbauteil auszuwählen oder ggf. mehrere Anbauteile im Baukastensystem hintereinander zwischen Grundkörper 23 und Montageflansch 24 vorzusehen.

Bezugszeichenliste

1 - Halter

2 - Brenner

3 - Spannbacken

4 - Spannbacken

5 - Führung

6 - Kolben-Zylinder-Anordnung

7 - Kolbenstange

8 - Führung

9 - Schiebestück

10 - Führung

11 - Kulissenführung, Langloch

12 - Kulissenführung, Langloch

13 - Kulissenstück

14 - Kulissenstück

15 - Gegenrastmittel, Vertiefung

16 - Rastmittel

17 - Aufnahme

18 - Kupplungsstück

19 - nippeiförmiger Fortsatz

20 - Schaltelement

21 - Anschluß

22 - Anschluß

23 - Grundkörper

24 - Montageflansch

25 - Druckfeder

26 - Kolben

27 - Ringdichtung

28 - Zylinderwandung

29 - Gewindespindel

30 - Absaugeinrichtung