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Die Erfindung betrifft eine Düse, insbesondere Gasdüse, für einen Schweißbrenner mit einem hülsenförmigen Basiskörper aus einem Metallmaterial, der eine Außenwandung und eine Innenwandung aufweist, die sich jeweils von einem ersten stirnseitigen Ende zu einem zweiten stirnseitigen Ende des Basiskörpers erstrecken.
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Ferner betrifft die Erfindung einen Brennerkopf sowie einen Schweißbrenner und einen Düsenstock.
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Aus der
EP 2 407 268 A1 ist ein Schweißbrenner bekannt, der in üblicher Weise eine im Bereich eines Brennerkopfes angeordnete Gasdüse und Stromdüse aufweist. Die Gasdüse umgibt die Stromdüse und bildet an einem freien Ende derselben einen Austritt für das Gas. Die Gasdüse ist aus einem Metallmaterial hergestellt.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die Betriebsfunktion einer Düse für Schweißbrenner auf einfache Weise zu verbessern, wobei insbesondere ein langzeitstabiler Betrieb des Schweißbrenners gewährleistet ist.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Erfindung in Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Düse an einen stirnseitigen Ende des Basiskörpers und/oder an der Außenwandung und/oder an der Innenwandung des Basiskörpers zumindest bereichsweise mit einer eine Oberfläche bildenden Spritzschutzschicht versehen ist, die derart ausgebildet ist, dass bei Betrieb des mit der Gasdüse versehenen Schweißbrenners entstehende Metallpartikel und/oder Metallspritzer von der Spritzschutzschicht abgewiesen werden und/oder an derselben nicht anhaften.
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Vorteilhaft ermöglicht die Erfindung ein „Abprallen“ von Metallpartikeln bzw. Metallspritzern an einer Wandung, insbesondere Innen- und/oder Außenwandung, einer Düse, ohne dass die Metallpartikel bzw. Metallspritzer an dieser Wandung haften bleiben. Die Funktionsfähigkeit der Düse bzw. des Schweißbrenners kann somit auf einfache Weise aufrechterhalten werden. Grundgedanke der Erfindung ist es, das Anhaften von unerwünschten Metallspritzern an einer Wandung der Düse durch Auftrag einer Spritzschutzschicht zu verhindern bzw. zu verzögern. Vorteilhaft kann der manuelle Reinigungsaufwand verringert werden.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist sowohl eine Außenwandung als auch eine Innenwandung einer Gasdüse mit der Spritzschutzschicht, vorzugsweise mit derselben Spritzschutzschicht, versehen. Die Spritzschutzschicht befindet sich vorzugsweise in Bereichen der Außen- bzw. Innenwandung der Gasdüse, auf die während des Betriebs des Schweißbrenners Metallspritzer treffen.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung erstreckt sich die Spritzschutzschicht von einem ersten stirnseitigen Ende der Düse bis in den Bereich eines Düsenstockes, in dem kein Raum vorhanden ist für das Ablagern von Metallspritzern. Die Spritzschutzschicht erstreckt sich somit voll umfänglich um die Stromdüse bis in einen Bereich, in dem die Gasdüse mit der Halterung der Stromdüse zusammenläuft.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist die Spritzschutzschicht als ein Spritzschutzlack ausgebildet, insbesondere als ein Spritzschutzlack auf Harzbasis, beispielsweise von Acrylat-Aminoharz, oder Keramikbasis oder als ein PTFE-Lack. Vorteilhaft kann dieser Spritzschutzlack auf einfache Weise mit herkömmlichen Mitteln aufgebracht werden.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist die Spritzschutzschlack als ein Einbrennlack ausgebildet, der bei Verarbeitungstemperaturen von höher als 150°C auf die Außen- bzw. Innenwandung der Gasdüse aufgebracht wird. Vorteilhaft kann hierdurch eine langzeitstabile und temperaturfeste Schutzschichtlackierung bereitgestellt werden.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung wird die Düse in einem Brennerkopf für einen Schweißbrenner eingesetzt.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.
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Es zeigen:
- 1 eine schematische Seitenansicht eines Brennerkopfes eines Schweißgerätes,
- 2 eine schematische Vorderansicht des Brennerkopfes und
- 3 einen teilweisen Querschnitt durch eine Wandung einer Gasdüse des Brennerkopfes.
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Ein Schweißbrenner weist in üblicher Weise eine Schutzgaszuführung, einen Brenneranschlussblock sowie einen sich an den Brenneranschlussblock anschließenden Brennerhals 1 auf. Auf einer zu dem Brenneranschlussblock abgewandten Seite des Brennerhalses 1 schließt sich ein Brennerkopf 2 an, der über einen Düsenstock 3 mit einer inneren Stromdüse 4 und einer äußeren Gasdüse 5 verfügt.
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Die Gasdüse 5 weist einen hülsenförmigen Basiskörper 6 auf, der über eine Außenwandung 7 und eine Innenwandung 8 verfügt. Ein erstes stirnseitiges Ende 9 der Gasdüse 5 bzw. des Basiskörpers 6 dient als eine Gasaustrittsöffnung bei Betrieb des Schweißbrenners. Das erste stirnseitige Ende 9 befindet sich somit auf einer der dem Düsenstock 3 abgewandten Gasaustrittsseite der Gasdüse 5. Ein zweites stirnseitiges Ende 10 der Gasdüse 5 bzw. des Basiskörpers 6 ist auf einer dem Düsenstock 3 zugewandten Seite angeordnet und mit demselben verbunden.
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Die Stromdüse 4 ist innerhalb der Gasdüse 5 angeordnet, und zwar in einem Abstand zu der Innenwandung 8 der Gasdüse 5. Auf einer der Gasaustrittsseite 9 abgewandten Seite verbreitert bzw. verdickt sich die Stromdüse 4, bis sie im Düsenstock 3 mit der Gasdüse 5 zusammenläuft.
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Zur Vermeidung des unerwünschten Anhaftens von Metallpartikeln oder Metallspritzern an der Gasdüse 5 ist dieselbe an der Außenwandung 7 und an der Innenwandung 8 bereichsweise mit einer eine Oberfläche derselben bildenden Spritzschutzschicht 11 versehen. Die Spritzschutzschicht 11 ist derart ausgebildet, dass die die bei Betrieb des Schweißbrenners erzeugten Metallpartikel und/oder Metallspritzer an der Oberfläche des Basiskörpers 6 bzw. an der Außenwandung 7 und der Innenwandung 8 desselben nicht anhaften, sondern abgestoßen werden.
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Die Spritzschutzschicht 11 erstreckt sich jeweils entlang einer überwiegenden Fläche der Außenwandung 7 bzw. der Innenwandung 8. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel erstreckt sich die Spritzschutzschicht 11 über eine Länge IS , die etwa 2/3 einer Länge ID der Gasdüse 5 bzw. der Außenwandung 7 und der Innenwandung 8 des Basiskörpers 6 entspricht. Alternativ kann die Länge IS der mit der Spritzschutzschicht 11 versehenen Außenwandung 7 und/oder der Innenwandung 8 in einem Bereich von 0,5 bis 0,8, beispielsweise 0,6 bis 0,7 der Länge ID der Gasdüse 5 entsprechen. Vorzugsweise beginnt die Spritzschutzschicht 11 unmittelbar an dem ersten stirnseitigen Ende 9 der Gasdüse 5.
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Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist die Spritzschutzschicht 11 eine relativ konstante Schichtdicke dS auf.
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Die Schichtdicke dS der Spritzschutzschicht 11 kann in einem Bereich von 1 µm bis 500 µm liegen.
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Vorzugsweise ist die Spritzschutzschicht 11 als ein Spritzschutzlack ausgebildet, der beispielsweise als ein Acryllack (auf Basis von Acrylat-Aminoharz) oder als ein PTFE-Lack (Polytetrafluoräthylen) ausgebildet ist. Alternativ kann die Spritzschutzschicht 11 aus einem anderen Lack auf Harzbasis oder aus einem Lack auf Keramikbasis bestehen.
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Insbesondere ist der Spritzschutzlack 11 als ein Einbrennlack ausgebildet, der bei Verarbeitungstemperaturen von mindestens 150°C auf Basis des Acryllacks oder bei Mindesttemperaturen von 350°C bei PTFE-Lack aufgebracht wird. Die Bearbeitungsdauer beträgt beispielsweise eine halbe Stunde oder länger als eine halbe Stunde.
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Alternativ kann der Spritzschutzlack 11 bei einer Verarbeitungstemperatur von weniger als 150°C auf den Basiskörper 6 aufgebracht werden.
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Der hülsenförmige Basiskörper 6 besteht aus einem Metallmaterial und hat eine Schichtdicke dB von mehreren Millimetern. Die Formgebung der Gasdüse 5 wird durch den metallischen Basiskörper 6 bestimmt.
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Vorzugsweise ist das stirnseitige Ende 9 der Gasdüse 5 mit der Spritzschutzschicht 11 versehen. Das stirnseitige Ende 9 der Gasdüse 5 bildet eine Ringkante der Gasdüse 5. Die Spritzschutzschicht 11 des stirnseitigen Endes 9 der Gasdüse 5 weist vorzugsweise eine andere Schichtdicke auf als die Schichtdicke dS der Außenwandung 7 und der Innenwandung 8. Vorzugsweise ist die Schichtdicke der Spritzschutzschicht 11 an dem stirnseitigen Ende 9 größer als die Schichtdicke dS der Außenwandung 7 und der Innenwandung 8.
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Nach einer nicht dargestellten alternativen Ausführungsform der Erfindung kann auch die gesamte Gasdüse 5 mit der Spritzschutzschicht 11 versehen sein. Die Beschichtung kann alternativ beispielsweise durch Eintauchen erfolgen.
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Nach einer nicht dargestellten alternativen Ausführungsform der Erfindung kann auch lediglich die Außenwandung 7 oder die Innenwandung 8 der Gasdüse 5 mit der Spritzschutzschicht 11 versehen sein. Das gleiche gilt für die bereichsweise Anordnung der Spritzschutzschicht 11 auf den Wandungen 7, 8.
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Nach einer nicht dargestellten alternativen Ausführungsform der Erfindung kann die Stromdüse 4 und/oder der Düsenstock 3 mit der Spritzschutzschicht 11 versehen sein.
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Nach einer nicht dargestellten alternativen Ausführungsform der Erfindung kann die Gasdüse 5 auch für andere Schweißbrenner bzw. Schweißgeräte angewendet werden.
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Alternativ kann der Basiskörper 6 auch aus mehreren Materialien bestehen, die beispielsweise schichtweise angeordnet sind.
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Alternativ kann der Basiskörper 6 aus Metalllegierungen oder Glas bestehen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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