CH422191A - Schutzgas-Lichtbogenschweissanlage mit automatischer, regulierbarer Schutzgasnachströmung - Google Patents

Description

  Schutzgas-Lichtbogenschweissanlage mit automatischer, regulierbarer Schutzgas  nachströmung    Beim Arbeiten mit Lichtbogenschweissbrennern  mit Inertgasschutz, insbesondere unter Verwendung  einer nicht abschmelzenden, meist aus Wolfram be  stehenden Elektrode, ist es erforderlich, die hoch  erhitzte Elektrode auch nach Beendigung des je  weiligen     .Schweissvorgangs        noch    kurze Zeit vom       Schutzgas    umströmen zu lassen, und zwar bis sie  -so weit .abgekühlt ist, !dass eine Verzunderung durch  ,die     ,Einwirkung    der     Umgebungsluft        nicht    mehr ein  treten kann.

   Zweckmässig erfolgt diese Nachströmung  automatisch in der Weise, dass sie selbsttätig bei  Beendigung des Schweissvorganges beginnt und nach  einer im voraus     festgelegten    Zeitdauer     ebenso    selbst  tätig wieder beendet wird.  



  Zur Durchführung der     geschilderten    Massnah  men     sind    Einrichtungen ,der     verschiedensten    Art be  kannt. Neben der     Verwendung    von     Zeituhren    oder       ähnlichen        Verzögerungsgliedern    hat man schon be  sondere Nachströmbehälter vorgesehen, die sich wäh  rend des Schweissens     .mit    Schutzgas ,unter     einem    ge  wissen Druck füllen .und nach     Beendigung    des  Schweissvorganges ihren     Inhalt    durch eine Düse zum  Brenner strömen lassen.  



  Die gebräuchlichen -Einrichtungen dieser Art  sind meist nicht voll befriedigend. Die Anbringung  einer Zeituhr ist verhältnismässig aufwendig     und    :auch  störungsanfällig, während beim Einbau von     Nach-          strömbehältern    :keine willkürliche Anpassung der  Nachströmzeit :an das jeweilige Erfordernis möglich  ist, die Nachströmzeit vielmehr in manchen Fällen  zu lang, in anderen     wieder    zu kurz     sein    wird.  



  Gemäss der Erfindung wird eine in jeder     Hin-          Sicht    zuverlässige     automatische    und regulierbare  Schutzgasnachströmung dadurch erreicht, dass in der  Schutzgas-Zuführungsleitung zum Brenner hinter  einem Regelventil ein membranbetätigtes Absperr-    ventil eingeschaltet ist, das durch den Gasdruck in  einer hinter dem Reduzierventil von der Hauptleitung  abzweigenden und zu dieser parallel verlaufenden  Steuerleitung     mittels.    eines druckabhängigen Organs  geschlossen wird, wobei in der     Steuerleitung    vor  der Anschlussstelle zum Druckraum oberhalb der  Membrane eine Drossel und hinter (der Anschluss  stelle ein handbetätigtes Absperrorgan vorgesehen  sind..

   Schutzgashaupt- und -nebenleitung vereinigen  sich vorzugsweise im Brennerhandgriff, in dein  zweckmässig ,auch das     handbetätigte    Absperrorgan  untergebracht ist.  



  Die in der Schutzgas-Steuerleitung gelegene Dros  sel wird zweckmässig, sofern sie fest eingestellt ist,  so bemessen, dass die Zeitspanne, innerhalb :derer  bei Odem durch das Reduzierventil konstant gehalte  nen Gasdruck genügend Gas in den Druckraum ober  halb der Membrane des Absperrventils einströmt,  um dieses in Schliessstellung zu bringen, der für die  Nachströmung :erforderlichen     Zeitspanne        entspricht.     Anderseits kann die in der Schutzgas-Hauptleitung       .gelegene,        fest        eingestellte    Drossel so bemessen sein,  ,dass bei durch das Reduzierventil konstant :

  gehalte  nem Gasdruck und bei Offenhaltung des Regelventils  sowie des membranbetätigten  eine     zur     Deckung des maximalen Schutzgasbedarfes des Bren  ners voll ausreichende     Gasmenge    zum Brenner  strömt.  



  .Es wind .ein Schutzgas-Lichtbogenschweissbrenner  geschaffen, der sich durch einfache und gegen Stö  rungen unempfindliche Bau- und     Wirkungsweise    aus  zeichnet. Dabei ist von besonderem     Vorteil,    wenn       'un        Brennergniff    nur     ein        einziges    Absperrorgan ange  ordnet ist, so     @dass    der Brenner sehr leicht     und        kein.          gehalten    werden kann.

   Die übrigen     Einrichtungen     dagegen     befinden    sich mit Vorteil entweder unmittel-      bar ,an der     Gasflasche    oder aber in     einem    gesonder  ten Steuergerät, ohne die Bedienungsperson     räumlich     oder     ,gewichtsmässig    zu     belasten.     



  Die     Zeichnung        veranschaulicht    den     Gegenstand     ,der Erfindung in einer     beispielsweisen        Ausführungs-          form,        und        zwar        zeigen:     Fig. 1 eine schematische Darstellung einer     Schutz-          gas-Lichtbogensehweissanlage    .im gesamten und  Fig. 2 das membranbetätigte Absperrventil allfein  in vergrössertem Massstab.  



  Das :dem mit :einer nicht     abschmelzenden    Elek  trode ausgestatteten     Brenner    1 zuzuführende Schutz  gas     wird    der     Vorratsflasche    2 entnommen. An dieser  ist das übliche Reduzierventil 3, das Aden Gasdruck  lauf einer bestimmten Höhe, beispielsweise 4 atü,  konstant hält, sowie ein Gasmengenmesser 4 -:an  gebracht.

   Hinter dem diese     Teile        tragenden        Stutzen          teilt        sich    die Gasleitung in zwei parallele Zweige,  und     zwar        in    die     Hauptleitung    5     mit    dem Regelventil  6 und der fest eingestellten Drossel 7, an die sich  ein membranbetätigtes Absperrventil 8 anschliesst,  sowie .in, die Steuerleitung 9, in der sich ebenfalls  eine in der Regel festeingestellte Drossel 10     befindet.     Die beiden     ,Leitungen    5 und 9     führen        dann,

      vor  zugsweise in     Gestalt    von     ,zwei    flexiblen Schläuchen  5' und 9', zum Brennerhandgriff 11, in dem sie sich  -     hinter    einem in     der    Steuerleitung 9'     .angebrachten     handbetätigten Absperrorgan 12 - wieder     vereinigen.     Das Gas strömt dann in     bekannter    Weise zum Bren  ner 1.  



  Das in der Hauptgasleitung 5 angeordnete mem  branbetätigte Absperrventil 8 wird mittels einer  druckabhängigen     Membrane    13, :an deren Stelle ,auch  ,ein     sonstiges    hierfür geeignetes     Glied,    wie beispiels  weise ein Druckzylinder mit beweglichem Kolben,  treten kann, entgegen der Kraft einer in     öffnendem     Sinne wirkenden Feder 14 durch Aden in der Steuer  leitung 9     herrschenden    Gasdruck     geschlossen    .gehal  ten (Fig. 2). Zu diesem Zweck ist der Druckraum  15     oberhalb    der Membrane 13 durch eine     Leitung     16 mit :der Steuerleitung 9 verbunden.

   Die Vor  spannung der Offenhaltefeder 14 kann in bekann  ter Weise durch     eine        Regulierschraube    17 verstärkt  oder     vermindert        werden.     



  Die     Wirkungsweise    der     Einrichtung        äst    folgende:       Während    des     Schweissvorganges    ist das handbetätigte  Absperrorgan 12 im Brennerhandgriff 1 offen. Der       Gasdruck        oberhalb    der     Membrane    13 ist sehr     nie-          drig,    er entspricht dem     geringen,        beim        Ausströmen     des Gases aus dem Brenner entstehenden Druck  abfall.

   Demzufolge wird auch das membranbetätigte       Absperrventil    8 unter der     Wirkung    des von     unten          anstehenden    Gasdruckes sowie     gegebenenfalls    der  Feder 14     offengehalten,    .und das     Schutzgas        strömt     -     zum        überwiegenden    Teil     .durch    die     Hauptleitung     5-5',

       zu        einem    kleineren Teil durch die     Steuerleitung     9-9' -     .zum        Brenner    1, wobei .die Gasmenge     durch     das     Regelventil    6     eingestellt    wird.    Brei Beendigung der Schweissung schliesst,der Be  dienungsmann     Idas    Absperrorgan 12 in der     Steuer-          leItung    9-9', wodurch nur noch über die Haupt  leitung 5-5' Schutzgas zum Brenner strömt.

   Ander  seits drückt das unter der Wirkung der Drossel 10  nur     verhältnismässig        langsam    durch     den        vorderen     Teil der Steuerleitung 9 und die Vebindungsleitung  1.6 in den Raum 15     oberhalb    der     Membrane    13  .des     .Absperrventils    8 strömende Gas -     entgegen    der       Wirkung    der Feder 14 - die Membrane 13 all  mählich auf den     Ventilsitz    und sperrt so nach eini  ger Zeit auch den weiteren Gasstrom über die Haupt  leitung 5-5' zum Brenner 1 .ab.

   Durch     entsprechende     Wahl der Vorspannung der Feder 14 sowie durch  geeignete     Bemessung    der Drossel 10     kann    der Zeit  raum     zwischen    dem Schliessen des Ventils 12 und  dem Abschluss des Ventils 8, die sogenannte     Nach-          strömzeit,    beliebig festgelegt werden.

   Dabei ist die  Feder 14 jedoch so zu bemessen, dass beim Erreichen  ,des vollen, vom Reduzierventil 3 konstant gehalte  nen Druckes das membranbetätigte Absperrventil 8       auf    jeden Fallgeschlossen     ,ist.       Der Durchgang der in der Hauptleitung 5 gele  genen Drossel 7 wird so gewählt, dass nach öffnen       der        Ventile    6     und    8 -     ebenfalls    unter     Berücksichti-          gung    des durch das Reduzierventil 3 konstant gehalte  nen Druckes -eine Gasmenge zum Brenner 1 strömt,  !die etwas grösser ist     ,als    die     ,

  maximal    benötigte Gas  menge zur Durchführung,der Schweissung.    Bei Wiederbeginn der Schweissung ist vom     Be-          dienungsmann        lediglich    das     Absperrorgan    12     im.     Brennerhandgriff 11 zu öffnen. Es strömt dadurch       zunächst    der Inhalt des oberhalb der Membrane  13 ;des     Ventils    8 befindlichen     Druckraumes    15 durch  die     Steuerleitung    9' zum     Brenner    1.

   Die Membrane  13 wird entlastet, die Feder 14 öffnet, vom unter  halb der     Membrane    herrschenden Gasdruck unter  stützt, das Ventil 8, worauf du nomale Gasstrom       einsetzt.     



  Die Erfindung lässt sich sinngemäss in der ver  schiedensten Form     verwirklichen    und ist     ,nicht    ,auf  ,das     beschriebene        Ausführungsbeispiel    beschränkt. So  kann beispielsweise (die Verstellbarkeit der     Offen-          haltefeader    14     äm        membranbetätigten        Absperrventil     8     entfallen,

          wenn    dafür statt der fest     eingestellten          Drossel    10     in    der .Steuerleitung 9 ein     regelbares          Drosselventil    vorgesehen     wird,    mit dessen     Hilfe    die  durch     die        Steuerleitung    9 strömende Gasmenge     und          damit    -auch die     Nachströmzeit        in    weiten     Grenzen     verändert wenden kann.

       Auch        .ist    es möglich, bei       entsprechender        Wahl,des    Gasdruckes sowie bei ent  sprechender Bemessung :der     Durchmesser    von Ventil  sitz     ,und        Membrane    die     Offenhaltefeder    14     gänzlich          wegfallen        ,zu        lassen.    Fürgewisse Betriebszwecke     kann     es in diesem Fall sogar genügen, wenn     ausserdem     auch     auf    die     ,

  Regelbarkeit    der in der     Steuerleitung     gelegenen     Drossel    10 ganz verzichtet     wird,    so     dass          ,allein    durch     Verwendung    einer     .fest        eingestellten    Dros  sel in der     Steuerleitung    sowie     einer    nicht unter Feder-      spannung stehenden Membrane eine im wesentlichen  konstante Nachströmzeit bewirkt wird.  



       Schliesslich    kann je nach den Erfordernissen     des     Einzelfalles Idas Betätigungsglied des vorzugsweise  nm Brennerhandgriff gelegenen Absperrorgans für die       Steuerleitung    mit Odem     -Betätigungsglied    eines elektri  schen Schaltorgans gekoppelt sein, das     beispielsweise     zum ,Ein- und Ausschalten des Schweissstromes oder  der Hochfrequenz bzw. zur Auslösung irgendwelcher  sonstiger zusätzlicher Schaltvorgänge innerhalb der  Schweissanlage dient.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Schutzgas-Lichtbogenschweissanlage mit automa tischer, regulierbarer Schutzgasnachströmung, da durch gekennzeichnet, dass in :der Schutzgas-Zufüh rungsleitung (5) zum Brenner (1) hinter einem Regel ventil (6) ein membranbetätigtes Absperrventil (8) eingeschaltet ist, Idas durch den Gasdruck in einer hinter Odem Reduzierventil (3) von:

   der Hauptleitung (5) abzweigenden und zu dieser parallel verlaufen- ,den Steuerleitung (9) mittels eines druckabhängigen Organs (13) geschlossen wird., wobei in der Steuer- leitung (9) vor der Anschlussstelle zum Druckraum (15) oberhalb der Membrane (13) eine Drossel (10) und hinter der Anschlussstelle ein handbetätigtes Ab sperrorgan (12) vorgesehen sind.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Schweissanlage nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Schutzgashaupt- und -steuerleitung (5, 9) im Brennerhandgriff (11) wieder vereinigen und auch das handbetätigte Absperrorgan (12) im Handgriff untergebracht ist.

   2. Schweissanlage nach Patentanspruch und Un teranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Span nung oder Offenhaltefeder (14) des membranbetätig ten Absperrventils (8) durch eine Regulierschraube (17) verstärkt oder verringert und damit die Nach- strörnzeät vergrössert oder verkleinert werden kann. 3.

   Schweissanlage nach Patentanspruch, gekenn zeichnet durch eine solche Bemessung der in der Schutzgas-Steuerleitung (9) gelegenen, fest eingestell ten Drossel (10), dass die Zeitspanne innerhalb derer bei dem durch das Reduzierventil (3) konstant ge haltenen Gasdruck genügend Gas in den Druckraum (15) oberhalb der Membrane (13) des Absperrventils (8) einströmt, um dieses in Schliessstellung zu bringen, der für die Nachströmzeit erforderlichen Zeitspanne entspricht. 4.

   Schweissanlage nach Patentanpruch, gekenn zeichnet durch eine solche Bemessung einer hinter dem Regelventil (6) angeordneten, in der Schutzgas Hauptleitutng (5) gelegenen, fest eingestellten Drossel (7), dass bei durch das Reduzierventil (3) konstant gehaltenem Gasdruck und bei Offenhaltung des Re gelventils (6) sowie des membranbetätigten Absperr ventils (8) eine zur Deckung des maximalen Schutz gasbedarfes am Brenner ausreichende Schutzgasmenge durch die Hauptleitung (5) zum Brenner (1) strömt. 5.

   Schweissanlage nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungsglied des vor zugsweise im Brennerhandgriff (1) gelegenen Ab sperrorgans (12) mit Odem Betätigungsglied eines zur Auslösung zusätzlicher Schaltvorgänge innerhalb der Schweissanlage dienenden elektrischen Schaltorgans verbunden ist. 6.

   Schweissanlage nach Patentanspruch und Un teranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die in ,der Schutzgas-Steuerleitung (9) gelegene Drossel (10) verstellbar ausgebildet ist und die Federspannung im membrangesteuerten Absperrventil (8) konstant ist.

   7. Schweissanlage nach Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die als druckabhängiges Organ wirkende Membrane (13) im membrangesteuerten .Absperrventil (8) :allein unter dem in den beiden ,Druckräumen herrschenden Gasdruck steht.