DE2811427C2 - Elektronenstrahlschweißmaschine - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine ElektronenstrahlschWeiß* maschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs I,

Elektronenstrahlschweißmaschirien dieser Art müssen notwendigerweise mit einer Dichtungsanordnung zwischen einem die Elektronenstrahlkanone tragenden Organ und dem rotierenden, weiterschältbareri Tisch ausgestattet sein, Um die füf das Elektronenstrahl· schweißen notwendigen Unterdrücke auszubilden und aufrechtzuerhalten.

Die Industrie sucht ständig nach neuen und verbesserten Wegen, um eine solche Abdichtung herbeizuführen. Alle bekannten Anordnungen sehen ein elastomeres Dichtungsmaterial vor, das, um eine Abdichtung herbeizuführen, von Haus aus ein Zusammendrücken oder Pressen erfordert, was zu hohen Gleitreibungskoeffizienten führt. Diese Bichtungsanordnungen werden infolgedessen ständig geschmiert, um die auftretende Reibung zu verringern. Solche Dichtungsanordnungen leiden außerdem unter den beim Schweißen entwickelten Dämpfen und Teilchen.

So ist es beispielsweise durch die US-PS 37 42 365 bekannt, eine Dichtung aus einem O-Ring zu verwenden. Infolge der diesen Dichtungsringen eigenen Flexibilität neigt das Dichtungsmaterial in Längsrichtung zum Verschieben. Diesem Effekt muß durch eine Zick-Zack-Formgebung der Dichtungsnut entgegengewirkt werden. Derartige Dichtungen besitzen keine Lagerfläche, d. h. keine tragende Fläche für das oberhalb der Dichtung liegende Bauteil. Ein restloses Zusammenquetschen der bekannten O-Ringe muß dadurch verhindert werden, daß die gegeneinander abzudichtenden Bauteile an anderer Stelle abgestützt sind. Hinzu kommt ein bei O-Ringen praktisch unlösbares Problem: Bei der bekennten Lösung befinden sich die Werkstücke in zylindrischen Ausnehmungen. Ein Teil der Dichtung muß bei der Umdrehung des die Ausnehmungen tragenden Teils über die Ränder der Ausnehmungen hinweglaufen, was selbst bei einer Abschrägung der Kanten sowie bei einer Glättung zu einem erheblichen Verschleiß führt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Elektronenstrahlschweißmaschine der im Oberbegriff des Anspruchs I angegebenen Gattung dahingehend zu verbessern, daß das die Elektronenstrahlkanone tragende Gehäuse sich auf dem Schweißtisch abgedichtet abstützt, ohne daß das Dichtungsmaterial durch die Kanten der relativ zum Gehnuse b, tveglichen Öffnungen der Schweißkammern übermäßig beansprucht wird.

Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt bei der Elektronenstrahlschweißmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die im Kennzeichen dieses Anspruchs angegebenen Merkmale.

Die Flachdichtung ist tragendes Element und durchaus im Stande, das Gewicht des Gehäuses zu tragen. Die Flachdichtung hat nicht die Tendenz, in die Öffnungen der Schweißkammern einzusinken und vom Rand der Öffnungen abgeschert bzw. verschoben zu werden. Durch die flächige Auflage wird eine sehr gute Abdichtung erzielt, da die Dichtwirkung des Spaltes mit dpr Spalttiefe zunimmt.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen.

Die Erfindung ist im folgenden an Hand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäß ausgebildeten Elektronenstrahlschweißmaschine,

Fig-2 eine Draufsicht auf die Elektronenstrahl· schweißmaschine, wobei das Gehäuse strichpunktiert nach einer Drehung um 180° dargestellt ist,

Fig.3 eine Frontaufrißansicht der Elektronenstrahlschweißmaschine,

F i g, 4 einen Schnitt entlang der Linie 4-4 der P i g, 3,

wobei eine Schweißkammer in offener Stellung veranschaulicht ist, und

F i g. 5 einen Schnitt entlang der Linie 5-5 der F i g. 2, wobei ein Kompensator zwischen dem Gehäuse und der Vakuumleitung dargestellt ist.

F i g. 1 zeigt eine typische Elektronenstrahlschweißmaschine mit einer Gleitdichtung und anderen Merkmalen, die angesichts der neuartigen Gleitdichtung anwendbar sind. Die Maschine ,Vf weist ein Unterteil B auf, auf dem eine Abstützung S montiert ist. Die in Abstützung 5 trägt einen Tisch Tund ist mit Mitteln zum schrittweisen Drehen des Tisches T ausgestattet. Der Tisch T besteht aus einer oberen Platte 1 und einer unteren Platte 3. Zwischen der oberen und der unteren Platte befinden sich mehrere Schweißkammern 5, 6, 8 H usw., die in gleichem Abstand entlang dem Umfang des Tisches Γ verteilt sind. Jede Kammer ist auf einer lotrechten Säule 7 angeordnet. Die Säulen 7 lassen sich in lotrechter Richtung verstellen, um die Kammer zu öffnen (wie dies für die Kammer 5 gezeigt ist) und das zu verschweißende Teil in die Kammer einzubringen. Die Säulen werden dann angehoben, um die Schweißkammern mit einer entsprechenden Anzahl von Öffr:.jngen 9, 10, 11 usw. in der oberen Platte 1 des Tisches 7" in Verbindung zu bringen und die Öffnungen abzudichten. r> Auf dem Unterteil B der Maschine M ist ferner ein lotrecht verlaufendes Bauteil 15 montiert (Fig. 2), das ein Gehäuse 17 trägt. Das Gehäuse 17 befindet sich oberhalb der oberen Platte 1 des Tisches Tund steht mit dieser mindestens teilweise in Berührung. Das Gehäuse «1 17 ist an seiner Unterseite mit einer Flachdichtung 19 (Fig.5) ausgestattet, die mit der oberen Platte 1 in innigem Kontakt steht Die obere Platte 1 ist mit einer aus rostfreiem Stahl bestehenden Verschleißplatte 32 (Fig.4) versehen, die an der Flachdichtung 19 anliegt. r> Das Bauteil 15 kann das Gehäuse 17 vom Tisch T abheben und entsprechend der strichpunktierten Darstellung in Fig.2 um 180° drehen, so daß die Flachdichtung 19 erforderlichenfalls leicht ausgetauscht werden kann. Das Gehäuse 17 weist ferner zwei gesonderte Pu.npkammern 21 bzw. 23 auf. Die Pumpkammer 21 ist mit einer Vakuumpumpe 25 über einen Kompensator 27 verbunden. Die Unterseite der Kammer 21 ist mit einer schlitzförmigen Öffnung 29 ausgestattet, die mit den öffnungen 11, 10, 9 usw. in 4-. Verbindung kommt, die zu den Schweißkammern 8,6, 5 usw. führen. Der Scnlilz erlaubt ein fortgesetztes Auspumpen der Schweißkammern, während diese in die Schweißstellung gedreht werden. Durch dia Oberseite der Kammer 23 reicht eine Elektronenstrahlkanone 31. Der Kanone 31 ist eine Vakuumpumpe 33 zugeordnet, um in der Kanone den erforderlichen Unterdruck aufrechtzuerhalten. An die Kammer 23 ist eine Vakuumpumpe 35 angeschlossen, um die Schweißkammer auf Schweißvakuum zu halten. Entsprechend F i g. 4 ist jede Schweißkammer 5, 6 und 8 mit einer Dampfabschirmung 37 versehen. Die Dampfabschirmung 37 weist eine Öffnung auf, die nur groß genug ist. um den Elektronenstrahl durchtreten zu lassen. Dies verhindert in Verbindung mit einem kleinstmöglichen Öffnungsdurchmesser in der oberen Platte 1, daß Metalloxide zwischen der Flachdichtung 19 und der Verschleißplatte 32 eingeschlossen werden. Im Betrieb wird ein Werkstück W in den unteren Teil der Schweißkammern eingebracht (Fig.4). Die Kammer wird dann angehoben, bis sie sich gegen die obere Platte 1 des Tisches Γ dichtend anlegt. Der Tch wird in die Stellung gedreht, in der die Kammer auf ein Mindestvakuum von näherungsweise 0,1 mbar vorgepumpt wird. Wegen des Schlitzes 29 kann das Vorpumpen fortgeführt werden, während der Ti^ch gedreht wird, bis die Kammer sich der Schweißstellung nähert. In dieser Stellung wird der Unterdruck auf 0,1 mbar oder darunter gehalten. Der Elektronenstrahl führt dann die Schweißung aus, worauf die Kammer in eine Entladestellung weiterbewegt wird.

Bei dem Werkstoff der Flachdichtung 19 handelt es sich vorzugsweise um mit Kupfer als Füllmittel versetztes Tetrafluoräthylen. Die Flachdichtung wirkt als kontinuierliche Dichtungs- und Lagerfläche, die eine lange Lebensdauer hat und die Wartungsdauer verringert. Außerdem sorgt die Dichtung für eine vollständige Trennung zwischen der Atmosphäre und der Vorpumpstation sowie zwischen der Vorpump- und der Schweißstation.

Um während des Schweißens das Eindringen von Luft in die Schweißkammer zu minimieren, kann die zweite Pumpi'ffnung von einer gesonderten dritten Pumpöffnung umgeben sein, die an eine dritte Vakuumpumpe angeschlossen ist. Diese Anordnung hält eine Druckdifferenz zwischen dem Schweißvakuum und der Atmosphäre aufrecht.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Elektronenstrahlschweißmaschine mit einem bewegbaren Schweißtisch, in dem eine Mehrzahl von Öffnungen ausgebildet ist, die jeweils mit einer ■» Schweißkammer zur Aufnahme von zu schweißenden Teilen in Verbindung stehen und dem Durchtritt eines Elektronenstrahls sowie zum Evakuieren der Kammern auf Schweißvakuum dienen, sowie mit einem über der Oberseite des Schweißtisches in angeordneten und mit dieser mindestens teilweise über eine Dichtung in Berührung stehenden Gehäuse, das eine mit einer Vakuumpumpeinrichtung verbundene erste Pumpkammer und eine davon getrennte, mit einer Vakuumpumpeinrichtung verbundene zweite Pumpkammer aufweist, auf der eine Elektronenstrahlkanone angeordnet ist, d a durch gekennzeichnet, daß die Dichtung als Flachdichtung (19) ausgebildet ist und gegenüber der Oberseite des Schweißtisches (T) mit einer Lagerfläehe versehe a ist.

2. Elcktror.enstrahlschweißmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flachdichtung aus mit Kupfer als Füllmittel versetztem Tetrafluoräthylen besteht. ·2ί

3. Elektronenstrahlschweißmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zum Abheben des Gehäuses (17) vom Schweißtisch (T) und zum Drehen um 180° vorgesehen ist, derart, daß die Flachdichtung (19) 3n leicht austauschbar ist.

4. Elektro »iistrahlschweißmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß über dem Scfiweißtisch (T) eine Verschleißplatte (32) angeordnet ist.

5. Elektronenstrahlschweißrrikschhe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schweißtisch (T) aus einer die Öffnungen (9,10,11) aufweisenden oberen Platte (1) und einer unteren Platte (3) besteht, zwischen denen ■*<> die Schweißkammern (5, 6, S) angeordnet sind, und daß die Schweißkammern mit Einrichtungen (7) zum Verstellen der Schweißkammern in lotrechte»- Richtung versehen sind, derart, daß die Schweißkammern zwecks Einbringen eines zu verschweißen- **> den Teiles absenkbar sowie anhebbar sind, um die Schweißkammern mit den Öffnungen (9, 10, 11) in der oberen Platte in Verbindung zu bringen und die Öffnungen abzudichten.

6. Elektronenstrahlschweißmaschine nach einem ⁵ⁿ der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Flachdichtung (19) mit einer die zweite Pumpkammer (23) umgebenden, von dieser jedoch abgetrennten dritten Pumpkammer ausgestaltet ist, um einen Differenzdruck zwischen dem ^ Vakuum in der zweiten Pumpkammer und der Atmosphäre aufrechtzuerhalten.