AT397627B

AT397627B - Schweissstromquelle für das mig/mag bzw. tig-schweissen

Info

Publication number: AT397627B
Application number: AT189290A
Authority: AT
Original assignee: Fronius Schweissmasch
Priority date: 1990-09-18
Filing date: 1990-09-18
Publication date: 1994-05-25
Also published as: DE4130109A1; ATA189290A

Description

AT 397 627 B

Die Erfindung betrifft eine Schweißstromquelle, wie sie im Oberbegriff des Patentanspruches 1 beschrieben ist.

Bekannte Schweißstromquellen für das MIG/MAG bzw. TIG-Schweißen bestehen aus einer Stromquelle, einem Gasspeicher, einem Drahtvorschubgerät und Versorgungsleitungen zwischen der Schweißstromquel-5 le, dem Gasspeicher, dem Drahtvorschubgerät und einem Schweißbrenner. Am Schweißbrenner ist ein Betätigungsorgan angeordnet, bei dessen Aktivierung der Schweißvorgang eingeleitet wird. Am Beginn des Schweißvorganges ist der Leistungsteil zur Erzeugung eines ausreichenden Schweißstromes zu aktivieren und es muß gleichzeitig das zum Schweißen benötigte Schutzgas und der Schweißdraht zugeführt werden. Die Gaszufuhr, insbesondere die Zufuhr eines Schutzgases, wird über ein Steuerventil geregelt. Dieses io Steuerventil wird vom Leistungsteil des Schweißgerätes fembetätigt. Wird der Leistungsteil zur Abgabe eines Schweißstromes aktiviert, so wird gleichzeitig das Steuerventil geöffnet, sodaß das für den Schweißprozeß benötigte Gas von einem Gasspeicher zum Schweißbrenner bzw. in den Bereich des Lichtbogens zwischen Schweißdraht und Werkstück verbracht wird. Dieses Steuerventil für das Gas befindet sich meist im Bereich des Leistungsteils und ist über längere Versorgungsleitungen mit dem Schweißbrenner verbun-15 den. Nachteilig ist dabei, daß das in den Verbindungsleitungen enthaltene Gas bei einer Unterbrechung des Schweißvorganges über den Schweißbrenner austritt und verlorengeht.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schweißstromquelle mit Schweißbrenner zu schaffen, die einen wirtschaftlichen Einsatz des Gases zum Schutz der Schweißstelle ermöglicht und überdies eine Verbesserung der Schweißqualität ermöglicht. 20 Diese Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, daß im Bereich des Schweißbrenners in der Versorgungsleitung für das Gas ein bevorzugt federbetätigtes Rückschlagventil angeordnet ist, welches bei unterhalb des Betriebsdruckes des Gases liegendem Druck in der Versorgungsleitung für das Gas geschlossen ist. Der überraschende Vorteil dieser Lösung liegt darin, daß. durch die Anordnung eines zusätzlichen Rückschlagventils nur das Gasvolumen in der Leitung zwischen dem Rückschlagventil am 25 Ende eines Schweißvorganges bzw. bei einer Unterbrechung des Schweißvorganges verloren geht. Desweiteren wird aber nun vor allem erreicht, daß unmittelbar nach dem Zünden des Lichtbogens ausreichend Schutzgas zur Verfügung steht, um den Schweißbereich vor dem umgebenden Luftsauerstoff zu schützen. Durch den raschen Aufbau eines Gasschutzmantels gegen den Sauerstoff, der die Schweißstelle umgebenden Luft, wird aber gerade im Zündbereich des Lichtbogens beim Einleiten eines neuen Schweißvorganges 30 eine Versprödung des Materials durch unerwünschten Sauerstoffzutritt verhindert, wodurch die Qualität der Schweißvorgänge insgesamt erheblich verbessert werden kann.

Nach einer vorteilhaften weiteren Ausbildung ist vorgesehen, daß das Rückschlagventil in dem .Schweißbrenner, insbesondere im Handgriff des Schweißbrenners, integriert ist, wodurch lediglich die Gasversorgungsleitung zwischen dem Handgriff und der Austrittsöffnung des Schweißbrenners am Ende eines 35 Schweißvorganges mit der sich umgebenden Luft füllen kann. Dazu kommt, daß das Gewicht des Schweißbrenners, welches für den Schweißer von erheblicher Bedeutung ist, kaum oder nur unwesentlich erhöht wird und trotz dem eine betriebssichere Abschottung der Versorgungsleitung vor Lufteintritt erzielt wird.

Nach einer anderen Ausgestaltung ist vorgesehen, daß das Rückschlagventil zwischen der Versorgt) gungsleitung für das Gas und einem Anschlußteil des Brenners für die Gasversorungsleitung angeordnet ist, wodurch auch eine einfache Nachrüstung von bereits im Einsatz befindlichen Schweißbrennern möglich ist.

Nach einer anderen vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, daß das Rückschlagventil als elektroma-gnetsiches Schlagventil ausgebildet ist. Durch diese Lösung wird auch ein Verlust von Gas bzw. Schutzgas durch das Absenken des Druckes in der Versorgungsleitung zwischen dem Schaltventil und dem Rück-45 schlagventil bis zum Ansprechen des Rückschlagventils vermieden, da sofort mit der Beendigung des Schweißvorganges die Versorgungsleitung für das Gas im Bereich des Schweißbrenners verschlossen wird.

Weiters ist es auch möglich, daß das Rückschlagventil mit einem Steuerantrieb verbunden ist, da durch die Verwendung eines gesteuerten Rückschlagventils ein sofortiges Schließen und Öffnen des Rückschlagventils auch gegen den vollen Betriebszug in der Versorgungsleitung ermöglicht. so Nach einer anderen Weiterbildung ist vorgesehen, daß das Betätigungsorgan mit einem Stellarm des Rückschlagventils zusammenwirkt, welches bei aktivierter Stellung des Betätigungsorgans die Wirkung des Rückschlagventils aufhebt, wodurch im Fall eines Defektes bzw. eines Stromausfalles trotzdem ein sicheres und rasches Verschließen der Versorgungsleitung erzielt und damit ein Sauerstoffeintritt in diesen Bereich zuverlässig verhindert wird. 55 Schließlich ist es auch von Vorteil, wenn die Anpreßkraft der Feder des Rückschlagventils größer ist, als die auf eine Stirnseite des Ventilkegels ausgeübte Druckkraft bei einem Druck des Gases von 1 bar, vorzugsweise 1,5 bar, wodurch in jedem Fall die Versorgungsleitung so rechtzeitig verschlossen wird, daß kein Sauerstoff der den Schweißbrenner umgebenden Luft in die Versorgungsleitung diffundieren kann. 2

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Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargesteilten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine erfindugsgemäße Schweißstromquelle in Seitenansicht und stark vereinfachter, schematischer Darstellung;

Fig. 2 einen Teil des Schweißbrenners in Seitenansicht geschnitten;

Fig. 3 das Rückschlagventil nach Fig. 2 in größerem Maßstab und Seitenansicht geschnitten;

Fig. 4 eine Ausführungsvariante mit einem als Schaltventil ausgebildeten erfindungsgemäßen Rückschlagventil.

In Fig. 1 ist eine Schweißstromquelle 1 zum MIG/MAG-Schweißen bzw. TIG-Schweißen gezeigt. Diese Schweißstromquelle 1 umfaßt eine Stromquelle 2 mit einem Leistungsteil 3, einer Steuervorrichtung 4 und einer dem Leistungsteil 3 bzw. der Steuervorrichtung 4 zugeordneten Umschaltglied 5. Das Umschaltglied 5 bzw. die Steuervorrichtung 4 ist mit einem Steuerventil 6 verbunden, welches in einer Versorgungsleitung 7 für ein Gas 8, insbesondere ein Schutzgas, beispielsweise Stickstoff, Helium oder Argon und dgl., von einem Gasspeicher 9, einem Schweißbrenner 10 zugeführt werden kann.

Zudem wird über die Steuervorrichtung 4 auch noch ein Drahtvorschubgerät 11 angesteuert, wobei aber eine Versorgungsleitung 12, ein Schweißdraht 13 von einer Vorratstrommel 14 ebenfalls in den Bereich des Schweißbrenners 10 zugeführt wird. Der Strom zum Aufbauen eines Lichtbogens zwischen dem Schweißdraht 13 und einem Werkstück 15 wird über eine Versorgungsleitung 16 vom Leistungsteil 3 der Stromquelle 2 zum Schweißbrenner 10 bzw. dem Schweißdraht 13 zugeführt.

Zum temporären Verschließen der Versorgungsleitung 7, zum Unterbrechen der Gaszufuhr ist im Bereich des Schweißbrenners 10, insbesondere in einem Handgriff 17 desselben ein Rückschlagventil 18 und ein Betätigungsorgan 19, insbesondere zum Aktivieren der Steuervorrichtung 4 bzw. des Leistungsteils 3 und des damit verbundenen Steuerventiles 6 angeordnet.

Wie besser aus Fig. 2 und 3 zu ersehen ist, ist der Handgriff 17 mit einem innenliegenden Hohlraum 20 versehen, indem die Versorgungsleitungen 7, 12 und 16 einmünden und mit den in Handgriff 17 fix angeordneten Versorgungsleitungsteilern 21, 22 und 23, für den

Schweißdraht 13, das Gas 8 und den Schweißstrom, einmünden. Zwischen dem Versorgungsleitungsteil 22, der die Gasversorgungsleitung im Schweißbrenner 10 bildet und der Versorgungsleitung 7 für das Gas, ist das Rückschlagventil 18 angeordnet.

Das Rückschlagventil 18 ist beispielsweise mit einer Schlauchtülle 24 versehen, auf die der die Versorgungsleitung 7 bildende Schlauch aufgeschoben ist. Das Rückschlagventil 18 kann andererseits über ein Gewinde auf den Versorgungsleitungsteil 22 aufgeschraubt sein.

Das Rückschlagventil 18 umfaßt einen Ventilsitz 25 gegen den ein Ventilkegel 26 über eine Feder 27, insbesondere eine Schraubendruckfeder, gedrückt wird. Eine Anpreßkraft 28 - schematisch durch einen Pfiel dargestellt - der Feder 27 ist geringer, als die durch das Gas 8 auf eine Stirnseite 29 des Ventilkegels 26 ausgeübte Druckkraft 30 bei geöffneten Steuerventil 6 und dem voreingestellten Betiebsdruck.

Wild nun der Schweißvorgang, beispielsweise durch Loslassen des Betätigungsorganes 19 unterbrochen, so wird über die Steuervorrichtung 4 bzw. den Leistungsteil 3 das Steuerventil 6 verschlossen und damit der Gasspeicher 9 vom Schweißbrenner 10 getrennt. Die in der Versorgungsleitung 7 befindliche Gasmenge strömt nun über das Rückschlagventil 18 zum Versorgungsleitungsteil 22 und über eine Austrittsöffnung 31 ins Freie. Dadurch sinkt der Druck in der Versorgungsleitung 7 ab. Ist der Druck in der Versorgungsleitung 7 um einen gewissen Teilbetrag abgesunken, sodaß die Druckkraft 30 geringer wird als die Anpreßkraft 28 des Ventilkegels 26 so wird der Ventilkegel 26 gegen den Ventilsitz 25 gedrückt und verschließt die Versorgungsleitung 7, sodaß ein weiteres Austreten des Gases 8 verhindert ist.

Die Anpreßkraft 28 ist dabei in jedem Fall so bemessen, daß der Ventilkegel 26 am Ventilsitz 25 anliegt, bevor der Druck des Gases 8 in der Versorgungsleitung unter 1 bar abgesunken ist. Dadurch wird nämlich verhindert, daß vor einem Schließen des Rückschlagventils 18 Luftsauerstoff in die Versorgungsleitung 7 diffundieren kann.

In Fig. 4 ist eine Ausführungsvariante gezeigt, bei der das Rückschlagventil 18 durch ein Schaltventil 32 gebildet ist. Zum Betätigen des Ventilkegel 26 ist ein Steuerantrieb 33, beispielsweise Elektromagnete 34, vorgesehen, der über ein Betätigungsorgan 35, einen Stellarm 36 quer zum Ventilkegel verstellbar ist, und damit den Ventilkegel 26 gegen die Wirkung der Feder 27 in eine Öffnungsstellung bewegen kann. Damit kann die Anpreßkraft 28 der Feder 27 größer sein als die Druckkraft 30, die bei Betriebsdruck des Gases 8 auf die Stirnseite 29 des Ventilkegels 26 einwirkt. Dies hat den Vorteil, daß unmittelbar nach Betätigen des Steuerantriebes 33 ein weiterer Austritt des Gases 8 aus der Versorgungsleitung 7 unterbunden ist, und somit bei vollen Druck in der Versorgungsleitung 7 die Gaszufuhr zur Austrittsöffnung 31 unterbrochen werden kann. 3

Claims

AT 397 627 B Selbstverständlich ist es auch möglich, jede andere Art eines Steuerantriebes 33 bzw. eines Schaltventils 32 zu verwenden, so ist es unter Umständen auch möglich, ein Magnetventil mit zwei Schaltstellungen, nämlich geschlossen und offen, einzusetzen, welches über den elektromagnetischen Antrieb die Gaszufuhr aus der Versorgungsleitung 7 unterbricht oder freigibt. 5 Wesentlich ist dabei, daß durch diese Ausbildung mit einem geringen Platzbedarf und vor allem einem geringen Gewicht für dieses zusätzliche Rückschlagventil, das außerhalb gefunden werden kann, sodaß die verbleibende Rohrlänge in die nach Unterbrechung eines Schweißvorganges Sauerstoff diffundieren kann, so gering wie möglich ist. Die vorstehend beschriebenen Merkmalskombinationen können in beliebiger Zusammenstellung eigene io unabhängige erfindungsgemäße Lösungen bilden, dies trifft insbesondere für die in den Unteransprüchen gekennzeichneten Merkmalskombinationen zu. Patentansprüche 1. Schweißstromquelle für das MIG/MAG bzw. TIG-Schweißen mit einer Stromquelle, einem Gasspeicher und gegebenenfalls einem Drahtvorschubgerät sowie Versorgungsleitungen zwischen der Schweißstromquelle, dem Gasspeicher und gegebenenfalls dem Drahtvorschubgerät und einem Schweißbrenner sowie mit einer über ein Betätigungsorgan aktivierbaren Steuervorrichtung die ein, in einer Verbindungsleitung zwischen dem Gasspeicher und dem Schweißbrenner, angeordnetes, fernbetätigba- 20 res Steuerventil und ein dem Leistungsteil des Schweißgerätes zugeordnetes Umschaltglied aufweist, wobei bei in Leerlaufstellung befindlichem Umschaltglied das Steuerventil in der Versorgungsleitung geschlossen und bei in Betriebstellung befindlichem Umschaltglied das Steuerventil geöffnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Schweißbrenners (10) in der Versorgungsleitung (7) für das Gas ein, bevorzugt federbetätigtes Rückschlagventil (18) angeordnet ist, welches bei unterhalb des 25 Betriebsdruckes des Gases (8) liegendem Druck in der Versorgungsleitung (7) für das Gas (8) geschlossen ist.
2. Schweißstromquelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil (18) in dem Schweißbrenner (10), insbesondere im Handgriff (17) des Schweißbrenner (10), integriert ist. 30
3. Schweißstromquelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß das Rückschlagventil (18) zwischen der Versorgungsleitung (7) für das Gas (8) und einem Anschlußteil des Schweißbrenners (10) für die Versorgungsleitung (7) angeordnet ist.
4. Schweißstromquelle nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil (18) als elektromagnetisches Schaltventil (32) ausgebildet ist. .
5. Schweißstromquelle nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet daß das Rückschlagventil (18) mit einem Steuerantrieb (33) verbunden ist. 40
6. Schweißstromqueile nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsorgan (19) mit einem Stellarm (36) des Rückschlagventils (18) zusammenwirkt, welches bei aktivierter Stellung des Betätigungsorgans (19) die Wirkung des Rückschlagventils (18) aufhebt. 45
7. Schweißstromquelle nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet daß die Anpreßkraft (28) der Feder (27) des Rückschlagventiles größer ist, als die auf eine Stirnseite (29) des Ventilkegels (26) ausgeübte Druckkraft (30) bei einem Druck des Gases (8) von 1 bar, vorzugsweise von 1,5 bar. 50 Hiezu 1 Blatt Zeichnungen 4 55