CN103025468B - 包括紧固系统的燃烧器本体以及包括这种燃烧器本体的tig焊炬 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种布置在插入式元件（28）的气体元件（32）与电流元件（33）之间的紧固元件（30）。固定元件（34）布置在焊炬把手的联接器（29）中并且与所述紧固元件（30）啮合。为了引导越过布置在所述联接器（29）中的所述固定元件（34），所述气体元件（32）具有比所述紧固元件（30）以及所述电流元件（33）更小的直径。可以应用平坦区域（35）将所述紧固元件（30）引导越过固定元件（34），同时所述气体元件（32）以密封方式布置在联接器（29）的气体孔（37）中。可以通过手动旋转运动自由地调节燃烧器本体（27）的位置，所述固定元件（34）在所述紧固元件（30）的圆周槽（36）中被引导。

Description

包括紧固系统的燃烧器本体以及包括这种燃烧器本体的TIG焊炬

技术领域

本发明涉及一种TIG焊炬的焊炬本体关于焊炬把手的紧固系统，其中所述焊炬本体包括具有紧固元件的圆筒形插入式元件，所述焊炬把手包括用于可拆卸地接纳所述插入式元件的联接器。并且至少介质气体和电流能借助所述紧固系统传输。

类似地，本发明涉及一种用于TIG焊炬的紧固系统的焊炬本体。

本发明还涉及包括所述紧固系统和所述焊炬本体的TIG焊炬。

背景技术

不同的焊炬优选执行待执行焊接过程的要求的功能。为了不必要更换附接有软管组的整个焊炬，将形成焊炬一部分的焊炬本体设计成可更换的。TIG焊炬尤其不得不被非常频繁地更换，这是由于高的载荷。从现有技术中已知用于改变TIG焊炬的焊炬本体的合适的装置。

因此，US4,049,943显示了焊炬本体的更换，其中电极保持件和TIG焊炬本体均能被紧固至与软管组连接的联接器。接纳在联接器中的焊炬本体的插入式元件借助球紧固。这些球被设置在联接器中，并与插入式元件的凹槽接合。在插入式元件的固定期间，触发一个阀以便将气体从联接器传输到焊炬本体中，这特别包含以下缺陷：球使得联接器更大，并且需要易于发生故障的复杂的阀。

从US6,706,994B1中，还已知焊炬本体的更换。设置一个分离的快速锁用于单独的介质以便使得焊炬本体可以更换。所述快速锁由半壳保护，这涉及到需要数个步骤来更换焊炬本体的缺点，原因是首先必须移除半壳并且不得不单独地打开每个快速锁。所述介质的分开传导还增加了焊炬的结构尺寸并且阻止焊炬本体位置的改变。

US2010/0012637A1披露了焊炬的焊炬本体相对焊炬把手的紧固系统，借助该紧固系统能传输气体和电流。该构造涉及以下缺陷，即，焊炬本体的位置在其固定之后不能被自由地选择。

发明内容

本发明的目的在于将TIG焊炬的焊炬本体设计为可更换的，同时保持TIG焊炬的结构尺寸不变。

所述目的得以实现，原因是紧固元件布置在插入式元件的气体元件与电流元件之间，其中与紧固元件啮合的固定元件布置在焊炬把手的联接器中，并且用于越过布置在联接器中的固定元件引导的气体元件具有比紧固元件和电流元件的直径更小的直径，并且紧固元件包括平坦区域，使得能通过所述平坦区域越过固定元件引导紧固元件，气体元件同时密封地布置在联接器的气体孔中，并且可以通过手动旋转运动自由地调节焊炬本体的位置，所述固定元件在紧固元件的圆周槽中被引导。

这提供了以下优点：焊炬本体能通过简单的插入和旋转运动使用工具被快速地更换。这还允许焊炬本体容易适应所需的性能。而且，这将导致在更换期间（例如如果焊炬本体已经发生毁坏）短暂的停工时间。还可以以有利方式使得用于焊接操作的焊炬本体的位置快速地适应工件以便确保始终具有最佳易接近性。另一个优点是，由于紧固系统的节省空间的结构，现有焊炬把手能被改型翻新。现有TIG焊炬的尺寸因此将不会由于本发明的紧固系统而变化。但是还有利的是，在获得气体密封之前不会固定焊炬本体，因此自动地确保了对于任何位置的气密性。另一个优点是，借助选择相应的替换焊炬本体，仅仅通过一个软管组就提供不同的焊炬性能级别。这就提供了优势：在焊炬把手之外不会形成干涉轮廓。通过手动旋转运动能自由调节焊炬本体的位置确保了通过旋转运动唯一地调节所述位置，其中焊炬本体的锁定借助固定元件实现。

如果在紧固元件的凹槽与腹板之间设置锥体也是有利的，所述锥体被设计为朝着凹槽渐细，使得将改善对于焊炬本体位置调节的引导，并且通过锥体，插入式元件将被保持在联接器中。

以有利的方式，通过以下措施将达到可感触位置，即：在插入式元件的与气体元件相对的端部布置止动件，使得能通过旋转运动紧固焊炬本体，并且能调节所述位置以便确保气密性。

通过以下措施，即在止动件的上游定位一个弹簧元件，将以有利的方式借助止动件以及联接器的端侧实现附加的电流传导性，原因是弹簧元件将确保安全接触。同时，在锥体与固定元件之间将积聚压力，从而使得焊炬本体的位置的任何不期望旋转都是困难的。

由于紧密性原因，如果在气体元件中设置用于密封环的凹槽也是有利的。而且，可以进行密封环的方便检查，原因是密封环被布置在可更换焊炬本体的插入式元件上。所述密封环因此在更换期间将保持在插入式元件上以便允许使用者以简单的方式检查以及选择地更换密封环。

通过以下措施，即，气体元件具有与紧固元件的平坦区域对准的平坦区域，将有利地实现对于紧固元件上的平坦区域的更好识别。

通过以下措施，即，在用于插入式元件的联接器中设置两个同心孔，并且其中一个孔设计成气体孔，另一个孔设计成电流孔，则能实现插入式元件的方便接纳以及方便的电流传导。

还有利的是，固定元件以圆形段的形式布置在电流孔中并且在该处减小电流孔的直径，从而同时实现了固定和电流传导。

通过以下措施，即，联接器被设计成圆筒形，以及在固定元件的区域中围绕联接器形成平行六面体，有利地实现了可以从外侧安装固定元件，同时在电流孔中形成圆形段。固定元件因此能在已经由于旋转运动过度磨损之后被方便地更换。

还在如显示的焊炬本体中实现了本发明的目的，因为焊炬本体的插入式元件包括气体元件、电流元件和居中的紧固元件，其中焊炬本体的位置能通过手动旋转运动而无限地调节。

能够从结合紧固系统已经描述的优点中获得在这方面以及与权利要求所限定措施有关的优点。

而且在所述TIG焊炬中本发明的目的得以实现，因为焊炬本体可以以相对于TIG焊炬的正常焊接位置旋转180度并且紧固元件的平坦区域在固定元件之上的方式插入焊炬把手中，其中焊炬本体通过旋转运动被紧固，并且借助所述旋转运动可以调节焊接位置。

附图说明

下面借助例子并参考附属的示意性视图更详细地解释本发明，其中：

图1示意性地显示了焊接机器或者焊接设备；

图2是根据本发明的紧固系统的联接器的示意性截面图；

图3是联接器的示意性侧视图；

图4是根据本发明的紧固系统的插入式元件的示意性截面图；

图5是根据本发明的紧固系统的示意性分解视图；

图6至图8是紧固元件处于不同位置的示意性截面图，以及

图9描绘了TIG焊炬中的紧固系统。

具体实施方式

在附图中，示例性实施例的相同零件具有相同的附图标记。

图1描绘了焊接设备1或者焊接机器，用于各种过程或方法，诸如MIG/MAG焊接或TIG焊接，或者电极焊接方法、双线/串列焊接方法、等离子或者钎焊方法等等。

焊接设备1包括具有设置在其中的动力元件3的电源2、控制装置4、以及诸如开关构件、控制阀等其它部件和线路（未显示）。控制装置4例如与布置在用于气体5的进给管线中的控制阀相连，气体5特别是保护气体，诸如位于气体储罐6与焊枪6之间的二氧化碳、氦气或氩气等。

另外，可以通过控制装置4触发通常用在MIG/MAG焊接中的送丝机构8，其中填料或者焊丝9从储存鼓10或线盘借助进给管线进给到焊炬7的区域中。当然，可以将送丝机构9结合到焊接设备1中，并且特别地，结合到电源2的外壳11中，如现有技术所知，而不是将送丝机构设计成放置在可移动托架12上的附属装置（如图1所示）。这被称为紧凑型焊接设备1。在这种情况下，还可以将送丝机构8直接放置在焊接设备1上，即，设计电源2的外壳11的上侧以便接纳送丝机构8，在这个情况下可移动托架12可以省略。

还可以使送丝机构8将焊丝9或填料供应至焊炬7外面的加工场地，为此优选在焊炬7中设置非消耗型电极，这对于TIG焊接是常见的。

在电极或者焊丝9与优选包括一个或数个零件的工件14之间建立电弧13（特别是操作电弧）所需的电力借助焊接管线（未示出）从电源2的动力元件3供应至焊炬7，特别是电极或者焊丝9，其中借助用于另外的电势的另外的焊接管线（特别是接地电缆），待焊接工件14连接至电源2（未显示）以便允许用于加工的电流在电弧13上建立或者形成等离子喷射。当使用具有内部电弧13的焊炬时，未示出的两条焊接管线被引导到焊炬以便允许在焊炬内建立合适的电流，正如等离子燃烧器那种情况。为了冷却焊炬7，可以通过插入诸如流量控制器等可能的部件，借助冷却装置15，将焊炬7连接至流体箱（特别是包括水位指示器17的水箱16），其中当启动冷却装置15的焊炬7时，用于包含在水箱16中的流体的流体泵被特别地启动以便允许焊炬7的冷却。正如在示例性实施例中所显示的，冷却装置15定位在可移动托架12上，电源2随后放置在其上。焊接装置的各个部件（即电源2、送丝机构8以及冷却装置15）被构造成包括相应的凸起和凹槽以便允许它们堆叠或放置在彼此之上。

焊接设备1（特别是电源2）进一步包括输入和/或输出装置18，借助所述输入和/或输出装置18能分别设置或命令和表示焊接设备1的各种焊接参数、操作模式或焊接程序。这样做时，借助输入和/或输出装置18设置的焊接参数、操作模式或焊接程序被传递至控制装置4，控制装置4随后触发焊接装置或焊接设备1的各个部件和/或预设控制所需的相应数值。这样做时，还可以在使用相应的焊炬7时借助焊炬7实施调节过程，为此，焊炬7配备有焊炬输入和/或输出装置19。以优选的方式，这种情况下的焊炬7借助数据总线（特别是串行数据总线）连接至焊接设备1，并且特别地连接至电源2或者送丝机构8。为了启动焊接过程，在大多数情况下焊炬7包括启动开关（未示出），从而可以通过操作启动开关而点燃电弧13。为了防止来自电弧13的强烈热辐射，焊炬7可以配备有热保护罩20。

在所示示例性实施例中，焊炬7进一步借助软管组21连接至焊接设备1或焊接装置，所述软管组21借助防扭曲装置12紧固至焊炬21。软管组21容纳各条管线，诸如用于焊丝9、用于气体8、用于冷却回路、用于数据传输等的供应管线，这些管线从焊接设备1通向焊炬7，而接地电缆优选单独连接至电源2。软管组21借助未显示的联接器装置连接至电源2或者送丝机构8，而软管组21中的各条管线借助防扭曲装置紧固至焊炬7或者紧固到焊炬7中。为了确保软管组21的合适的应力释放，软管组21能借助未显示的应力释放装置连接至电源2的外壳11或者送丝机构8。

总的来说，对于诸如TIG设备或者MIG/MAG设备或等离子设备等各种焊接方法或焊接设备1并不是需要使用或应用前述所有部件。因此，例如可以将焊炬7设计成空气冷却式焊炬7，从而冷却装置15可以例如被省略。因此可以说焊接设备1至少包括电源2和送丝机构8，并且选择地还包括冷却装置15，其中这些部件还被布置在普通外壳11中。另外可以布置或使用其它零件或部件，诸如在送丝机构8上的磨削保护件23或者用于气体储罐6的保持装置25上的选装支架24等。

另外已知用于TIG焊接的焊炬7包括焊炬把手26和焊炬本体27。焊炬把手26连接至软管组21，焊炬本体27可拆卸地连接至焊炬把手26，从而焊炬本体27能被更换。因此，焊炬本体27包括插入式元件28并且焊炬把手26包括联接器29，联接器29借助紧固元件30可拆卸地连接，因此传输焊接电流和保护气体5。因此，形成紧固系统31，特别用于TIG手持焊炬。

现在根据本发明提供：紧固元件30布置在插入式元件28的气体元件32与电流元件33之间，其中固定元件34布置在焊炬把手26的联接器29中以便接合紧固元件30，并且越过设置在联接器29中的固定元件34引导的气体元件32具有比紧固元件30和电流元件33更小的直径，并且紧固元件30具有平坦区域35，使得紧固元件30能通过其平坦区域35越过固定元件34被引导，而气体元件32同时密封地布置在联接器29的气体孔37中。

下面将借助图2-9详细地描述紧固系统31。

根据紧固系统31，联接器29和插入式元件28被构造成彼此相对应。因此，插入式元件28是圆筒形的，气体元件32具有比紧固元件30和电流元件33更小的直径。相应地，联接器29具有两个同心孔。基孔37大致用于传输保护气体5，电流孔38用于传输焊接电流，两者均从联接器29到插入式元件28，用于TIG焊接，优选使用手持式焊炬。因此，电流大致传递至电流元件33，气体5传递到插入式元件28的气体通道中。插入式元件28因此能被引入联接器29的孔中并且固定在其中。

因此，通过紧固元件30实现紧固，紧固元件30以可拆卸和可旋转的方式将插入式元件28固定在联接器中。为此，紧固元件30包括腹板39和凹槽36，所述腹板39被设置在气体元件32的一侧并且凹槽36被设置在电流元件33的一侧。腹板39的直径与电流元件33的直径相对应，凹槽36的半径与紧固系统31（即，在目前情况中是插入式元件28）的平坦区域35和中心轴线40之间的距离大致匹配。另外，凹槽36为联接器29的固定元件34提供了自由空间。所述自由空间是必要的，因为由于固定元件34，电流孔38的直径在该点减小。自由空间还允许焊炬本体27的旋转。固定元件34例如具有圆形段的形状。圆形段的段高表示联接器29的钻孔的半径的差。因此气体孔37的半径比电流孔38的半径小一个段高。因此固定元件34形成联接器29的电流孔38中的高地。电流孔38的直径相应地在所述高地的该点处减小。基本上，固定元件34布置在电流孔38的前部区域中，即，在气体孔37的上游一定距离处。固定元件34与气体孔37之间的距离至少与腹板39的宽度相对应。

为了使所述高地不影响插入式元件28插入联接器29中远至插入式元件28的止动件41，减小气体元件32的直径并且紧固元件30构造有平坦区域35。

因此插入式元件28能在任何位置插入联接器29中直到气体元件32与紧固元件30的腹板39之间的阶梯过渡部撞到固定元件34。在那个情况下，焊炬本体27因此大致在焊接位置被引导到联接器29中，如图6明显所示。在这个情况下，气体元件32的一部分已经位于气体孔37中。该部分位于设置在气体元件32的凹槽43中的密封环42的上游。因此气体孔37仍然没有被密封并且焊炬本体27仍然没有被紧固。

因此，焊炬本体27以及因此插入式元件28通过使用者手动旋转，直到平坦区域35与圆形段的弦形成一个平面。

在已经旋转到正确的位置之后，焊炬本体27能被插入尽可能地远直至止动件41（图7）。在这个情况下，同时进行将凹槽36推到固定元件34的平面中以及将密封环42推到气体孔27中，直到插入式元件28的止动件41接触联接器29的端侧。密封环42具有分布在气体元件32的直径与腹板39的直径之间的外径。密封环42因此在其插入气体孔37期间被相应地压缩，从而确保了紧密性。

在插在一起的状态下，焊炬本体27能被手动地旋转并紧固（图8），并由锥体44保持。锥体44被设置在腹板39与凹槽36之间。锥体44另外补偿腹板39与凹槽36的不同直径，从而在两者之间构成过渡。因此焊炬本体27由压靠在固定元件34上的锥体44保持。如果固定元件34例如被弹性地构造，则它将在锥体44上施加附加的力，从而焊炬本体27的位置将利用增大的力固定。因此还将确保焊炬本体27在焊接期间被保持在调节位置不变。

通过旋转焊炬本体27并因此实现锁定，焊炬本体27的位置能被大致任意地改变和/或调节至期望的焊接操作。焊炬本体27的位置因此能被在锥体44的长度上任意选择。所述长度大致由外围形成，其中平坦区域35断开圆形外围并因此缩短锥体44。因此，用于连续调节所述位置的角度被相应地预设。所述角度例如是320度量级的。

能通过在止动件41前方在插入式元件28上提供弹簧元件45（例如弹簧圈）而附加地增加保持力。所述弹簧元件45相应地展现弹性以及导电良好的特性。在组装状态，弹簧圈因此被设置在止动件41与联接器29的端侧之间，使得插入式元件28大致被挤压出联接器29并且锥体44被愈加地压靠固定元件34。

还可以实现和/或至少辅助焊炬本体位置的固定，因为在止动件41的区域中在焊炬本体27和焊炬把手26中均设置隔离的摩擦表面，从而将施加摩擦力。因此摩擦力必须被克服以便调节焊炬本体27的位置。

还可以通过单独零件形成紧固元件30和气体元件32，所述单独零件以与电流元件33对应的方式例如与焊接和/或压缩接头连接。所述单独零件例如由钢铁、铬-镍或类似物制造，即由硬质材料制造，从而所述材料不会由于保持力而变形。比较而言，电流元件33例如由铜或黄铜制造以便确保良好的电流传导性。

原则上说，联接器29也成型为圆筒形。用于焊接电流和保护气体5的进给管线布置在圆筒的一个端部区域中，所述进给管线的连接在现有技术中大致是已知的。因此，在另一个端部区域中设置气体孔37和电流孔38。平行六面体46大致布置在这些端部区域之间，即，大致布置在联接器29的中心。所述平行六面体46用于安装固定元件34。为此，平行六面体46例如包括固定孔47，所述固定孔47相对于紧固系统31（在当前情况下是联接器29）的中心轴线40偏离90度并因此径向地布置。固定孔47的一部分与电流孔38相交。这意味着例如固定孔47的中心轴线在一点与电流孔38的外围相交。在那个情况下，固定孔47的中心轴线因此对应于切线。固定孔47的中心轴线还能构造成向前直行（passant）。固定元件34在固定孔47中的固定将导致圆形段位于电流孔38中在电流孔38与固定孔47相交的区域中。固定元件34例如由弹簧衬套、夹紧套筒或类似物形成。因此，固定元件34也是成型为圆筒形，其中固定元件34还可以呈现弹性特性。所述圆形段因此形成在穿过平行六面体46的切口处。当三维地看时，这是个椭圆形状的球形段而不是椭圆形状的圆形段。

而且，在电流孔38的护套上设置数个狭槽48，因此形成颊板49。因此，电流孔38的直径至少稍微地减小。这可以通过减小护套的内部应力实现。当插进插入式元件28时，由狭槽48形成的颊板49将因此被挤开，从而导致颊板49被压靠在插入式元件28上以便提供增强的电流传导性。作为狭槽48的补充或代替，还可以在电流孔38中设置翅片，它同样增强电流传导性。

固定元件34优选布置在焊炬把手26的上部部分中。因此固定元件34大致布置在焊炬按钮50的下方，所述焊炬按钮50相应地布置在焊炬把手26的顶部上。

比较而言，插入式元件28上的所述平坦区域35被定向为向下，即，沿着焊炬本体27的气体喷嘴51的方向。

因此使得焊炬本体27相对于通常焊接位置大致旋转180度，并且焊炬本体27借助固定元件34通过紧固元件30的平坦区域35插入焊炬把手26的联接器29中。因此导致可以大致沿下半圆或者角度范围通过旋转运动而调节用于焊接操作的焊炬本体27的位置，从而将排除焊炬本体27的任何非故意的脱离。以类似的方式，焊炬本体27通过旋转运动紧固，并且借助旋转运动调节焊接位置。不言而喻的是，根据本发明的紧固系统31被构造用于气体冷却和水冷却两种焊炬27中。

Claims (14)

1.一种紧固系统(31)，用于可拆卸地将TIG焊炬(7)的焊炬本体(27)紧固至焊炬把手(26)并且用于传输至少介质气体(5)和电流，所述紧固系统(31)包括用于连接至焊炬本体(27)的圆筒形插入式元件(28)以及用于连接至焊炬把手(26)的联接器(29)，所述联接器(29)被设计成可拆卸地接纳所述插入式元件(28)，其特征在于，所述插入式元件(28)包括气体元件(32)和电流元件(33)以及包括平坦区域(35)、圆周槽(36)和腹板(39)的插入的紧固元件(30)，其中气体元件(32)具有比所述紧固元件(30)和所述电流元件(33)的直径更小的直径，并且所述联接器(29)包括气体孔(37)和固定元件(34)，借助所述固定元件(34)，具有平坦区域(35)的紧固元件(30)能被引导到插在一起的状态直至所述气体元件(32)密封地布置在所述联接器(29)的气体孔(37)中，在插在一起的状态下，所述插入式元件(28)能相对于所述联接器(29)被大致任意地旋转，并且所述固定元件(34)在所述插入式元件(28)的圆周槽(36)中被引导。

2.如权利要求1所述的紧固系统(31)，其特征在于，在所述插入式元件(28)的所述紧固元件(30)的所述圆周槽(36)与腹板(39)之间布置一锥体(44)，所述锥体(44)被设计成朝着所述圆周槽(36)渐细。

3.如权利要求1或2所述的紧固系统(31)，其特征在于，在所述插入式元件(28)的与所述气体元件(32)相对的端部布置一止动件(41)。

4.如权利要求3所述的紧固系统(31)，其特征在于，在所述止动件(41)的前方布置一弹簧元件(45)。

5.如权利要求1或2所述的紧固系统(31)，其特征在于，在所述插入式元件(28)的气体元件(32)中设置用于一密封环(42)的凹槽(43)。

6.如权利要求1或2所述的紧固系统(31)，其特征在于，在所述插入式元件(28)的所述气体元件(32)上设置与所述紧固元件(30)的所述平坦区域(35)对齐的一平坦区域。

7.如权利要求1或2所述的紧固系统(31)，其特征在于，在用于插入式元件(28)的联接器(29)中设置两个同心孔，一个孔被设计为气体孔(37)，另一个孔被设计为电流孔(38)。

8.如权利要求7所述的紧固系统(31)，其特征在于，所述联接器(29)中的所述固定元件(34)以圆形段的形式布置在所述电流孔(38)中并在该点减小电流孔(38)的直径。

9.如权利要求1或2所述的紧固系统(31)，其特征在于，所述联接器(29)被设计为圆筒形并且在所述固定元件(34)的区域中布置一平行六面体(46)。

10.一种用于根据权利要求1至9的任意一项所述的T I G焊炬(7)的紧固系统(31)的焊炬本体(27)，其特征在于，在所述插在一起的状态中，能相对于所述紧固系统(31)的所述联接器(29)大致任意地旋转所述插入式元件(28)。

11.如权利要求10所述的焊炬本体(27)，其特征在于，在所述插入式元件(28)的紧固元件(30)的圆周槽(36)与腹板(39)之间布置一锥体(44)，所述锥体(44)被设计为朝着所述圆周槽(36)渐细。

12.如权利要求10或11所述的焊炬本体(27)，其特征在于，在所述插入式元件(28)的所述气体元件(32)中设置用于密封环(42)的凹槽(43)。

13.一种包括焊炬把手(26)以及根据权利要求10至12中任意一项所述的焊炬本体(27)的T I G焊炬(7)，其特征在于，连接至所述焊炬本体(27)的插入式元件(28)能以相对于通常焊接位置旋转180度并且紧固元件(30)的平坦区域(35)越过固定元件(34)的方式在插在一起的状态下，被引导进入所述焊炬把手(26)中，并且与所述焊炬本体(27)相连的所述插入式元件(28)能通过旋转运动固定，并且在所述插在一起的状态下，所述插入式元件(28)能相对于所述联接器(29)大致任意地旋转，并且焊接位置能借助所述旋转运动调节。

14.如权利要求13所述的T I G焊炬(7)，其特征在于，所述焊炬本体(27)的位置能以由所述插入式元件(28)的紧固元件(30)预设的角度被无限地调节。