CH374780A

CH374780A - Einrichtung für das Schweissen mit einer in einem Schweissbrenner durch Schutzgas abschirmbaren Elektrode

Info

Publication number: CH374780A
Application number: CH7862459A
Authority: CH
Inventors: Reeh Olaf
Original assignee: Reeh Olaf
Priority date: 1958-09-29
Filing date: 1959-09-24
Publication date: 1964-01-31
Also published as: AT207212B

Description

Einrichtung für das Schweissen mit- einer in einem Schweissbrenner durchs Schutzgas- abschirmbaren Elektrode Es ist bekannt, dass der Lichtbogen eine nicht schmelzende, z. B. aus. Wolfram bestehende Elek trode thermisch ausserordentlich hoch belastet.

Um das Werkstück und die Elektrode zu schützen, darf daher der Lichtbogen nicht ohne vorherige Umspü lung der Elektrode durch ein. Schutzgas gezündet wer den. Aber auch ,nach dem Löschen des Lichtbogens soll die Zufuhr von Schutzgas so lange aufrechterhal ten bleiben, bis die Temperatur der Elektrode auf, einen Wert gesunken ist, bei dem eine Oxydation der Elektrode nicht mehr eintreten kann.

Es ist nun bereits vorgeschlagen worden, im Handgriff des Brenners ein Absperrorgan in Form eines Hahnes anzuordnen. Diese Vorrichtung gewähr leistet jedoch nicht: ein, weiteres Zuströmen von Schutzgas nach Beendigung des Schweissvorganges oder während einer Schweisspause.

Gemäss einem an deren Vorschlag kann zwar während- einer Schweiss pause Schutzgas weiter an der Elektrode austreten, jedoch ist keine Massnahme getroffen, um die aus- tretenden Gasmengen unter Kontrolle zu halten.

Zweck der Erfindung ist es nun, die Zufuhr des Schutzgases auch nach Ausserbetriebnahme des Bren ners für einen gewissen Zeitraum zu gewährleisten, der jedenfalls ausreicht, eine Oxydation- der Elek trode wirksam zu verhindern; anderseits soll sicher gestellt werden, dass nicht unnütze Mengen an teurem Schutzgas den Brenner verlassen. Gegebenenfalls soll auch eine Inbetriebnahme des Brenners ohne- Schutz gaszufuhr oder ein Weiterbetrieb bei Ausfall der Schutzgaszufuhr verhindert werden.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist nun eine Einrichtung für das Schweissen mit einer in einem Schweissbrenner durch Schutzgas abschirm baren Elektrode, wobei im Schweissbrenner für-- die Unterbindung der Zufuhr des Schutzgases aus einem Vorratsbehälter ein Absperrorgan vorgesehen- ist, welche Einrichtung dadurch, gekennzeichnet ist,

dass das Organ selbstschliessend ausgebildet ist und beim Loslassen eines Betätigungsorgans bei Ausserbetrieb- nahme des Brenners die Gaszufuhr unterbricht, und dass der- Brenner an; einen druckabhängigen Sehalter und/oder einen- Speicher für das Schutzgas- mit einer Nebenleitung angeschlossen ist;. weiche mit. der Zu- fuhrleitung für das Schutzgas:

an einer Stelle hinter, dem selbstschliessenden Organ in Verbindung steht.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Einrichtung sollnachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert werden: Der in seiner Gesamtheit mit 1 bezeichnete,- im Längsschnitt gezeigte Schweissbrenner ist mittels eins Stromkabels 3 mit einer Stromquelle 4 verbunden.

Er weist einen Anschluss 5 für die Zufuhr des Schutz gases durch eine Leitung 6. aus einer Vorratsflasche: 7 auf. Ein zweiter Anschluss B ermöglicht über eine Lei tung 9 die Verbindung; des Brenniere. 1 mit einem Speichergefäss 10 sowie mit. einem druckabhängigen Schalter 33.

Der Brenner ist luftgekühlt und infolge seiner Konstruktion. hoch- belastbar; ohne dass hiedurch das im Handgriff- befindliche, thermisch gering belastbare: elastische Schlauchstück sowie seine- von der Bedien- person anzufassenden Bauteile übermässig -erwärmt' werden.

Brennerkopf 1-1 ist der Träger der in. üblicher D er Weise mittels einer Spannzange 1.2. gehaltenen Elek trode 13 und der keramischen Düse 14 und ist- von einer Isolierung 15 umschlossen. Ferner- ist der Bren- nerkopf mit einem Zwischenstück 16 verschweisst,.

das längsaxial durchbohrt ist und sowohl zur Zufuhr des- Schweissstromes als auch des Schutzgases- dient:

An- seinem dem- Bmennerkopf. 11. abgewendeten Ende ist .im Zwischenstück 16 eine Staudüse 17 eingelötet. Durch Bemessung der Länge und des Durchmessers der Düsenbohrung 18 hat man es in der Hand;

eine Drosselung der Schutzgaszufuhr in. gewünschtem Ausmass herbeizuführen. Die Drossel bewirkt jeden falls einen starken Abfall des Druckes des Schutz gases. Mit dem Zwischenstück 16 steht ein Anschluss stück 19 .in elektrischer Verbindung, das u. a. die Aufgabe hat, dem Zwischenstück 16 und damit der Elektrode 13 die Leerlauf- bzw.

Arbeitsspannung von dem an ihm rechts angelöteten Stromkabel 3 zuzufüh- 3 zuzufüh- ren. Zu diesem Zweck und auch zur raschen Abfuhr von aus dem Zwischenstück 16 stammenden Wärme- mengen ist das Anschlussstück 19 reichlich dimen sioniert und aus gut wärmeleitendem Material ge fertigt.

Ferner ist am Anschlussstück 19 ein doppelarmi- ger Hebel 20 drehbar gelagert. Der eine Arm 21 die ses Hebels ragt zum Teil mit einer Platte 22 über die Oberfläche der Griffhülse 31 hinaus und steht unter der Einwirkung,einer Druckfeder 23. Der andere Arm 24 des Hebels besitzt ein hakenartig gebogenes freies Ende, das eine Schneide 25 aufweist. Diese Schneide wirkt unter dem Einfluss der Feder 23 auf ein elasti sches, z.

B. aus Gummi bestehendes Schlauchstück 26 in der Zufuhrleitung 6 für das. Schutzgas ein, und es ist zu erkennen, dass bei Nichtgebrauch des Bren ners, das lieft in der vom Schweissbrenner unbeein flussten Lage des. Armes 21 der Doppelhebel 20 mit dem Schlauchstück 26 ein zuverlässig wirkendes Ab sperrorgan für die Zufuhrleitung bildet.

Das Anschflussstück 19 ist auch mit :einer Längs bohrung 27 versehen, die- hinter dem Anschluss eines. Rohres 30 zum Absperrorgan 20-26, aber vor der Staudüse 17 in die Zufuhrleitung für das Schutzgas mündet. Diese Längsbohrung führt über den bereits erwähnten Anschluss 8 und die Nebenleitung 9 zu dem Speichergefäss 10.

Die Mündung 2 des Rohres 16 in die Zufuhrleitung für das Schwitzgas liegt in einem Nippel 28, welcher .einerseits mit einer Über- wurfmutter 29 an das Zwischenstück 16 und ander seits an das Rohr 30 in; der Zufuhrleitung angeschlos sen ist.

Das Rohr 30 führt zu dem Schlauchstück 26, welches, wie erwähnt, ein Teil: des selbsttätig wirken den Absperrorgans ist und zum Anschluss 5 und der Leitung 6 führt.

Der Brenner isst schliesslich mit der äusseren, aus Kunststoff bestehenden Hülse 31 versehen, die vorn in den Isolationskörper 15 für das Zwischenstück 16 und den Brennerkopf 11 übergeht. Dieser Isolations körper kann z. B. aus Asbestzement bestehen und liegt an den zu isolierenden Teilen nicht voll an. Er ist mit Öffnungen 32 versehen; so dass infolge der Luftzirkulation eine Kühlung des Brennerkopfes bzw.

des Zwischenstückes erzielt wird-.

Es wird der zwischen Staudüse 17 und Absperr organ steigende oder fallende Druck benützt, über einen druckabhängigen Schalter 33 am Speichergefäss 1-0 einen Steuerstromkreis zu öffnen oder zu schlie ssen, mit dem über geeignete elektrische Einrichtun- gen der Schweissstrom, aber auch andere mit dem Schweissen in Beziehung stehende Vorgänge gesteuert werden können.

Beispielsweise kann hiemit der für das Schweissen von Aluminium zusätzlich erforder liche hochfrequente Strom gesteuert werden; aber auch, rein. mechanische, im Zusammenhang mit dem Schweissen stehende Vorgänge können durch den Schalter 33 überwacht werden.

Das zugeführte Schutzgas gelangt über die, Zu- fuhrleitung 6 und das. geöffnete Absperrorgan 20-26 zum Anschlussstück 28 und. damit vor die Staudüse 17. Von hier strömt ein Teil des Gases über die Nebenleitung 9 in: das. Speichergefäss 10, während gleichzeitig ein anderer Teil die Düse 17 unter star kem Druckabfall zum Brennerkopf durchsetzt.

So bald der Druck im Speichergefäss 10 einen bestimm ten Wert erreicht hat, wird durch den druckabhängi gen Schalter 33 der Arbeitsstrom eingeschaltet, und es kann nunmehr der Lichtbogen unter Umspülung durch Schutzgas gezündet werden.

Wird der Brenner von der Bedienungsperson aus der Hand gelegt, so unterbindet das Absperrorgan 20-26 die weitere Zufuhr von Schutzgas aus der Vorratsflasche 7. Nunmehr fliesst aus dem Speicher 10 -noch ausreichend, Schutzgas über die Neben- leitung 9 und die: Staudüse 17 in den Brennerkopf 11 und verhindert damit ein Oxydieren der Elektrode 13.

Der Schweissstrom war bei Abfall dies. Druckes im Speicher 10 bereits abgeschaltet worden.

Am Brenner sind noch weitere Massnahmen mög lich, um ihn in thermischer Hinsicht zu verbessern.

So kann im Zwischenstück 16 die Bohrung mit einem Gewinde versehen sein, wodurch sich die Oberfläche derselben vergrössert und eine günstigere Wärme abgäbe an das durchfliessende Schutzgas ermöglicht. Dies bedeutet aber eine verbesserte Kühlung;

über dies verbessert ein warmes Schutzgas die Güte der Schweissung. Ferner bestehen Brennerkopf 11 und Zwischenstück 16 aus einem Material von geringer Wärmeleitfähigkeit; so dass an der Lichtbogenselte des Brenners erhebliche Wärmemengen abgestrahlt wer den und nicht zum Handgriff gelangen.

Auch die Anordnung der Staudüse trägt zur Verbesserung der Wärmeverhältnisse am Brenner bei, weil die aus gut wärmeleitendem Werkstoff gefertigte Staudüse infolge der Lötverbindung aus dem Zwischenstück kom mende Wärmemengen rasch an die Bohrung der Stau düse leitet und an das Schutzgas abgibt und zudem das expandierende Schutzgas abkühlend wirkt.

Die als Handgriff dienende Hülse 31 sowie der Betätigungsteil 22 des Absperrorgans sind aus elek trisch isolierendem Werkstoff; in der Regel aus Kunststoff, hergestellt.

Schliesslich kann die Grifflänge des- Brenners vorteilhaft vermindert werden, wenn statt eines zwei armigen Hebels für das selbstschliessende Ventil ein: einarmiger Hebel vorgesehen wird.

Dieser ist eben falls durch eine Feder ähnlich der Feder 23 dauernd belastet, wobei,ein Klemmring das Schlauchstück 26 in der Zufuhrleiüung 6 für das Schutzgas gegen einen festen Anschlag drückt. Diese Massnahme ermöglicht eine besonders kurze Bauweise des Ventils,

da der zweite Hebelarm entfällt: Es bleibt zu erwähnen, dass die Einrichtung nach der Erfindung selbstverständlich auch einen Brenner mit Wasserkühlung aufweisen kann, wobei dann die stromführenden Teile des Brenners in der Regel aus Kupfer gefertigt sind und die elektrische Isolierung aus Kunststoff besteht.

Ebenso ist die Erfindung an wendbar auf Schutzgas-Schweisseinrichtungen mit .sich verbrauchenden Elektroden, wobei dann die Spann- zange durch ein Kontaktrohr aus Kupfer und die Brennerkappe durch einen Drahtförderschlauch er setzt sind,

in welch letzteren mittels einer Drahtför- dereinrichtung der Schweissdraht von einer Draht haspel mit einer Abschmelzgeschwindigkeit gleichen Geschwindigkeit eingeschoben wird.

Der Zweck der Erfindung kann statt mittels. der im Beispiel beschriebenen. Kombination eines druck abhängigen Schalters mit einem Speicher auch mit tels eines druckabhängigen Schalters allein oder mit tels eines Speichers allein .erzielt werden.

Im ersten Falle (druckabhängiger Schalter) findet zwar kein eigentliches Nachströmen von Schutzgas statt, doch erfolgt die Unterbrechung des Schweiss- stromnes bereits bei Druckabfall, also zu einem Zeit punkt, wo noch Schutzgas an der Elektrode vorhan den ist.

Darüber hinaus wird auch gewährleistet, dass der Schweissstrom :erst bei Vorhandensein eines be stimmten Schutzgasdruckes eingeschaltet wird oder werden kann und bei Absinken unter diesen Wert abgeschaltet Wird.

Im zweiten Falle (Speicher) wird beim Schliessen des Klemmorgans 24, 25 die Elektrode durch das aus dem Speicher 10 nachströmende Schutzgas geschützt.

Claims

PATENTANSPRUCH Einrichtung für das Schweissen mit einer in einem Schweissbrenner durch Schutzgas. abschirm baren Elektrode, wobei im Schweissbrenner für die Unterbindung der Zufuhr des Schutzgases: aus einem Vorratsbehälter ein Absperrorgan vorgesehen;

ist, da durch gekennzeichnet, dass das Organ(20-26) selbst schliessend ausgebildet ist und beim, Loslassen eines Betätigungsorgans (22) bei Ausserbetriebnahme des Brenners (1) die Gaszufuhr unterbricht, und dass der Brenner an einen druckabhängigen Schalter (33) und/ oder einen Speicher (10) für das. Schutzgas mit einer Nebenleitung (9) angeschlossen ist, welche mit der Zufuhrleitung für das Schutzgas an einer Stelle (2) hinter dem selbstschliessenden Organ in Verbindung steht.

UNTERANSPRÜCHE 1. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge- kennzeichnet, dass das selbstschliessende Organ (20 bis 26) im Schweissbrenner (1) seinen doppelarmigen Hebel (20) besitzt, von dem ein Arm (21, 22) unter dem Druckeiner Federe (23) aus dem. Griff (31) des Brenners herausragt,

so dass er bei normalem Ge brauch zwangläufig von der den Griff umschliessen den Hand der Bedienperson niedergedrückt werden kann, und dessen Arm (24) eine hakenartige Schneide (25) aufweist, mixt der ein aus .elastischem Material, z: B. aus Gummi, bestehendes Schlauchstück (26) in der Zufuhrleitung für das Schutzgas unter Einwirkung der Feder abklemmbar ist.

2. Einrichtung nach Patentanspruch-, dadurch ge kennzeichnet, dass .in der Zufuhrleitung für das Schutzgas hinter der Mündung (2) der zum Speicher (10) führenden Nebenleitung (8) eine Drossel (17), z.

B. in Form einer langgestreckten Düse aus gut wärmeleitendem Werkstoff, vorgesehen ist. 3. Einrichtung nach:

Patentanspruch, dadurchge- kennzeichnet, dass der Speicher (10) für das Schutz gas mit einem auf den Druck im Speicher anspre- chenden Schalter (33) versehen ist, der die, Zufuhr des Arbeitsstromes zum .Brenner (1) sowie wenig stens einen mit dem Schweissen zusammenhängenden mechanischen Vorgang steuert.

4. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass im Griff (31) des Brenners .ein An- achlusss:tück (19) angeordnet ist, das an einem Ende den Anschluss für die Nebenleitung (9) und das an- geschlossene Schweissstromkabel (3) aufweist und .an seinem anderen Ende mit der Verbindung von.

Zu fuhrleitung und Nebenleitung und mit einem zum Brennerkopf (11) führenden Zwischenstück (16) ver bunden ist, und dass das Anschlussstück als. Träger für das selbstschliessende Organ (20-26) dient. 5. Einrichtung !nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass zwecks Vermeidung der thermi schen Überlastung des Schlauchstückes (26) sowie übermässiger Erwärmung des Brennergriffes, der Iso lationskörper (15) für den Brennerkopf (11) sowie für das Zwischenstück (16) mit Löchern (32) ver sehen ist und am Brennerkopf und am Zwischenstück nur stellenweise anliegt,

und dass der B.nennerkopf sowie das Zwischenstück aus. schlecht wärmeleiten- den Werkstoffen gefertigt sind, woben die Oberflä chen der Bohrung des Zwischenstückes und des Bren- neirkopfes z:

B. durch Einschneiden eines Gewindes vergrössert sied, und dass die Staudüse. aus einem gut wärmeleitenden Werkstoff im Zwischenstück oder im- Giiffstück befestigt, z. B. eingelötet, ist.

6. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, d'ass das selbstschliessende Organ im Schweissbrenner (1) einen einarmigen Hebel besitzt, der einen Wemmring aufweist, mit dem unter der Einwirkung einer Druckfeder das Schlauchstück (26) in der Zufuhrleitung für das Schutzgas gegen seinen festen Anschlag durch Abklemmen schliessbar ist. -