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Title:
DEVICE FOR WELDING, USE OF A DEVICE, AN INSULATING MEANS BODY, AND A PRODUCTION METHOD
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/156599
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a device for welding in an orbital welding method using welding gas in an arc welding method, comprising a receiving region into which a round tubular object to be welded can be inserted, said receiving region being designed in two parts in particular with a folding joint means for folding together a closing region, and comprising a welding means which is rotated about the receiving region and by means of which the round tubular object to be welded is to be welded in a revolution using an arc welding method. An electrically chargeable pole means, in particular a positive pole means, is provided on two surrounding outer plate means comprising metal in particular, in particular lateral aluminum parts, in particular aluminum clamp shell housings, and an opposite electrically chargeable pole means, in particular a negative pole means, is arranged on the receiving region with the rotating welding means. A respective insulating means body is arranged between the positive pole means and the negative pole means, wherein a 3D-printed region is integrated into an insulating means body, in particular by means of a plastic powder laser sintering method, in particular with one or more conducting means for welding gas and/or one or more conducting means for cooling water. In particular, the insulating means body is largely 3D-printed, in particular substantially completely 3D-printed.

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Inventors:
KUNZE DIRK (DE)
Application Number:
PCT/DE2019/000042
Publication Date:
August 06, 2020
Filing Date:
February 21, 2019
Export Citation:
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Assignee:
ORBITALSERVICE GMBH (DE)
International Classes:
B23K9/32; B23K9/00; B23K37/02; B29C64/153; B23K101/06
Foreign References:
DE202015001188U12015-03-06
US5288963A1994-02-22
US20050045596A12005-03-03
US20030111444A12003-06-19
US6380505B12002-04-30
US5571431A1996-11-05
JP2015178113A2015-10-08
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
NITZ, Astrid (DE)
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Claims:
ANSPRÜCHE

1 . Vorrichtung (1 ) zum Schweißen im Orbitalschweißverfahren mittels Schweiß- gas in einem Lichtbogenschweißverfahren,

umfassend

einen Aufnahmebereich (2), in den ein zu schweißendes, rohrartiges Rundobjekt ein- setzbar ist, wobei der Aufnahmebereich (2) insbesondere zweigeteilt mit einem Klappgelenkmittel (5) zum Zusammenklappen eines Schließbereichs (3) aufgebaut ist,

ein um den Aufnahmebereich (2) rotierendes Schweißmittel (6), durch das das zu schweißende, rohrartige Rundobjekt in einer Umrundung mittels Lichtbogenschweiß- verfahren zu schweißen ist,

wobei ein elektrisch aufladbares Polmittel, insbesondere Pluspolmittel, an zwei um- gebenden Außenplattenmitteln (7) umfassend insbesondere Metall, insbesondere Aluminiumseitenteilen, insbesondere Aluminium-Spannschalengehäusen, eingerich- tet ist

und ein entgegengesetzt elektrisch aufladbares Polmittel, insbesondere Minuspolmit- tel, an dem Aufnahmebereich (2) mit dem rotierenden Schweißmittel,

wobei zwischen Pluspolmittel und Minuspolmittel jeweils ein elektrisch isolierender, hitzestabiler Isoliermittelkorpus (4) angeordnet ist,

wobei in einem der, insbesondere in zwei, Isoliermittelkorpussen (4) ein 3D- gedruckter Bereich integriert ist, der insbesondere mittels eines 3D-Druckverfahrens hergestellt und/oder integriert ist, insbesondere mittels eines Kunststoffpulverlaser- sinterverfahrens, insbesondere mit einem oder mehreren Leitungsmitteln (8) für Schweißgas und/oder einem oder mehreren Leitungsmitteln (9) für Kühlwasser, ins- besondere ist der Isoliermittelkorpus (4) überwiegend, insbesondere im Wesentlichen vollständig, aus 3D-Druck gebildet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass Leitungsmittel (9) für Kühlwasser bis in Endbereiche (10) des Aufnahmebereichs (2) heranreichend, insbesondere bis über eine Höhe eines Klappgelenkmittels (5) hinaus, in den Isolier- mittelkorpus (4) integriert sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch Leitungsmittel (8) für Schweiß- gas bis in Endbereiche (12) des Aufnahmebereichs (2) heranreichend, insbesondere bis zu Gasaustritten (11) im Aufnahmebereich (2) in den Isoliermittelkorpus (4) inte- griert sind, insbesondere für Schweißgas in Form von Argon zur Lichtbogenaktivie- rung.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Leitungs- mittel (8) für Schweißgas und/oder Leitungsmittel (9) für Kühlwasser in einer Ebene oder mehreren Ebenen (13, 13', 13", 13'") übereinander im Isoliermittelkorpus (4) angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass Betätigungsmittel (14) insbesondere für das Schweißmittel, insbesondere mechani- sche Antriebsmittel, insbesondere Zahnräder und/oder Zapfenmittel (15) für Zahnrä- der und/oder Lager für Zahnräder, insbesondere Kugellager, in den Isoliermittelkor- pus (4) integriert ausgebildet sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Isoliermittelkorpus (4) individuell angepasste, integrierte Leitungsmittel (8, 9) und/oder integrierte Betätigungsmittel aufweist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Isoliermittelkorpus (4) umfassend hitzestabilen Kunststoff ausgebildet ist, insbe- sondere glasfaserverstärkt, insbesondere mit glasfaserverstärkten Kunststoff mit Glasübergangstemperaturen von bis zu 280°C, insbesondere glasfaserverstärkten Kunststoff mit 30% Glasanteil.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Isoliermittelkorpus (4) umfassend amorphe Polymere mit Glasübergangstempera- turen oberhalb von 200°C ausgebildet ist, insbesondere angepasst an Düsentempe- raturen beim 3D-Druck, insbesondere mehr als etwa 220°C, insbesondere Bett und Bauraum beim 3D-Druck heißer als etwa 15 °C, insbesondere heißer als 200°C.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Isoliermittelkorpus (4) umfassend Polymere wie PEEK und/oder PPSU und/oder PE! Ultem und/oder PPS und/oder PEKK ausgebildet ist.

10. Verwendung einer Vorrichtung (1) zum Schweißen im Orbitalschweißverfahren mittels Schweißgas in einem Lichtbogenschweißverfahren, nach einem der Ansprü- che 1 bis 9 in Minifittingköpfen und/oder Microheads, umfassend einen Aufnahmebe- reich (2), in den ein zu schweißendes, rohrartiges Rundobjekt einsetzbar ist, wobei der Aufnahmebereich (2) insbesondere zweigeteilt mit einem Klappgelenkmittel (5) zum Zusammenklappen eines Schließbereichs (3) aufgebaut ist,

ein um den Aufnahmebereich (2) rotierendes Schweißmittel (6), durch das das zu schweißende, rohrartige Rundobjekt in einer Umrundung mittels Lichtbogenschweiß- verfahren zu schweißen ist,

wobei ein elektrisch aufladbares Polmittel, insbesondere Pluspolmittel, an zwei um- gebenden Außenplattenmitteln (7) umfassend insbesondere Metall, insbesondere Aluminiumseitenteilen, insbesondere Aluminium-Spannschalengehäusen, eingerich- tet ist

und ein entgegengesetzt aufladbares Polmittel, insbesondere Minuspolmittel, an dem Aufnahmebereich (2) mit dem rotierenden Schweißmittel, wobei zwischen Pluspolmittel und Minuspolmittel jeweils ein elektrisch isolierender, hitzestabiler Isoliermittelkorpus (4) angeordnet ist,

wobei in einem der, insbesondere in zwei, Isoliermittelkorpussen (4) ein 3D- gedruckter Bereich integriert ist, der insbesondere mittels eines 3D-Druckverfahrens hergestellt und/oder integriert ist, insbesondere mittels eines Kunststoffpulverlaser- sinterverfahrens, insbesondere mit einem oder mehreren Leitungsmitteln (8) für Schweißgas und/oder einem oder mehreren Leitungsmitteln (9) für Kühlwasser, ins- besondere ist der Isoliermittelkorpus (4) überwiegend, insbesondere im Wesentlichen vollständig, aus 3D-Druck gebildet.

11. Isoliermittelkorpus (4) für die Verwendung in einer Vorrichtung zum Schwei- ßen, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 9, in einem Orbitalschweißver- fahren umfassend einen 3D-gedruckten Bereich (16), insbesondere mit eingedruck- ten Leitungsmitteln (8, 9) für Kühlwasser und/oder Schweißgas und/oder gedruckten Betätigungsmitteln, insbesondere mit einem oder mehreren 3D-gedruckten Lei- tungsmitteln (8) für Schweißgas und/oder Leitungsmitteln (9) für Kühlwasser, insbe- sondere ist der Isoliermittelkorpus (4) überwiegend, insbesondere im Wesentlichen vollständig, in Form eines 3D-Drucks gebildet, insbesondere Leitungsmittel (9) für Kühlwasser bis in Endbereiche (10) des Aufnahmebereichs (2) heranreichend, ins- besondere bis über eine Höhe eines Klappgelenkmittels (5) hinaus, in den Isoliermit- telkorpus (4) integriert sind, wobei Leitungsmittel (8) für Schweißgas insbesondere bis in Endbereiche (12) des Aufnahmebereichs (2) heranreichend, insbesondere bis zu Gasaustriten (11) im Aufnahmebereich (2) in den Isoliermitelkorpus (4) integriert sind, insbesondere für Schweißgas in Form von Argon zur Lichtbogenaktivierung, wobei Leitungsmittel (8) für Schweißgas und/oder Leitungsmittel (9) für Kühlwasser in einer Ebene oder insbesondere mehreren Ebenen (13) übereinander im Isoliermit- telkorpus (4) angeordnet sind, wobei Betätigungsmitel (14) insbesondere für das Schweißmittel, insbesondere mechanische Antriebsmitel, insbesondere Zahnräder und/oder Zapfenmittel (15) für Zahnräder und/oder Lager für Zahnräder, insbesonde- re Kugellager, in den Isoliermittelkorpus (4) integriert ausgebildet sind, wobei hitze- stabiler Kunststoff umfasst ist, insbesondere glasfaserverstärkt, insbesondere mit glasfaserverstärkten Kunststoff mit Glasübergangstemperaturen von bis zu 280°C, insbesondere glasfaserverstärkten Kunststoff mit 30% Glasanteil, insbesondere um- fassend amorphe Polymere mit Glasübergangstemperaturen oberhalb von 200°C ausgebildet ist, insbesondere angepasst an Düsentemperaturen beim 3D-Druck, ins- besondere mehr als 220°C, insbesondere Bett und Bauraum beim 3D-Druck heißer als 15°C, insbesondere heißer als 200°C, wobei insbesondere Polymere wie PEEK und/oder PPSU und/oder PEI Ultem und/oder PPS und/oder PEKK umfasst ist.

12. Verfahren zum Herstellen einer Vorrichtung (1) zum Schweißen im Orbital- schweißverfahren mittels Schweißgas in einem Lichtbogenschweißverfahren, insbe- sondere nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei einen Aufnahmebereich (2), in den ein zu schweißendes, rohrartiges Rundobjekt einsetzbar ist, wobei der Aufnah- mebereich (2) insbesondere zweigeteilt mit einem Klappgelenkmittel (5) zum Zu- sammenklappen eines Schließbereichs (3) aufgebaut wird, in den ein um den Auf- nahmebereich (2) rotierendes Schweißmittel (6) eingebaut wird, durch das das zu schweißende, rohrartige Rundobjekt in einer Umrundung mittels Lichtbogenschweiß- verfahren zu schweißen ist, wobei ein elektrisch aufladbares Polmittel, insbesondere Pluspolmittel, an zwei umgebenden Außenplattenmitteln (7) umfassend insbesonde- re Metall, insbesondere Aluminiumseitenteilen, insbesondere Aluminium-Spann- schalengehäusen, eingerichtet wird und ein entgegengesetzt aufladbares Polmittel, insbesondere Minuspolmittel, an dem Aufnahmebereich (2) mit dem rotierenden Schweißmittel, wobei zwischen Pluspolmittel und Minuspolmittel jeweils ein elektrisch isolierender, hitzestabiler Isoliermittelkorpus (4) angeordnet wird, wobei in einem, insbesondere in zwei, Isoliermittelkorpussen (4) ein 3D-gedruckter Bereich integriert wird, der insbesondere mittels eines 3D-Druckverfahrens hergestellt und/oder inte- griert wird, insbesondere mittels eines Kunststoffpulverlasersinterverfahrens, insbe- sondere mit einem oder mehreren Leitungsmitteln (8) für Schweißgas und/oder ei- nem oder mehreren Leitungsmitteln (9) für Kühlwasser, insbesondere ist der Isolier- mittelkorpus (4) überwiegend, insbesondere im Wesentlichen vollständig, im 3D- Druck-Verfahren hergestellt.

Description:
Vorrichtung zum Schweißen, Verwendung einer Vorrich- tung, einen Isoliermittelkorpus und ein Verfahren zur Her- stellung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schweißen im Orbitalschweißverfahren nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, eine Verwendung einer Vorrichtung zum Schweißen im Orbitalschweißverfahren nach dem Oberbegriff von Anspruch 10, ei- nen Isoliermittelkorpus nach dem Oberbegriff von Anspruch 11 und ein Verfahren zum Herstellen einer Vorrichtung zum Schweißen nach dem Oberbegriff von An- spruch 12.

Bekannt ist es, Orbitalschweißzangen mittels geschlossener Schweißzangen zum Schweißen im Orbitalschweißverfahren mittels Schweißgas in einem Lichtbogen- schweißverfahren für ein zu schweißendes, rohrartiges Rundobjekt in einem um ei- nen Aufnahmebereich rotierendes Schweißmittel einzusetzen. Dieses Schweißen erfolgt unter einer hohen Temperaturbelastung. Im Lichtbogen beispielsweise herrscht eine Temperatur von bis zu 6.000°C in den Schweißköpfen, wodurch die Belastung für die Materialien und Komponenten sehr stark ist und erfordert somit ei- ne gute Kühlung sowie eine genaue und saubere Gaszuführung zum Schweißkopf, was jedoch durch die aktuell verwendeten Kupferkühlleitungen aufliegend um den Schweißbereich herum nur unzureichend möglich ist. Durch die spezielle Klappge- lenkmittelmechanik zum Zusammenklappen eines Schließbereichs ist im bekannten Verfahren keine durchgehende und homogene Kühlung gegeben. Im Stand der Technik wird versucht, auch mit weiteren/anderen Kühlkanälen im Kopf oder ausge- frästen Messingplatten, die hohl sind, Wärme vom Getriebe fern zu halten, da dies immer der Mechanik Probleme bereitet und die Köpfe bei hoher Wärmeeinbringung mechanisch blockieren. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine einfache und sicher gekühlte Vor- richtung zum Orbitalschweißen bereitzustellen.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zum Schweißen im Orbitalschweiß- verfahren mittels Schweißgas in einem Lichtbogenschweißverfahren, umfassend ei- nen Aufnahmebereich, in den ein zu schweißendes, rohrartiges Rundobjekt einsetz- bar ist, wobei der Aufnahmebereich insbesondere zweigeteilt mit einem Klappge- lenkmittel zum Zusammenklappen eines Schließbereichs aufgebaut ist, ein um den Aufnahmebereich rotierendes Schweißmittel, durch das das zu schweißende, rohrar- tige Rundobjekt in einer Umrundung mittels Lichtbogenschweißverfahren zu schwei- ßen ist, wobei ein elektrisch aufladbares Polmittel, insbesondere Pluspolmittel, an zwei umgebenden Außenplattenmitteln umfassend insbesondere Metall, insbesonde- re Aluminiumseitenteilen, insbesondere Aluminium-Spannschalengehäusen, einge- richtet ist und ein entgegengesetzt elektrisch aufladbares Polmittel, insbesondere Minuspolmittel, an dem Aufnahmebereich mit dem rotierenden Schweißmittel, wobei zwischen Pluspolmittel und Minuspolmittel jeweils ein elektrisch isolierender, hitze- stabiler Isoliermittelkorpus angeordnet ist, wobei in einem der, insbesondere in zwei, Isoliermittelkorpussen ein 3D-gedruckter Bereich integriert ist, der insbesondere mit- tels eines 3D-Druckverfahrens hergestellt und/oder integriert ist, insbesondere mittels eines Kunststoffpulverlasersinterverfahrens, insbesondere mit einem oder mehreren Leitungsmitteln für Schweißgas und/oder einem oder mehreren Leitungsmitteln für Kühlwasser, insbesondere ist der Isoliermittelkorpus überwiegend, insbesondere im Wesentlichen vollständig, aus 3D-Druck gebildet.

Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung unter Einbeziehung einer vorteilhaften Konstruktion ist es möglich, Kühlwasser dreidimensional dorthin zu bringen, wo ein Wärmeabtrag benötigt wird, beispielsweise direkt um mechanischen Elemente zum genauen Betrieb der Schweißvorrichtung zu Kühlen, insbesondere Zahnradachsen um deren Ausdehnung zu verhindern, um die Rotorführung genauer zu ermöglichen, in der die heiße Elektrode eingeschraubt ist, insbesondere im schmalen Korpus eines Microhead, in den für übliche Wasserleitungen gar kein Platz vorgesehen ist. Erfin- dungsgemäß kann man den Kopf gezielt und bedarfsgerecht versorgen. Mit der Er- findung ist möglich, die Leitungsmittel für Kühlwasser sowie auch Gaskanäle homo- gen in die Konstruktion mit einzubringen/drucken. Beim Wasserverlauf kann man im Stand der Technik nur im griffnahen Schweißzangenbereich mit Wasser von Außen kühlen, da man durch das Gelenk des Zangenbereichs kein Wasser bringen kann. Im Stand der Technik ist somit kein homogenes Kühlen ohne Kältebrücken im Schweiß- kopf möglich. Durch die Erfindung wird es ermöglicht, Kühlung überallhin zu bringen ohne auf fertigungstechnische Einschränkungen achten zu müssen. Integriert wird erfindungsgemäß weiterhin die Leitungsmittel für die Gaszufuhr gedruckt und direkt in den Schweißraum einströmbar. Dadurch erfolgt keine Verunreinigung des Gases durch evtl. Abrieb der Zahnräder, wenn das Gas dadurch geflutet wird, was beson- ders wichtig im Raketen- und Reaktorbau ist, und auch hier kann bei evtl nur gasge- kühlten Schweißköpfen ein homogenes Kühlen durch kaltes Schweißgas sowie gleichmäßiges Einströmen des Gases in die Schweißkammer erfolgen. Durch die direkte und ortsnahe Kühlung an der Schweißzange wird eine unerwünschte Tempe- raturausdehnung des Isoliermittelkorpusses mit den Arbeitsbereichen für die Mecha- nik, insbesondere Zahnrädermechanik, für die Drehung des Schweißkopfes, gewähr- leisten, so dass sich diese nicht verklemmen. Kühlleitungen in der erfindungsgemä- ßen Schweißvorrichtung sind erfindungsgemäß integriert direkt im Isoliermittelkorpus eingebracht, so das eine sichere Kühlung bis in die Zangenspitzen möglich ist und Kältebrücken oder ungleichmäßige Temperaturverteilung verhindert werden, was zu Verspannungen führen kann. Auch die Leitungsmittel für das Schweißgas können die die erfindungsgemäße Vorrichtung in der Integrierten Form näher an die Lichtbogen- erzeugungsbereiche herangebracht werden, so dass weniger Gas benötigt wird. Me- chanik wird aktuell mit Argon zur Lichtbogenaktivierung zur Herausdrängung des Sauerstoffs geflutet durch mechanischen Antriebselemente, insbesondere Zahnrad- bereiche hindurch, etwa 6-30 l/min. Im Stand der Technik wird die Außenplatte aus Metall mittels Fräsungen an der Oberfläche teilweise ausgehöhlt, damit man Kühl- wasserleitungen darin verlegen kann und eine dazwischen angeordnete Isolierung aus Kunststoff zwischen Innenrotor und Außenplatte wird aufwendig zusätzlich ge- kühlt durch Gas- und/oder Wasserleitungen aus Kupfer. Mit der Erfindung kann auch der zweigeteilte Kopf sehr homogen gekühlt werden, insbesondere mit integriert ver- teilten Mikrobohrungen.

Vorteilhaft ist es, wenn Leitungsmittel für Kühlwasser bis in Endbereiche des Auf- nahmebereichs heranreichend, insbesondere bis über eine Höhe eines Klappge- lenkmittels hinaus, in den Isoliermittelkorpus integriert sind.

Vorteilhaft ist es, wenn Leitungsmittel für Schweißgas bis in Endbereiche des Auf- nahmebereichs heranreichend, insbesondere bis zu Gasaustritten im Aufnahmebe- reich in den Isoliermittelkorpus integriert sind, insbesondere für Schweißgas in Form von Argon zur Lichtbogenaktivierung.

Entsprechend kann die Gasführung erfindungsgemäß vorgenommen werden. Gas kommt kalt aus der Flasche durch die Druckentspannung nach dem Auslassen und wird im Stand der Technik einfach in den Schweißraum geführt. Erfindungsgemäß kann das Gas im ersten Verlauf zum Kühlen genutzt werden und dann in den Schweißraum geführt werden. Erfindungsgemäß kommt das Gas durch die vorgese- hene Leitungsführung sauber in den Schweißraum, was insbesondere wichtig ist für Halbleiter- oder Aerospaceindustrie, insbesondere eine Schweißnaht einer Arianera- kete. Die erfindungsgemäße Gasführung berührt keinerlei mechanische Zahnräder- abrieb. Dass das Leitungsmittel für das Schweißgas durch die mechanischen Betäti- gungsmittel hindurch führbar ausgebildet ist.

Vorteilhaft ist es, wenn Leitungsmittel für Schweißgas und/oder Leitungsmittel für Kühlwasser in einer Ebene oder mehreren Ebenen übereinander im Isoliermittelkor- pus angeordnet sind. Es ist ein zielführendes, frei zu denkendes Konstruieren von XYZ-Achsen möglich und dem Konstrukteur sind alle Möglichkeiten zu geben, die beispielsweise Radien, Etagen, Kreise etc. um Zahnräder usw. weiter betreffen, wodurch beispielsweise auch Stauungen beim Gas oder Kühlwasser und unzu- reichender Fluss vermieden werden.

Vorteilhaft ist es, wenn Betätigungsmittel insbesondere für das Schweißmittel, insbe- sondere mechanische Antriebsmittel, insbesondere Zahnräder und/oder Zapfenmittel für Zahnräder und/oder Lager für Zahnräder, insbesondere Kugellager, in den Iso- liermitelkorpus integriert ausgebildet sind,

Vorteilhaft ist es, wenn jeder Isoliermitelkorpus individuell angepasste, integrierte Leitungsmitel und/oder integrierte Betätigungsmittel aufweist.

Vorteilhaft ist es, wenn ein Isoliermittelkorpus umfassend hitzestabilen Kunststoff ausgebildet ist, insbesondere glasfaserverstärkt, insbesondere mit glasfaserverstärk- ten Kunststoff mit Glasübergangstemperaturen von bis zu 280°C, insbesondere glas- faserverstärkten Kunststoff mit etwa 30% Glasanteil.

Vorteilhaft ist es, wenn ein Isoliermitelkorpus umfassend amorphe Polymere mit Glasübergangstemperaturen oberhalb von 200°C ausgebildet ist, insbesondere an- gepasst an Düsentemperaturen beim 3D-Druck, insbesondere mehr als etwa 220°C, insbesondere Bet und Bauraum beim 3D-Druck heißer als etwa 15 °C, insbesondere heißer als 200°C. Vorteilhaft werden Filamente und Drucker verwendet, die amorphe Polymere drucken können, mit Glasübergangstemperaturen, die oberhalb der 200°C liegen, wobei diese sehr hohe Düsentemperaturen benötigen, insbesondere mehr als 350°C, sowie Bett und der Bauraum heißer als 120 bzw. 200°C, wodurch dann ein homogenes Drucken, verbunden mit hohen Festigkeiten des isoliermitelkorpusses möglich ist.

Vorteilhaft ist es, wenn ein Isoliermittelkorpus umfassend Polymere wie PEEK und/oder PPSU und/oder PEI Ultem und/oder PPS und/oder PEKK ausgebildet ist. Im additiven Verfahrensbereich - beispielsweise mit Filamenten oder im SLS- Verfahren- wird vorteilhaft ein erfindungsgemäßer Isoliermitelkorpus mit Polymeren wie PEEK, PEI Ultem, PPS, PEKK 3D-gedrucken. Man hat gut isolierte Elemente, hitzebeständig und weniger Nacharbeit.

Die Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch eine Verwendung einer Vorrichtung zum Schweißen im Orbitalschweißverfahren mittels Schweißgas in einem Lichtbogen- schweißverfahren, nach einem der Ansprüche 1 bis 9 in Minifitingköpfen und/oder Microheads, umfassend einen Aufnahmebereich, in den ein zu schweißendes, rohr- artiges Rundobjekt einsetzbar ist, wobei der Aufnahmebereich insbesondere zweige- teilt mit einem Klappgelenkmittel zum Zusammenklappen eines Schließbereichs auf- gebaut ist, ein um den Aufnahmebereich rotierendes Schweißmittel, durch das das zu schweißende, rohrartige Rundobjekt in einer Umrundung mittels Lichtbogen- schweißverfahren zu schweißen ist, wobei ein elektrisch aufladbares Polmittel, ins- besondere Pluspolmittel, an zwei umgebenden Außenplattenmitteln umfassend ins- besondere Metall, insbesondere Aluminiumseitenteilen, insbesondere Aluminium- Spannschalengehäusen, eingerichtet ist und ein entgegengesetzt aufladbares Pol- mittel, insbesondere Minuspolmittel, an dem Aufnahmebereich mit dem rotierenden Schweißmittel, wobei zwischen Pluspolmittel und Minuspolmittel jeweils ein elektrisch isolierender, hitzestabiler Isoliermittelkorpus angeordnet ist, wobei in einem der, ins- besondere in zwei, Isoliermittelkorpussen ein 3D-gedruckter Bereich integriert ist, der insbesondere mittels eines 3D-Druckverfahrens hergestellt und/oder integriert ist, insbesondere mittels eines Kunststoffpulverlasersinterverfahrens, insbesondere mit einem oder mehreren Leitungsmitteln für Schweißgas und/oder einem oder mehreren Leitungsmitteln für Kühlwasser, insbesondere ist der Isoliermittelkorpus überwiegend, insbesondere im Wesentlichen vollständig, aus 3D-Druck gebildet.

Im Stand der Technik gibt es insbesondere bei den sogenannten Minifittingköpfen Platzprobleme und effiziente Wasserkühlungen zu installieren, weil in diesem Kunst- stoff ein fast um Faktor 10 größerer Ausdehnungskoeffizient im Vergleich zu Stahl herrscht. Durch die Wärmeausdehnung beim Schweißen ändern sich auch die Stichmaße der Getriebeelemente, so dass es zu erhöhtem Verschleiß der Zahnräder bis hin zum Stillstand kommen kann. Dies kann ein Aufeinandertreffen der Zähne auf der Stirnfläche sein oder einfach Schwergängigkeit. Beides verursacht Schweißnaht- defekte bzw. Unregelmäßigkeiten der Schweißnaht. Durch die erfindungsgemäß vor- geschlagene Vorrichtung wird dem abgeholfen und ein sicherer und zuverlässiger Betrieb der Vorrichtung möglich.

Die Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch einen Verfahren zum Herstellen einer Vor- richtung zum Schweißen im Orbitalschweißverfahren mittels Schweißgas in einem Lichtbogenschweißverfahren, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wo- bei einen Aufnahmebereich, in den ein zu schweißendes, rohrartiges Rundobjekt einsetzbar ist, wobei der Aufnahmebereich insbesondere zweigeteilt mit einem Klappgelenkmittel zum Zusammenklappen eines Schließbereichs aufgebaut wird, in den ein um den Aufnahmebereich rotierendes Schweißmittel eingebaut wird, durch das das zu schweißende, rohrartige Rundobjekt in einer Umrundung mittels Lichtbo- genschweißverfahren zu schweißen ist, wobei ein elektrisch aufladbares Polmittel, insbesondere Pluspolmittel, an zwei umgebenden Außenplattenmitteln umfassend insbesondere Metall, insbesondere Aluminiumseitenteilen, insbesondere Aluminium- Spannschalengehäusen, eingerichtet wird und ein entgegengesetzt aufladbares Polmittel, insbesondere Minuspolmittel, an dem Aufnahmebereich mit dem rotieren- den Schweißmittel, wobei zwischen Pluspolmittel und Minuspolmittel jeweils ein elektrisch isolierender, hitzestabiler Isoliermittelkorpus angeordnet wird, wobei in ei- nem, insbesondere in zwei, Isoliermittelkorpussen ein 3D-gedruckter Bereich inte- griert wird, der insbesondere mittels eines 3D-Druckverfahrens hergestellt und/oder integriert wird, insbesondere mittels eines Kunststoffpulverlasersinterverfahrens, ins- besondere mit einem oder mehreren Leitungsmitteln für Schweißgas und/oder einem oder mehreren Leitungsmitteln für Kühlwasser, insbesondere ist der Isoliermittelkor- pus überwiegend, insbesondere im Wesentlichen vollständig, im 3D-Druck-Verfahren hergestellt.

Die Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen einer Vorrich- tung zum Schweißen im Orbitalschweißverfahren mittels Schweißgas in einem Licht- bogenschweißverfahren, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei einen Aufnahmebereich, in den ein zu schweißendes, rohrartiges Rundobjekt ein- setzbar ist, wobei der Aufnahmebereich insbesondere zweigeteilt mit einem Klappge- lenkmittel zum Zusammenklappen eines Schließbereichs aufgebaut wird, in den ein um den Aufnahmebereich rotierendes Schweißmittel eingebaut wird, durch das das zu schweißende, rohrartige Rundobjekt in einer Umrundung mittels Lichtbogen- schweißverfahren zu schweißen ist, wobei ein elektrisch aufladbares Polmittel, ins- besondere Pluspolmittel, an zwei umgebenden Außenplattenmitteln umfassend ins- besondere Metall, insbesondere Aluminiumseitenteilen, insbesondere Aluminium- Spannschalengehäusen, eingerichtet wird und ein entgegengesetzt aufladbares Polmittel, insbesondere Minuspolmittel, an dem Aufnahmebereich mit dem rotieren- den Schweißmittel, wobei zwischen Pluspolmittel und Minuspolmittel jeweils ein elektrisch isolierender, hitzestabiler Isoliermittelkorpus angeordnet wird, wobei in ei- nem, insbesondere in zwei, Isoliermittelkorpussen ein 3D-gedruckter Bereich inte- griert wird, der insbesondere mittels eines 3D-Druckverfahrens hergestellt und/oder integriert wird, insbesondere mittels eines Kunststoffpulverlasersinterverfahrens, ins- besondere mit einem oder mehreren Leitungsmitteln für Schweißgas und/oder einem oder mehreren Leitungsmitteln für Kühlwasser, insbesondere ist der Isoliermittelkor- pus überwiegend, insbesondere im Wesentlichen vollständig, im 3D-Druck-Verfahren hergestellt.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachstehenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele des Gegenstands der Erfindung in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert sind.

Es zeigen:

Fig. 1 a eine perspektivische Vorrichtung zum Orbitalschweißen,

Fig. 1 b einen erfindungsgemäßen Isoliermittelkorpus,

Fig. 1 c einen erfindungsgemäßen Isoliermittelkorpus in Schnittdarstellung, Fig 2a einen erfindungsgemäßen Isoliermittelkorpus in Schnittdarstellung Fig. 2b einen erfindungsgemäßen Isoliermittelkorpus in Schnittdarstellung und Fig. 2c einen erfindungsgemäßen Isoliermittelkorpus in Schnittdarstellung.

Fig. 1 a zeigt eine Vorrichtung 1 zum Schweißen im Orbitalschweißverfahren mittels Schweißgas in einem Lichtbogenschweißverfahren, umfassend einen Aufnahmebe- reich 2, in den ein zu schweißendes, rohrartiges Rundobjekt einsetzbar ist, wobei der Aufnahmebereich 2 insbesondere zweigeteilt mit einem Klappgelenkmittel 5 zum Zu- sammenklappen eines Schließbereichs 3 aufgebaut ist, ein um den Aufnahmebe- reich 2 rotierendes Schweißmittel 6, durch das das zu schweißende, rohrartige Rundobjekt in einer Umrundung mittels Lichtbogenschweißverfahren zu schweißen ist , wobei ein Pluspolmittel an zwei umgebenden Außenplattenmitteln 7 umfassend insbesondere Metall, insbesondere Aluminiumseitenteilen, insbesondere Aluminium- Spannschalengehäusen, eingerichtet ist und ein Minuspolmittel an dem Aufnahme- bereich 2 mit dem rotierenden Schweißmittel, wobei zwischen Minuspolmittel und Pluspolmittel jeweils ein elektrisch isolierender, hitzestabiler Isoliermittelkorpus 4 an- geordnet ist, wobei in einem, insbesondere in zwei, Isoliermittelkorpussen 4 ein 3D- gedruckter Bereich mittels eines 3D-Druckes integriert ist, insbesondere mit einem oder mehreren Leitungsmitteln 8 für Schweißgas und/oder einem oder mehreren Lei- tungsmitteln 9 für Kühlwasser, insbesondere ist der Isoliermittelkorpus 4 überwie- gend, insbesondere im Wesentlichen vollständig, aus 3D-Druck gebildet. Da bei- spielhaft zwei Isoliermittelkorpusse 4 eingesetzt sind, können diese vorteilhaft und einfach unterschiedlich aufgebaut sein, wie beispielhaft in Fig. 1b, c, 2a-c dargestellt.

Fig. 1 b zeigt einen erfindungsgemäßen Isoliermittelkorpus 4, hergestellt im 3D-Druck Verfahren, einsetzbar in eine Orbitalschweißzange, wie in Fig. 1 a, mit einem Auf- nahmebereich 2 und beispielsweise in mit einem oder mehreren Leitungsmitteln 9 für Kühlwasser, die teilweise erkennbar sind, die bis in Endbereiche 12 der Leitungsmit- tel hereinreichen, wobei Leitungsmittel 9 für Kühlwasser bis in Endbereiche 10 des Aufnahmebereichs 2 heranreichend, insbesondere bis über eine entsprechende Hö- he eines Klappgelenkmittels 5 in dem entsprechend anliegenden, in Fig. 1 dargestell- ten Außenplattenmittel 7 hinaus, in den Isoliermittelkorpus 4 integriert sind.

Fig. 1c zeigt einen erfindungsgemäßen Isoliermittelkorpus 4, wobei der in Fig. 1b ge- öffnete Bereich der Schnittdarstellung hier geöffnete in Schnittdarstellung gezeigt sind. Ein beispielhaftes Leitungsmittel 9 kühlt einen Korpusbereich 16 und ein weite- res beispielhaft den Endbereich 10.

Fig. 2a zeigt einen erfindungsgemäßen Isoliermittelkorpus, hergestellt im 3D-Druck, mit mehreren funktionalen Ebenen 13, die homogen, im Wesentlichen einstückig, ineinander übergehen, in die Leitungsmittel 8, 9 übereinander und/oder nebeneinan- der integriert sein können und somit multifunktional und zugleich sicher bis in Endbe- reiche 10, 12 arbeiten können. Leitungsmittel 8 für Schweißgas verlaufen bis in End- bereiche 12 des Aufnahmebereichs 2 heranreichend, insbesondere bis zu Gasaus- tritten 11 im Aufnahmebereich 2, insbesondere für Schweißgas in Form von Argon zur Lichtbogenaktivierung. Leitungsmittel 8 für Schweißgas und/oder Leitungsmittel 9 für Kühlwasser können somit erfindungsgemäß sicher und in einfacher Weise in ei- ner Ebene oder mehreren Ebenen 13 übereinander im Isoliermittelkorpus 4 angeord- net sein.

Weiter vorteilhaft können, wie beispielhaft dargestellt, insbesondere zur Vermeidung von unterschiedlichen Ausdehnungslängen bei Temperaturbelastung sowie für eine beträchtliche Platzeinsparung Betätigungsmittel 14 insbesondere für das Schweiß- mittel, insbesondere mechanische Antriebsmittel, insbesondere Zahnräder und/oder Zapfenmittel 15 für Zahnräder und/oder Lager für Zahnräder, insbesondere Kugella- ger, in den Isoliermittelkorpus 4 integriert ausgebildet sein.

Fig. 2b zeigt einen erfindungsgemäßen Isoliermittelkorpus 4 geöffnet mit mehreren funktionalen Ebenen 13‘, 13“, 13‘“, der eine weitere beispielhafte funktionale Ebene 13 auf einem Isoliermittelkorpus 4 wie beispielhaft in Fig. 2a gezeigt, darstellen kann.

Fig. 2c zeigt einen erfindungsgemäßen Isoliermittelkorpus 4 mit mehreren funktiona- len Ebenen 13‘, 13“, 13‘“, beispielhaft auf einer unteren funktionalen Ebene 13‘, wie beispielsweise in Fig. 2a und einer darauffolgenden, hier weiter geschlossen darge- stellten Ebene 13“, wie in Fig. 2b gezeigt. Durch die Ebenen können vielfältige Funk- tionen in den Isoliermittelkorpus integriert sein, die zugleich sicher sind und bis in Außenbereiche ausgebildet sind, so dass beispielsweise keine Kältebrücken an sen- siblen mechanischen Elementen entstehen können.

BEZUGSZEICHENLISTE

1 Vorrichtung zum Schweißen

2 Aufnahmebereich

3 Schließbereich

4 Isoliermittelkorpus

5 Klappgelenkmittel

6 Schweißmittel

7 Außenplattenmittel

8 Leitungsmittel für Schweißgas

9 Leitungsmittel für Kühlwasser

10 Endbereich (für Kühlwasser)

11 Gasaustritt

12 Endbereich (für Schweißgas)

13 Ebene

13‘ untere Ebene

13“ mittlere Ebene

13‘“ obere Ebene

14 Betätigungsmittel

15 Zapfenmittel

16 Korpusbereich