(57)【要約】  本発明は、少なくとも溶接ワイヤ（１３）を供給する装置（３２）用のトーチ本体（４６）と、同芯に延伸し、溶接ワイヤ（１３）を工作物（１６）が配置されている方向に案内する穴（３３）および案内穴（３４）を有する接触チューブ（３０）とを有し、溶接ワイヤ（１３）に接触チューブ（３０）を介して電気エネルギーを供給でき、供給装置（３２）の一端が接触チューブ（３０）の案内穴の中に配置され、溶接ワイヤ（１３）用の穴（４０）を有する導電性の末端部材（３６）が設けられている溶接トーチ（１０）に関する。消耗部品、そのような、特に接触チューブ（３０）の耐久性と供用寿命とが延長された溶接トーチを提供するために、接触チューブ（３０）の案内穴（３４）の中に可動に配置される供給装置（３２）の末端部材（３６）が提供される。
2009518190.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶接ワイヤ（１３）を供給するための少なくとも１つの装置（３２）と、その中を同芯に延伸して前記溶接ワイヤ（１３）を工作物（１６）の方向に案内するための穴（３３）および案内穴（３４）を有する接触チューブ（３０）とがその中に配置されたトーチ本体（４６）を有し、
前記溶接ワイヤ（１３）は、前記接触チューブ（３０）を介して電気エネルギーが供給され得、
前記供給装置（３２）の一端は、前記接触チューブ（３０）の前記案内穴（３４）の中に配設され、
前記溶接ワイヤ（１３）のための穴（４０）を有する導電性の末端部材（３６）を備え、
前記供給装置（３２）の前記末端部材（３６）は、前記接触チューブ（３０）の前記案内穴（３４）の中に可動に配設されていることを特徴とする溶接トーチ（１０）。
【請求項２】
前記末端部材（３６）から前記溶接ワイヤ（１３）への低い電気抵抗での付加的な電流伝達があるように、前記接触チューブ（３０）と前記末端部材（３６）との間で、電気的接続が形成されることを特徴とする請求項１の溶接トーチ（１０）。
【請求項３】
前記供給装置（３２）の前記末端部材（３６）は、前記接触チューブ（３０）の前記案内穴（３４）の中に回転および揺動可能に配置されていることを特徴とする請求項１または２の溶接トーチ（１０）。
【請求項４】
前記供給装置（３２）は、前記溶接ワイヤ（１３）を搬送するための内側の穴（４１）を有し、前記内側の穴の径は、前記末端部材（３６）の穴（４０）の径および前記接触チューブ（３０）の穴（３３）の径よりも大きく、前記接触チューブ（３０）の前記穴（３３）の径は、前記末端部材（３６）の穴（４０）の径よりも小さいことを特徴とする請求項１から３のいずれかの溶接トーチ。
【請求項５】
前記末端部材（３６）の前記穴（４０）の径は、前記溶接ワイヤ（１３）の径より２０から５０パーセント、好ましくは３０パーセント大きいことを特徴とする請求項１から４のいずれかの溶接トーチ（１０）。
【請求項６】
前記供給装置（３２）は、前記末端部材（３６）の前記穴（４０）の中心軸が、前記接触チューブ（３０）の前記穴（３３）の中心軸に対して傾斜するように、前記接触チューブ（３０）に偏芯して配置されることを特徴とする請求項１から５のいずれかの溶接トーチ（１０）。
【請求項７】
前記末端部材（３６）は、一端に、前記供給装置（３２）の一端を受け入れるための遷移領域（３７）を有することを特徴とする請求項１から６のいずれかの溶接トーチ（１０）。
【請求項８】
前記遷移領域（３７）は、凹部（３８）によって形成され、その径は、前記供給装置（３２）の外径に略対応することを特徴とする請求項７の溶接トーチ（１０）。
【請求項９】
前記末端部材（３６）の前記遷移領域（３７）は、前記供給装置（３２）に固定して接続可能であることを特徴とする請求項７または８の溶接トーチ（１０）。
【請求項１０】
前記末端部材（３６）の前記遷移領域（３７）は、前記供給装置（３２）に取り外し可能に接続可能であることを特徴とする請求項７または８の溶接トーチ（１０）。
【請求項１１】
前記末端部材（３６）は、前記遷移領域（３７）に対向する端部に橋梁（４４）を有することを特徴とする請求項１から１０のいずれかの溶接トーチ（１０）。
【請求項１２】
前記橋梁（４４）は、前記案内穴（３４）の調芯リングとして設計され、前記橋梁（４４）の外径が前記接触チューブ（３０）の前記案内穴（３４）の径より僅かに小さいことを特徴とする請求項１１の溶接トーチ（１０）。
【請求項１３】
前記橋梁（４４）および前記遷移領域（３７）は、接続部材（４２）を介して互いに接続されることを特徴とする請求項１１または１２の溶接トーチ（１０）。
【請求項１４】
前記接続部材（４２）は、前記橋梁（４４）より小さい外径を有することを特徴とする請求項１３の溶接トーチ（１０）。
【請求項１５】
前記末端部材（３６）の外径は、前記遷移領域（３７）から前記橋梁（４４）の方向に、前記接続部材（４２）に向かって先細になっていることを特徴とする請求項１１から１４のいずれかの溶接トーチ（１０）。
【請求項１６】
前記凹部（３８）は、前記末端部材（３６）の前記穴（４０）へと円錐状に変化することを特徴とする請求項８から１５のいずれかの溶接トーチ（１０）。
【請求項１７】
前記末端部材（３６）の前記橋梁（４４）の全体および前記末端部材（３６）の前記接続部材（４２）の一部は、前記接触チューブ（３０）の前記案内穴（３４）の中に突出することを特徴とする請求項１から１６のいずれかの溶接トーチ（１０）。
【請求項１８】
前記供給装置（３２）は、少なくとも、それを前記末端部材（３６）に固定する部分が、可撓性、典型的には可撓性コイル（４５）であることを特徴とする請求項１から１７のいずれかの溶接トーチ（１０）。
【請求項１９】
前記供給装置（３２）は、少なくとも、それを前記末端部材（３６）に固定する部分が、高い熱抵抗を有する材料で形成されていることを特徴とする請求項１から１８のいずれかの溶接トーチ（１０）。
【請求項２０】
溶接ワイヤ（１３）を溶接トーチ（１０）の中に案内する装置（３２）用の末端部材（３６）であり、接触チューブ（３２）の案内穴（３４）の中に配置された前記供給装置（３２）の端部に固定可能な末端部材であって、
導電性の材料からなり、前記溶接ワイヤ（１３）のための穴（４０）を備えることを特徴とする末端部材（３６）。
【請求項２１】
前記接触チューブ（３０）の前記案内穴（３４）に対向する端部は、前記接触チューブ（３０）の前記案内穴（３４）の中に可動に接続されるように設計されていることを特徴とする請求項２０の末端部材（３６）。
【請求項２２】
請求項１から１９のいずれかの溶接トーチ（１０）用の請求項２０または２１の末端部材（３６）。
【請求項２３】
溶接ワイヤ（１３）のための穴（３３）と、供給される前記溶接ワイヤ（１３）を受け入れ、前記穴（３３）に送り出すための案内穴（３４）とを有し、
前記案内穴（３４）と前記穴（３３）との間に、前記溶接ワイヤ（１３）を供給するための装置（３２）の末端部材（３６）を受け入れるための凹部（４９）によって、遷移領域が形成されていることを特徴とする接触チューブ（３０）。
【請求項２４】
前記凹部（４９）は、前記末端部材（３６）の球体（５０）を受け入れるために、実質的に球形に設計されていることを特徴とする請求項２３の接触チューブ（３０）。
【請求項２５】
前記球体（５０）の径は、前記凹部（４９）の径より僅かに小さいことを特徴とする請求項２４の接触チューブ（３０）。
【請求項２６】
請求項２０から２２のいずれかの末端部材を含む請求項１から１９のいずれかの溶接トーチ用の請求項２３から２５のいずれかの接触チューブ（３０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トーチ本体を有する溶接トーチに関し、トーチ本体は、溶接ワイヤを供給する少なくとも１つの装置と、トーチ本体と同芯に延伸し、溶接ワイヤを工作物の方向に案内する穴および案内穴を有する接触チューブとが配設され、溶接ワイヤに接触チューブを介して電気エネルギーを供給でき、供給装置の一端が接触チューブの案内穴の中に配置され、溶接ワイヤのための穴を有する導電性の末端部材を備える。
【０００２】
同様に、本発明は、溶接トーチの中に溶接ワイヤを供給する装置用の末端部材に関し、末端部材は、接触チューブの案内穴の中に配置された供給装置の端部に固定される。
【０００３】
さらに、本発明は、また、溶接ワイヤ用の穴および該穴に供給および送出される溶接ワイヤを受け入れる案内穴を有する接触チューブにも関する。
【背景技術】
【０００４】
実質的に自身に固定された接触チューブを有し、接触チューブと接触チューブの内側の穴を通して供給される溶接ワイヤとの電気的接触が達成される溶接トーチが公知である。ここでは、溶接ワイヤは、いわゆる「コア」を通して溶接トーチに案内され、コアの一端は好ましくは接触チューブの１つの穴に受け入れられている。接触チューブの中で、コアの端部のための穴は、溶接ワイヤがコアによって内側の穴の中に案内されて接触するように、溶接ワイヤのための内側の穴に接続される。
【０００５】
この状況で、溶接ワイヤの搬送により発生する摩耗物がコアによって接触チューブの内側の穴の中に直接搬送され、これにより接触チューブの穴の径を「狭窄」および減少させることが欠点である。結果として、接触チューブは、定期的に交換および清掃されなければならない。同様に、コアの端部の接触チューブの穴の中への、通常堅い固定のために、供給された溶接ワイヤの捻れを補償できないことが欠点である。さらに、これは、溶接ワイヤの搬送力を増大させ、溶接ワイヤの品質に悪影響を及ぼし、さらなる摩耗物を発生させ、これにより、内側の穴をさらに急速な狭窄をもたらす。
【０００６】
ＷＯ９９／３０８６３Ａ１から、接触チューブに受け入れられた溶接ワイヤ案内装置への遷移部材の固定が公知となっている。遷移部材の目的は、いわゆる曲がりが小さくなるように接触チューブの穴の中を溶接ワイヤが通るよう、溶接ワイヤを適切に整列させることである。
【０００７】
ＵＳ６４９５７９８Ｂ１もまた、接触チューブが頻繁に交換されなければならない程に溶接の摩耗が比較的高い、溶接ワイヤを接触チューブに案内する装置の遷移部材を示す。
【０００８】
最後に、ＷＯ２００３／０３９８００Ａ１は、溶接ワイヤの摩耗物による「狭窄」を防止する手段も採用されていない、溶接ワイヤを案内する穴を有する接触チューブを示す。
【０００９】
この状況で、遷移部材が接触チューブに堅固に接続されていることは、例えば、曲がりが連続してのみ発生し、補償されないので、増加した曲がりがさらなる摩耗物を発生させるように、欠点である。そして、摩耗物は、接触チューブの中に堆積して、狭窄を発生させ、こうして、接触チューブの供用寿命を実質的に短縮する。同様に、遷移部材が非導電性材料からなり、それにより溶接ワイヤの２次的接触が発生し得ないことは欠点である。このため、接触チューブの中で溶接ワイヤが「停滞」する危険性が高くなる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の課題は、摩耗部品、特に接触チューブの供用寿命が実質的に増加した、上述の溶接トーチを提供することにある。本発明の他の課題は、溶接トーチなどのための、可能な限り供用寿命が長い末端部材および接触チューブを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の第１の課題は、供給装置の末端部材が接触チューブの案内穴の中に可動に配設された上述の溶接トーチによって達成される。
【００１２】
供給装置の導電性の末端部材は、接触チューブの延長であり、それ故、接触チューブの大部分が末端部材の穴の中に堆積し、これにより、接触チューブの穴の中に堆積が発生しないため、接触チューブの穴の狭窄と径の減少を実質的に防止することで達成される。導電性の末端部材は、第２の導電接続、溶接ワイヤへ搬送抵抗の低いいわゆる「２次接触」がその手段により達成されるので、本質的な利点である。接触チューブの接触が途絶えたとき、この第２の導電接続は溶接ワイヤへの電流／エネルギーの伝達を確保する。加えて、溶接プロセスの間、接触チューブの電流負荷が実質的に低減されることは、利点である。接触チューブの中に末端部材を可動に配設することにより、溶接ワイヤが搬送されることにより、溶接ワイヤの曲がった経路が形成され、摩耗物がこの部分に堆積するとき、末端部材が偏向、つまり、接触チューブに対して傾斜させられることが達成される。このため、溶接ワイヤの搬送力が低減および／または一定に維持され得る。これにより、末端部材および供給装置の端部は溶接ワイヤを捻るのに適する。
【００１３】
低い電気抵抗による溶接ワイヤへのさらなる電流伝達がもたらされるような電気的接続が接触チューブと末端部材との間に構築されたなら、導電性の末端部材との溶接ワイヤの第２の接触が集中的になされ、それ故、供給装置の熱応力の実施的な最小化が達成される。
【００１４】
供給装置の末端部材が回転可能および可動に接触チューブの案内穴の中に配設されていることがまた利点である。
【００１５】
有利にも、供給装置は、溶接ワイヤを搬送するための内側の穴を有し、その径は、末端部材の穴の径より大きく、接触チューブの穴の径は末端部材の穴の径よりも小さい。これにより、末端部材の穴の径は、使用される溶接ワイヤの径に合わせて調節され、穴の径を段階的に減少させることで自動送りが促進される。
【００１６】
本発明のさらなる特徴によれば、末端部材の穴の径は、溶接ワイヤの径より２０から５０％、典型的には３０％大きい。
【００１７】
末端部材の穴の中心軸が接触チューブの穴の中心軸に対して傾斜するように、供給装置が接触チューブに偏芯して配設されていれば、接触チューブの穴の中で溶接ワイヤに対する安全な電流伝達が達成されるであろう。
【００１８】
末端部材が一端に、供給装置の末端部材を受け入れる遷移領域を有することもまた利点である。このため、末端領域の遷移領域が簡単な方法で差し込まれるので、供給装置への簡単な固定が達成される。
【００１９】
この状況で、径の寸法は、プラグ接続が安全な接続を確実にし、前者が小さな努力で構築され得るという利点である。ここで、末端部品の遷移領域と供給装置との間の接続は、固定または着脱可能に設計され得る。着脱可能な接続、例えばねじ接続の使用により、簡単で素早い末端部材の交換を可能にすることが達成される。
【００２０】
本発明のさらなる特徴によれば、末端部材は、遷移領域に対向する端部に橋梁を有してもよい。これの橋梁は、橋梁の外側の径が接触チューブの案内穴の径よりも僅かに小さい、案内穴のための調芯リングとして設計されてもよい。これにより、溶接ワイヤの末端部材の穴から接触チューブの穴への通過が低摩擦であることが保証される。
【００２１】
橋梁と遷移領域とは、接続部材によって互いに接続されてもよい。
【００２２】
この状況で、接続部材は、好ましくは、橋梁よりも小さい外側の径を有する。
【００２３】
末端部材の外側の径は、好ましくは、遷移領域から、橋梁の方向に接続部材に向かってテーパを有するように設計される。
【００２４】
凹部は、末端部材の穴の中の円錐状の通路であってもよい。
【００２５】
橋梁全体および末端部材の接続部材の一部が接触チューブの案内穴の中に突出する方法により、末端部材が適当に移動特に、回動および／または揺動してもよいような、対応するクリアランスが案内穴に提供される。ここで、橋梁および接続部材は、接触チューブの案内穴の中の末端部材の傾斜位置または上記の傾斜が供給装置の偏芯した配置によって達成され、それにより、接触チューブから導電性の末端部材および対応する溶接ワイヤへの電流の伝達が生じるような溶接ワイヤの安全な接点を提供するように、案内穴と電気的に接続される。このように、導電性の末端部材によって、接触チューブの可動の延長が提供される。これは、従来技術から公知の接触チューブまたは単体の接触チューブでは不可能である。
【００２６】
供給装置が、末端部材に対するその固定の少なくとも一部において、典型的には可撓性コイルによって、柔軟であるように設計される。この手段は、末端部材の案内穴の中での可動性を促進し、接触チューブおよび末端部材から溶接ワイヤへの電流の伝達を確実にするからである。これは、また、端部の柔軟な設計が接触チューブの中での末端部材の容易な偏向および回転動作を促進するので、供給装置が偏芯して配置されることをも許す。
【００２７】
供給装置は、末端部材に対するその固定の少なくとも一部において、高い熱抵抗を有する材料で形成されている。それにより、末端部材と供給装置との断熱が達成され、供給装置の熱破壊の防止を達成し、それは、例えば、プラスチックまたは黒鉛からなる。
【００２８】
本発明の課題は、また、導電性の材料で形成され、溶接ワイヤのための穴が設けられた上述の末端部材によっても達成される。
【００２９】
有利には、接触チューブの案内穴に面する末端部材の端部は、接触チューブの案内穴の中での末端部材の可動な接続のために設計されている。
【００３０】
有利には、末端部材は、上述の特徴を有する。
【００３１】
それらにより得られる利点は、先に記載した利点から学び取れる。
【００３２】
本発明の課題は、また、案内穴と穴との間の遷移領域が溶接ワイヤを供給する供給装置の末端部材を受け入れる凹部によって形成された、上述の接触チューブによっても達成される。
【００３３】
この状況で、凹部は、一端に球体を含む末端部材が凹部の中に嵌るように、球形であってもよい。
【００３４】
ここで、末端部材の球体の径は、接触チューブの凹部の径よりも僅かに小さい。
【００３５】
有利には、末端部材は、上述の特徴を有する。
【００３６】
それらがもたらす利点も、また、先に記載した利点から学び取れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
本発明は、添付した概略図によってより詳しく説明される。
【００３８】
最初に、模範的実施形態の同じ部分は、同じ参照番号を有することを注記する。
【００３９】
図１は、例えば、ＭＩＧ／ＭＡＧ溶接またはＷＩＧ／ＴＩＧ溶接、或いは、電極溶接法、ダブルワイヤ／タンデム溶接方法、プラズマまたはハンダ付け法などの、最も多様な溶接プロセスまたは方法のための溶接装置１または溶接プラントを示す。
【００４０】
溶接装置１は、それぞれ、電源要素３を含む電源２、制御装置４、および、電源要素３と接続されたスイッチ部材５を含む。スイッチ部材５および制御装置４は、ガスリザーバ９と溶接トーチ１０またはトーチとの間に、ガス８、典型的には、例としてＣＯ２、ヘリウムまたはアルゴンなどのような保護ガスのための供給ライン７に配設された制御弁６に接続されている。
【００４１】
加えて、追加材料または溶接ワイヤ１３を供給ドラム１４またはワイヤコイルから供給ライン１２を介して溶接トーチ１０の部分に供給する、通常ＭＩＧ／ＭＡＧに使用される溶接ワイヤフィーダ１１が制御装置４によって起動させられてもよい。勿論、従来技術から公知のように、付属装置と同様に設計するよりも、図１に示すように、ワイヤフィーダ１１を溶接装置１および典型的にはそのハウジング内に一体化することができる。
【００４２】
溶接トーチの外側の処理領域に溶接ワイヤ１３または追加材料を供給することは、通常、ＭＩＧ／ＭＡＧ溶接の場合に、その端部に溶接トーチ１０の中で好ましくは非消耗電極が設けられているワイヤフィーダ１１にも適する。
【００４３】
電気アーク１５、典型的には非消耗電極（不図示）と工作物１６との間の溶接のための電気アークを形成するための電力は、電源２の電源要素３から溶接トーチ１０に、典型的には溶接ライン１７を介して電極に供給され、幾つかの部分からなる溶接すべき工作物１６は、同様に溶接装置１、および、具体的には、電源２とさらなる溶接ライン１８を介して接続され、これにより、プロセスのための電力回路が電気アーク１５またはプラズマジェットを形成できるようにする。
【００４４】
溶接トーチ１０の冷却のため、溶接トーチ１０は、流体リザーバ、典型的には水リザーバ２１に、介設された流量調節器２０を介して冷却回路１９により接続され、溶接トーチ１０の冷却作用のため、溶接トーチ１０が使用状態に置かれるとき、冷却回路１９が、具体的には水リザーバ２１に収容された流体に使用される流体ポンプが始動される。
【００４５】
溶接装置１は、さらに、それを介して多くの異なる溶接パラメータ、操作モードまたは溶接装置１の溶接プログラムがそれぞれ設定され呼び出される、入力および／または出力装置２２を含む。その際、入力および／または出力装置２２によって設定される溶接パラメータ、操作モードまたは溶接プログラムは、制御装置４に伝送され、そして、その後、溶接プラントまたは溶接装置１の個々の構成要素を動作させ、それぞれ、望ましい制御値を予め設定する。
【００４６】
図示された典型的な実施形態では、溶接トーチ１０は、さらに、溶接装置１または溶接プラントにホースパック２３を介して接続されている。ホースパック２３は、溶接装置１から溶接トーチ１０に通じる個々のラインを収容する。ホースパック２３は、接続装置２４を介して溶接トーチ１０に接続されているが、ホースパック２３の中に配置された個々のラインは、接続ソケットまたはプラグイン接続を介して溶接装置１の個々の接点に接続されている。適切なホースパック２３の張力除去のために、ホースパック２３は、ハウジング２６典型的には、溶接装置１の基礎ハウジングに、張力除去手段２５を介して接続される。勿論、溶接装置１の接続のためにも接続装置２４の使用が可能である。
【００４７】
基本的に、例えばＷＩＧ装置またはＭＩＧ／ＭＡＧ装置或いはプラズマ装置のような多様な溶接方法または溶接装置１に、上記構成要素の全てが使用または採用される必要はないことを注記する。このため、例えば、溶接トーチ１０を空冷溶接トーチ１０として設計することが可能である。
【００４８】
図２および３は、通常のＭＩＧトーチにより形成された溶接トーチの高度に簡素化した構造を示す。図２は、固定部材２７またはトーチハンドルに配設した、手動操作される溶接トーチ１０では省略され得る、特にロボット溶接プラントの、自動挿入のための固定具２８を有する組み立てた状態の溶接トーチを示す。図３は、分解図において溶接トーチ１０の不可欠な構成要素、すなわち、ホースパック２３，固定部材２７、パイプベンド２９、トーチ本体４６、接触チューブ３０およびガスノズル３１を示す。
【００４９】
ホースパック２３は、接続装置２４を介してパイプベンド２９と接続されている。固定部材２７は、ホースパック２３の一部として設計されている。勿論、固定部材は、パイプベンドの構成要素として設計されてもよく、ホースパック２３は、固定部材２７或いはバーナ外郭またはバーナハンドルに、および、パイプベンド２９に接続装置２４を介して堅固に接続されてもよい。パイプベンドは、同様に固定部材２７に接続装置２４または他の従来技術から公知のカップリングを介して接続されてもよい。
【００５０】
パイプベンド２９は、冷却溝、電気エネルギー用供給ライン、ガス８用供給ラインおよび特に、「コア」と呼ばれる、パイプベンド２９にホースパック２３を介して供給される溶接ワイヤ１３の供給装置３２を含む。
【００５１】
好ましくは、供給装置３２は、ホースパック２３の中に配設され、これにより、図１の供給ライン１２を置換する。それ故、供給装置３２は、張力除去手段２５において、溶接ワイヤ１３を受け入れ、ホースパック２３が接続され、それを溶接トーチ１０の中の接触チューブ３０に案内する。供給装置３２は、それを通して溶接ワイヤ１３がワイヤフィーダ１１によって接触チューブ３０に搬送される内側穴４１を含む。接触チューブ３０において、溶接ワイヤ１３は、溶接プロセスが実行され得るように電気エネルギーとともに供給される。
【００５２】
図４に関し、接触チューブ３０は、溶接ワイヤ１３のための穴３３および供給装置３２のための案内穴３４を含む。穴３３の径は、実質的に溶接ワイヤ１３の径に適合し、案内穴３４の径は、実質的に供給装置３２の外径３９に適合する。これにより、供給装置３２は、それぞれ、接触チューブ３０に対する供給装置３２の末端部材３６の穴４０の正確な調芯がなされるように、接触チューブ３０の案内穴３４の中に導入、または、その中に進入できる。このため、溶接ワイヤ１３は、供給装置３２の末端部材３６から出るとき、低摩擦で中心を通る方法で、接触チューブ３０の穴３３の中を通過する。さらに、案内穴３４からの穴３３への遷移領域は、円錐状のテーパ３５によって形成されてもよく、それにより、鋭利なエッジをなくし、溶接ワイヤ１３の導入を促進してもよい。
【００５３】
接触チューブ３０は、導電性材料、例えば銅で形成され、好ましくはトーチ本体４６に固定される。この固定は、例えば、ねじ接続を介して達成される。溶接プロセスが開始したとき、接触チューブ３０には電気エネルギーが供給される。溶接ワイヤ１３が穴３３の中で接触チューブ３０に接触するので、接触チューブには電気エネルギーが供給される。このため、公知の点火方法、例えば、接触点火により、電気アーク１５は溶接ワイヤ１３と工作物１６との間に点火され、溶接プロセスが実行され得る。
【００５４】
消耗電極および溶接ワイヤ１３を用いる溶接プロセスのために、溶接ワイヤ１３が供給装置３２によって搬送される必要がある。ここで、溶接ワイヤ１３は、公知のＣＭＴ法の場合のように、連続的または不連続に搬送され得る。溶接ワイヤ１３の摩耗は、溶接ワイヤをホースパック２３および／または供給装置３２を通して搬送するとき、必ず発生する。発生するこの摩耗の量は、ワイヤフィーダ１１から溶接ワイヤ１３に伝達される力と搬送される溶接ワイヤ１３の長さとに主に依存する。摩耗物は、溶接ワイヤ１３が供給装置３２から案内穴３４に出ると直ぐに接触チューブ３０に、特に、接触チューブの穴３３の中に接触する。さらに、摩耗物は、公知の様式で、接触チューブ３０の「狭窄」を引き起こす。この「狭窄」は、特に、穴３３の径の減少を引き起こす。
【００５５】
これは、溶接プロセスの進行の間に穴３３の径が減少することを意味する。これは、溶接ワイヤ１３の搬送力を増加させ、穴３３の中で溶接ワイヤ１３の「停滞」または穴３３の中で溶接ワイヤ１３の詰まりを生じさせるかもしれない。溶接継ぎ目の品質への悪影響を防止するため、溶接プロセスは中断させられ、接触チューブ３０は清掃または好ましくは交換されなければならない。
【００５６】
本発明によれば、接触チューブ３０は、供給装置３２の一端に固定された末端部材３６および接触チューブ３０によって形成される接触システムに置き換えられる。この末端部材３６は、案内穴３４に受け入れられ、実質的に接触チューブ３０の延長として機能する。好ましくは、末端部材３６は、接触チューブ３０に使用されるのと同じ材質からなる。
【００５７】
以下に、独創的な接触システムが、図５から９によって概略的に示される。
【００５８】
図５は、末端部材３６の概略断面図を示す。末端部材３６は、一端に、供給装置３２のための遷移領域３７を含む。遷移領域３７を介して、末端部材３６は、供給装置３２に接続される。この目的のため、遷移領域３７は、その径が実質的に供給装置３２の外径３９に対応する実質的に円筒形の凹部３８を含む。同様に、凹部３８は、遷移領域３７が供給装置３２を受け入れ、供給装置３２を適切に固定できるように、供給装置３２の端部に対応するように設計されている。好ましくは、末端部材３６は、供給装置３２の端部に遷移領域３７を介して圧入接続により固定される。同様に、末端部材３６の固定は、取り外し可能な接続、典型的にはねじ接続を介して機能してもよい。
【００５９】
末端部材３６の供給装置３２への固定により、溶接ワイヤ１３は、穴４０を介して末端部材３６を通過でき、接触チューブ３０に受け入れられ得る。ここで、凹部３８は、好ましくは、溶接ワイヤ１３が供給装置３２から穴４０の中に低摩擦でスムーズに通過し、さらなる摩耗を低減するように、穴４０へと円錐状に変化する。さらに、穴４０の径は、好ましくは供給装置３２の内側の穴４１の径よりも小さい。
【００６０】
凹部３８から穴４０への末端部材３６の内側は円錐形であり、遷移領域３７から接続部材４２への末端部材３６の外側も同様であり、好ましくは円錐状のテーパ４３を介在している。接続部材４２の外径は、好ましくは、接触チューブ３０の案内穴３４の径よりも小さい。さらに、接続部材４２の自由端は、橋梁４４が設けられてもよい。ここで、橋梁４４は、案内穴３４の径に実質的に対応するか僅かに小さい外径を有する。これにより、中間空間が末端部材３６と接触チューブ３０の案内穴３４との間に形成され、このため、末端部材３６は、案内穴３４の中で可動である。
【００６１】
接触チューブ３０は、これにより、図６に示されるように、供給装置３２が固定された末端部材３６の接続部材４２を受け入れる。ここで、接続部材４２の一部分、例えばその４分の３だけが接触チューブ３０の案内穴３４に受け入れられており、これが末端部材３６が案内穴の中で可動である理由である。その中を溶接ワイヤ１３が案内される穴の径、すなわち内側の穴４１の径、穴４０の径４７および穴３３の径４８は、搬送方向に次第に小さくなる。接触チューブ３０の穴３３は最も小さい径４８を有し、それは、通常、溶接ワイヤ１３の径より僅かに大きいだけである。供給装置３２の内側の穴４１の径は、通常、接触チューブ３０の穴３３の径４８より大きい。末端部材３６の穴４０の径４７は、供給装置３２の内側の穴４１の径と穴３３の径４８との間の範囲にある。さらに、径は、溶接ワイヤ１３の径に適切に合わせられ、末端部材３６の穴４０の径が好ましくは溶接ワイヤ１３の径より２０から５０パーセント、典型的には３０パーセント大きい。
【００６２】
溶接ワイヤ１３が供給装置３２の中を搬送されたときに生じる、溶接ワイヤ１３の摩耗物は、末端部材３６の穴４０の中に堆積することが好ましい。
【００６３】
これは、図７から９に示すように、供給装置３２の供給が接触チューブ３０の穴３３の中心軸が偏芯させられる方法によって後押しされる。ここで、末端部材３６の穴４０は、実質的に接触チューブ３０の穴３３に対してある角度で傾斜しており、これは、供給装置３２の偏芯した供給からもたらされる。このため、供給装置３２の曲がった進路、および、それ故の溶接ワイヤ１３の曲がった進路は、末端部材３６の部分においてもたらされ、それによって、末端部材３６の穴４０の中の摩耗物の堆積が実質的に引き起こされて後押しされる。
【００６４】
摩耗物の堆積は、さらに、末端部材３６が接触チューブ３０と同じ材質からなることによって後押しされる。このため、摩耗物は接触チューブ３０の穴３３の中に殆ど達せず、それにより、溶接品質を劣化させることなく供用寿命を実質的に増加させる。このため、公知の接触チューブ３０の「狭窄」は、末端部材３６に移動する。接触チューブ３０の穴３３の径４８と比較して、より大きな穴４０の径４７により、末端部材３６の中に摩耗物のためのより大きな空間があるので、末端部材３６の中の摩耗物は、溶接プロセスへの悪影響が少ない。さらに、末端部材３６における「狭窄」は、溶接ワイヤ１３の搬送への悪影響が少なく、それ故、溶接ワイヤ１３の搬送力を略一定に保持すること、および、溶接ワイヤの品質をほぼ同じレベルに維持することを可能にする。
【００６５】
さらに、末端部材３６は、図８および９に見られるように、接触チューブ３０の穴３３の中での溶接ワイヤ１３のいわゆる「強制接触」を引き起こす。強制接触は、末端部材３６の一部の中の供給装置３２の曲がった進路によって実質的に達成され、それ故、強制的で具体的な方法で穴３３の中で溶接ワイヤ１３の接触を達成する。さらに、強制接触は、調芯リングとしての役目を果たす末端部材３６の橋梁４４によって、それにより穴４０から穴３３への溶接ワイヤ１３の安全な通過が保証されるので、促進される。さらに、末端部材３６の傾斜および溶接ワイヤの曲がった進路は、供給装置３２がいわゆる「複合コア」により形成されていることと、独創的な末端部材３６とによって達成される。従って、供給装置３２は、好ましくは実質的に黒鉛を含み、そこでは、少なくとも数センチメートルが金属または合金、例えばＣｕＡｌからなる可撓性のコイル４５に置換され、そのコイルに末端部材３６が固定されている。接触チューブ３０の案内穴３４の中の末端部材３６のこの可撓性の構成により、末端部材３６が案内穴３４の中で回転および／または揺動してもよいことを達成する。これにより、案内穴３４の中で末端部材３６の位置が変わるので、溶接ワイヤ１３の捻れが補償される。さらに、回転動作により、溶接ワイヤ１３の搬送の力を略一定に維持することが達成される。これ、例えば摩耗の低減により、溶接特性および接触チューブ３０、末端部材３６または共有装置３２のような摩耗部品の供用寿命によい影響を与える。
【００６６】
さらに、溶接ワイヤに加えられる搬送力は、末端部材３６および接続部材４２が電流が流れている接触チューブ３０の案内穴３４に対して圧接されることを促進するが、それが供給装置３２の偏芯した供給およびそれらからもたらされる傾斜により既に引き起こされていない場合である。従って、溶接ワイヤ１３のいわゆる「２次接触」が末端部材３６の穴４０の中で発生するような、接触チューブ３０から導電性の末端部材３６への連続的な電流伝達が存在する。これは、接触チューブ３０の中で溶接プロセスのための接触の本質的要素が発生するのに、２次接触が末端部材３６の中で作用することを意味する。
【００６７】
しかしながら、例えば、溶接ワイヤ１３の捻転が、溶接チューブ３０の中で接触がなくなるか少なくなるという結果をもたらすかもしれない。これは、しばしば溶接ワイヤ１３の、穴３３の中で溶接ワイヤ１３が接触チューブ３０と融合し、それ以上搬送できなくなる「停滞」を誘発する。結果として、溶接プロセスを停止しなければならない。この「停滞」は、末端部材３６の中の２次接触によって、溶接ワイヤ１３が接触チューブ３０の穴３３の中で接触していない場合にも、溶接ワイヤ１３が接触するので防止される。ここで、接触チューブ３０の中でも接触する場合のように、固有抵抗の低い末端部材３６の中で電流伝達が有利にも引き起こされる。このため、溶接プロセスに必要な電流が溶接ワイヤ１３に常に印加または供給されるので、溶接プロセスへの悪影響がない。
【００６８】
さらに、溶接ワイヤ１３への電流の伝達は、接触チューブ３０と末端部材３６とに、つまり、２つの部分に分割され、これにより、全体的摩耗を低減し、特に、接触チューブ３０の供用寿命を増加させる。この接触チューブ３０から末端部材３６への電流の伝達は、末端部材３６と接触チューブ３０とが好ましくは同じ材質からなることによって、さらに促進される。このように、溶接ワイヤ１３への電流の伝達は、接触チューブ３０の部分に集中し、それ故、供給装置３２の黒鉛部品の熱応力を最小化する。さらに、熱応力は、供給装置３２および、特に可撓性コイル４５の材質が高い熱抵抗を有することによって最小化される。このため、供給装置３２の最小化された熱応力により、摩擦力を実質的に等しく保ち、溶接ワイヤ１３の略一定の搬送を確実にする。同様に、溶接ワイヤ１３の摩耗物は、このため、実質的に最小化され、溶接ワイヤ１３の「停滞」の危険が大きく低減される。
【００６９】
勿論、独創的な末端部材３６は、供給装置３２の黒鉛部品に直接接続し、可撓性コイル４５を省略してもよい。これは、特定の用途のため、および、特定の溶接ワイヤ１３を使用するときに、有利であるかもしれない。
【００７０】
最後に、依然として、溶接プロセスの間の高い電流密度による接触チューブ３０の摩耗があることに言及しなければならない。この摩耗は、ある溶接プロセスに必要な電流強度のレベルに大いに依存する。これは、ある回数の溶接工程および１回または何回かの溶接工程のある継続時間の後に接触チューブ３０を交換する必要があることの理由である。このサイクルは、末端部材３６が、実質的に接触チューブ３０の溶接ワイヤ１３の摩耗物による「狭窄」を防止するので、末端部材３６の使用によって実質的に延長される。勿論、末端部材３６の「狭窄」は、ある時間の後に末端部材３６を交換する必要を生じさせる。さらに、供給装置３２も消耗部品であるので、末端部材３６は、好ましくは、供給装置３２と一緒に交換される。しかしながら、この文脈において、接触チューブ３０は、供給装置３２よりも頻繁に交換されねばならないことに言及しなければならない。
【００７１】
これは、また、末端部材３６、供給装置３２および接触チューブ３０の摩耗が溶接プロセスに合わせて調節されるという結果をもたらす。つまり、例えば、接触チューブ３０が１０回交換されたとき、いかなる資源も廃棄せず、いかなる消耗部品も早すぎる段階で交換されることなく、独創的な末端部材３６を含む供給装置３２も交換されなければならない。
【００７２】
接触チューブ３０および末端部材３６によって形成された、図１０および１１に係る、溶接ワイヤ１３の接触システムのさらなる実施形態において、末端部材３６は、また、接触チューブ３０の一部であってもよい。ここで、例えば、接触チューブ３０の円錐形のテーパ３５（図４参照）は、接触チューブ３０の穴３３の中への溶接ワイヤ１３のスムーズな通過を構成する、実質的に球形の凹部４９に置き換えられている。図５に係る末端部材３６の橋梁４４に替えて、図１０および１１に係る末端部材３６の端部は、接触チューブ３０の凹部４９に嵌る球体５０である。このため、勿論、凹部の径４９が球体５０の径よりも僅かに大きいことが必要である。凹部４９への末端部材３６の堅固な固定は、異なる機械的固定装置、例えばロックリングによってもたらされる。
【００７３】
接触チューブ３０および末端部材３６の説明した改良から離れ、図１から９において説明したように、これらの消耗部品は、それぞれの記載がこの実施形態にも適用されるように、改良されないままである。
【００７４】
これにより、接触チューブ３０は、２つの部品から形成され、消耗部品である。個々の消耗部品の機能が２分割接触チューブ３０に同様の方法で組み合わされている。
【００７５】
供給装置３２は、接触チューブ３０の第３の部品として含まれてもよい。これは、接触チューブ３０、末端部材３６および供給装置３２の摩耗が、迅速に交換されてもよいようなものと実質的に同じであるなら、特に長所である。
【００７６】
さらに、接触チューブ３０は、溶接ワイヤ１３の穴を有する肩が、ワイヤが導入される側に配設され、前記肩が機械加工によって形成された１部品に設計されてもよい。つまり、肩は、それが好ましくは曲がった経路を有し、それにより、接触チューブ３０の中心軸に対して角度のある配置を形成する、曲がりである。この方法で、溶接ワイヤ１３が、接触チューブ３０の中心軸に対して横断方向に偏芯して供給され、従って、接触チューブ３０の穴３３の方向の機械加工された肩の中で屈曲させられ、それにより、再度、肩の中に２次接触を形成する。ここで、肩の中で、接触チューブ３０が溶接ワイヤ１３の穴に加えて案内穴３４をも含むことは必要でない。ここで、穴の部分は、供給装置３２および特にコアが肩の中に挿入されてもよいように設計されてもよい。重ねて、供給装置３２は、接触チューブ３０の肩の中に挿入され得る末端部材３６を含んでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】溶接機または溶接装置の概略図。
【図２】溶接トーチの概略側面図。
【図３】図２の溶接トーチの分解図。
【図４】接触チューブの概略断面図。
【図５】独創的な末端部材の概略断面図。
【図６】接触チューブの中に独創的な末端部材を供給装置の概略断面図。
【図７】その中に、溶接工程の間、接触チューブの中に独創的な末端部材を含む供給装置が配設される溶接トーチのトーチ本体の概略断面図。
【図８】独創的な末端部材を含む接触チューブの中の溶接工程の間の供給装置の概略図。
【図９】独創的な末端部材を含む接触チューブの中の溶接工程の間の供給装置のさらなる概略図。
【図１０】接触チューブの一部として末端部材のさらに模範的実施形態の概略図。
【図１１】図１０の接触チューブの一部として組み立てた状態の末端部材を示す図。
【図１】
2009518190.tif 000003
【図２】
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【図３】
2009518190.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2009518190.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【手続補正書】
【提出日】平成19年9月26日(2007.9.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶接ワイヤ（１３）を供給するための少なくとも１つの装置（３２）と、その中を同芯に延伸して前記溶接ワイヤ（１３）を工作物（１６）の方向に案内するための穴（３３）および案内穴（３４）を有する接触チューブ（３０）とがその中に配置されたトーチ本体（４６）を有し、
前記溶接ワイヤ（１３）は、前記接触チューブ（３０）を介して電気エネルギーが供給され得、
前記供給装置（３２）の一端は、前記接触チューブ（３０）の前記案内穴（３４）の中に配設され、
前記溶接ワイヤ（１３）のための穴（４０）を有する導電性の末端部材（３６）を備え、
前記供給装置（３２）の前記末端部材（３６）は、前記接触チューブ（３０）の前記案内穴（３４）の中に回転可能および揺動可能に配設されていることを特徴とする溶接トーチ（１０）。
【請求項２】
前記末端部材（３６）から前記溶接ワイヤ（１３）への低い電気抵抗での付加的な電流伝達があるように、前記接触チューブ（３０）と前記末端部材（３６）との間で、電気的接続が形成されることを特徴とする請求項１の溶接トーチ（１０）。
【請求項３】
前記供給装置（３２）は、前記溶接ワイヤ（１３）を搬送するための内側の穴（４１）を有し、前記内側の穴の径は、前記末端部材（３６）の穴（４０）の径および前記接触チューブ（３０）の穴（３３）の径よりも大きく、前記接触チューブ（３０）の前記穴（３３）の径は、前記末端部材（３６）の穴（４０）の径よりも小さいことを特徴とする請求項１または２の溶接トーチ。
【請求項４】
前記末端部材（３６）の前記穴（４０）の径は、前記溶接ワイヤ（１３）の径より２０から５０パーセント、好ましくは３０パーセント大きいことを特徴とする請求項１から３のいずれかの溶接トーチ（１０）。
【請求項５】
前記供給装置（３２）は、前記末端部材（３６）の前記穴（４０）の中心軸が、前記接触チューブ（３０）の前記穴（３３）の中心軸に対して傾斜するように、前記接触チューブ（３０）に偏芯して配置されることを特徴とする請求項１から４のいずれかの溶接トーチ（１０）。
【請求項６】
前記末端部材（３６）は、一端に、前記供給装置（３２）の一端を受け入れるための遷移領域（３７）を有することを特徴とする請求項１から５のいずれかの溶接トーチ（１０）。
【請求項７】
前記遷移領域（３７）は、凹部（３８）によって形成され、その径は、前記供給装置（３２）の外径に略対応することを特徴とする請求項６の溶接トーチ（１０）。
【請求項８】
前記末端部材（３６）の前記遷移領域（３７）は、前記供給装置（３２）に固定して接続可能であることを特徴とする請求項６または７の溶接トーチ（１０）。
【請求項９】
前記末端部材（３６）の前記遷移領域（３７）は、前記供給装置（３２）に取り外し可能に接続可能であることを特徴とする請求項６または７の溶接トーチ（１０）。
【請求項１０】
前記末端部材（３６）は、前記遷移領域（３７）に対向する端部に橋梁（４４）を有することを特徴とする請求項１から９のいずれかの溶接トーチ（１０）。
【請求項１１】
前記橋梁（４４）は、前記案内穴（３４）の調芯リングとして設計され、前記橋梁（４４）の外径が前記接触チューブ（３０）の前記案内穴（３４）の径より僅かに小さいことを特徴とする請求項１０の溶接トーチ（１０）。
【請求項１２】
前記橋梁（４４）および前記遷移領域（３７）は、接続部材（４２）を介して互いに接続されることを特徴とする請求項１０または１１の溶接トーチ（１０）。
【請求項１３】
前記接続部材（４２）は、前記橋梁（４４）より小さい外径を有することを特徴とする請求項１２の溶接トーチ（１０）。
【請求項１４】
前記末端部材（３６）の外径は、前記遷移領域（３７）から前記橋梁（４４）の方向に、前記接続部材（４２）に向かって先細になっていることを特徴とする請求項１０から１３のいずれかの溶接トーチ（１０）。
【請求項１５】
前記凹部（３８）は、前記末端部材（３６）の前記穴（４０）へと円錐状に変化することを特徴とする請求項７から１４のいずれかの溶接トーチ（１０）。
【請求項１６】
前記末端部材（３６）の前記橋梁（４４）の全体および前記末端部材（３６）の前記接続部材（４２）の一部は、前記接触チューブ（３０）の前記案内穴（３４）の中に突出することを特徴とする請求項１から１５のいずれかの溶接トーチ（１０）。
【請求項１７】
前記供給装置（３２）は、少なくとも、それを前記末端部材（３６）に固定する部分が、可撓性、典型的には可撓性コイルであることを特徴とする請求項１から１６のいずれかの溶接トーチ（１０）。
【請求項１８】
前記供給装置（３２）は、少なくとも、それを前記末端部材（３６）に固定する部分が、高い熱抵抗を有する材料で形成されていることを特徴とする請求項１から１７のいずれかの溶接トーチ（１０）。
【請求項１９】
溶接ワイヤ（１３）を溶接トーチ（１０）の中に案内する装置（３２）用の末端部材（３６）であり、接触チューブ（３２）の案内穴（３４）の中に配置された前記供給装置（３２）の端部に固定可能であり、導電性の材料からなり、前記溶接ワイヤ（１３）のための穴（４０）を備える末端部材であって、
前記接触チューブ（３０）の前記案内穴（３４）に対向する端部は、前記接触チューブ（３０）の前記案内穴（３４）の中に回転および揺動可能に接続されるように設計されていることを特徴とする末端部材（３６）。
【請求項２０】
請求項１から１８のいずれかの溶接トーチ（１０）用の、請求項１９の末端部材（３６）。
【請求項２１】
溶接ワイヤ（１３）のための穴（３３）と、供給される前記溶接ワイヤ（１３）を受け入れ、前記穴（３３）に送り出すための案内穴（３４）とを有し、
前記案内穴（３４）と前記穴（３３）との間に、前記溶接ワイヤ（１３）を供給するための装置（３２）の末端部材（３６）を回転および揺動可能に受け入れるための凹部（４９）によって、遷移領域が形成されていることを特徴とする接触チューブ（３０）。
【請求項２２】
前記凹部（４９）は、前記末端部材（３６）の球体（５０）を受け入れるために、実質的に球形に設計されていることを特徴とする請求項２１の接触チューブ（３０）。
【請求項２３】
前記球体（５０）の径は、前記凹部（４９）の径より僅かに小さいことを特徴とする請求項２４の接触チューブ（３０）。
【請求項２４】
請求項１９から２０のいずれかの末端部材を含む請求項１から１８のいずれかの溶接トーチ用の請求項２１から２３のいずれかの接触チューブ（３０）。
【国際調査報告】
2009518190.tif 000014
2009518190.tif 000015
2009518190.tif 000016
2009518190.tif 000017