DE1077806B - Lichtbogen-Brenner mit auswechselbarer, gekuehlter Duese - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Brenner für die Durchführung von Schweiß arbeiten bzw. der für den Materialabbau mittels des elektrischen Lichtbogens verwendet werden kann. Sie betrifft insbesondere eine derartige Einrichtung zum elektrischen Schneiden von Metallen und Metallegierungen.

Beim isogenannten Wolfram-Lichtbogenschneidverfahren wird zwischen einer nicht abschmelzenden Elektrode und einem Werkstück ein Lichtbogen gezogen, welcher sich durch einen engen Kanal hindurch erstreckt, in welchem ein Schutzgas mit hoher Geschwindigkeit in Richtung auf das Werkstück zu strömt. Dieses Verfahren gestattet das Schneiden von Metallen und Metallegierungen mit hoher Geschwindigkeit, wobei beispielsweise Aluminiumblech von einer Stärke von 6,35 mm mit einer Geschwindigkeit von 6,35 m/sec geschnitten werden kann. Bei der Durchführung dieses Verfahrens wird im Lichtbogen eine beträchtliche Hitze entwickelt, was zur Folge hat, daß diejenigen Teile der Schneideinrichtung-, die in der Nähe der Durchtrittsöffnung für den Lichtbogen und das Schutzgas gelegen sind, einer intensiven Hitzeeinwirkung ausgesetzt sind und infolgedessen bereits nach verhältnismäßig kurzer Benutzungsdauer ausgewechselt werden müssen.

Der Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Brenners zur Durchführung von elektrischen Lichtbogenarbeiten, bei welchen diese Nachstelle nicht auftreten.

Die vorliegende Erfindung betrifft somit einen Schutzgas-Schweiß- bzw. Schneid-Brenner mit einer nicht abschmelzenden Elektrode, mit einem die einzelnen Kopfteile umgebenden Gehäuse mit Kühlkanälen, ferner mit einer die Elektrode umgebenden und den Gasstrom einschnürenden, auswechselbaren Düse und mit einer Ionisierungselektrode für das Schutzgas, und die Erfindung besteht darin, daß der Düsenkörper in an sich bekannter Weise zusammen mit den angrenzenden Wandungen des Brennerkopfgehäuses unter Verwendung von Dichtungsringen einen die Elektrodenspitze und die Schutzgasdüse umgebenden Ringkanal für das Kühlmittel bildet und daß der röhrenförmige, kegelförmig abgeschrägte Mittelteil des Düsenkörpers in den zylindrischen düsenartigen Stutzen der Kopfinnenwandung hineinragt und dadurch insgesamt eine ringförmige, in ihrer Mitte verengte Düsendurchgangsöffnung bildet.

Nach einer bevorzugten Ausführung der Erfindung kann in an sich bekannter Weise der Düsenkö>rper bzw. die Innenwandung des Brennerkopfes selbst als Ionisierungselektrode verwendet werden, und außerdem kann zumindestens ein die Düsendurchtrittsöffnung umgebender Teil des Düsenkörpers in an sich bekannter Weise mit einem Belag aus feuerfestem Lichtbogen-Brenner mit auswechselbarer, gekühlter Düse

Anmelder:

The British Oxygen Company Limited,
London

Vertreter: Dipl.-Ing. R. Holzer, Patentanwalt,
Augsburg, Philippine-Welser-Str. 14

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 28. August 1957

Peter Leslie Beck, Potters Bar,
und George Benjamin Blackhurst, Stanmore, Middlesex

(Großbritannien),
sind als Erfinder genannt worden

Isolationswerkstoff, beispielsweise aus einem Alutninat oder Zirkonat, überzogen sein.

Eine Aüsführungsform eines Brennerkopfes gemäß der Erfindung wird beispielsweise unter Bezug auf die Zeichnung beschrieben, welche einen Axialschnitt durch einen derartigen Brennerkopf zeigt.

Der erfindungsgemäße Brennerkopf weist einen röhrenförmigen Gehäusekörper 1 auf, welcher mittels eines Gewindes 2 an einem in der Zeichnung nicht dargestellten, ebenfalls röhrenförmigen Körper befestigt ist. In diesem befindet sich auch eine Halterung für eine stabförmige, nicht abschmelzende Elektrode 3. Das Gehäuse 1 besteht aus einem Oberteil 5 aus Isolationsmaterial und einem metallischen Unterteil 6. Der Gehäuseunterteil ist doppelwandig, wobei die Außenwandung 10 mit Anschlüssen 7 und 8 versehen ist, durch welche ein Kühlmittel, beispielsweise Wasser, in den Zwischenraum zwischen der Innenwandung 9 und der Außenwandung 10 zugeführt wird bzw. aus diesem abgeleitet wird. Die Innenwandung 9 ist in ihrem oberen Teil kegelförmig ausgebildet, um das Schutzgas aus dem Raum 4 in einen Düsenkanal 14 einzuführen, welcher nachstehend noch näher beschrieben werden wird.

Eine ringförmige Kupferdüse 11 ist mittels einer Überwurfmutter 12, die auf ein Gewinde der Außenwandung 10 aufgeschraubt ist, abnehmbar an dem Ge-

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hause befestigt. Die Düse 11 weist einen mittleren röhrenförmigen Teil 13 auf, der einen koaxial zum Gehäuse 1 verlaufenden Durchtrittskanal 14 bildet. An diesen mittleren röhrenförmigen Teil 13 schließt sich eine radial nach außen ragende Wandung 15 an, die ihrerseits wiederum in eine äußere zylindrische Wandung 16 übergeht, die sich koaxial um den Mittelteil 13 herum erstreckt. Der Zwischenraum zwischen den Wandungen 9 und 10 des Gehäuses einerseits und dem Düsenkörper andererseits wird durch Dichtungsringe 17 und 18 mit kreisförmigem Querschnitt abgedichtet. Der Dichtungsring 17 ist zwischen einem Flansch der Außenwandung 16 und der Außenwandung 10 des Gehäuses angeordnet und wird durch die Überwurfmutter 12 dicht zusammengepreßt. Der Dichtungsring 18 liegt in einer Nut eines röhrenförmigen. Vorsprungs 19 der Innenwandung 9 des Gehäuses und liegt außerdem an der Außenfläche des röhrenförmigen Teils 13 des Düsenkörpers 11 an. Ein Teil 20 der Innenwandung 9 ist so ausgebildet, daß das Schutzgas in den röhrenförmigen Vorsprung 19 und von da durch den Kanal 14 hindurchgeleitet wird. Um eine Schräglage des Brennerkopfes zu ermöglichen, wie sie beispielsweise beim Schneiden von schrägen Hohlkehlen, erforderlich ist, ist die Radialwandung 15 derart konisch ausgebildet, daß die äußere Düsenmündung aus dem Düsenkörper etwas hervorsteht. Die Außenfläche dieser Wandung kann mit einem Belag 21 aus feuerfestem Isolationswerkstoff versehen sein, um der großen Hitzeeinwirkung besser widerstehen zu können, welcher diese Fläche wahrend der Benutzung des Brennerkopfes ausgesetzt ist. Dieser Belag kann aus einem Metalloxyd bestehen, beispielsweise aus einem auf die Oberfläche aufgesprühten Aluminat oder Zirkonat, oder aber er kann auch aus rostfreiem Stahl bestehen.

Die Elektrode 3 ist vorzugsweise in der Nähe der Elektrodenspitze abgestuft ausgeführt. Die Spitze 23 kleineren Durchmessers ragt in die Durchtrittsöffnung 14 der Düse hinein und endigt innerhalb dieser Durchs trittsöffnung in geringem Abstand von der Austrittsmündung, der etwa 6,3 mm betragen kann bei einem Durchmesser der Düsenöffnung von etwa 4,75 mm Und einem Durchmesser der Elektrodenspitze von etwa 3,18 mm. Diese Abmessungen stellen lediglich beispiel'sweise gegebene Werte dar. Der Düsenkörper wird jedoch im praktischen Betrieb infolge der großen Hitzeeinwirkung leicht zerstört werden, falls der Durchmesser der Düsendurchtrittsöffnung größer ist als nur ein geringes Vielfaches des Durchmessers der Elektrodenspitze.

Um das durch die Durchtrittsöffnung 14 strömende Schutzgas zu ionisieren, ist der Düsenkörper 11 in an sich bekannter Weise als Ionisierungselektrode ausgestaltet. Zu diesem Zweck wird zwischen dem Düsenkörper 11 und der Spitze der Elektrode 3 eine hochfrequente Entladung erzeugt, indem über einen der beiden Anschlüsse 7 und 8 bzw. über beide Anschlüsse ein hochfrequenter elektrischer Strom zugeführt wird.

Claims (3)

PatentAnsprüche:

1. Schutzgas-Schweiß- bzw. Schneid-Brenner mit einer nicht abschmelzenden Elektrode, mit einem die einzelnen Kopfteile umgebenden Gehäuse mit Kühlkanälen, ferner mit einer die Elektrode umgebenden und den Gasstrom einschnürenden, auswechselbaren Düse und mit einer Ionisierungselektrode für das Schutzgas·, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenkörper (11) in an sich bekannter Weise zusammen mit den angrenzenden Wandungen (9, 10) des Brennerkopf gehäuses (1) unter Verwendung von Dichtungsringen (17, 18) einen die Elektrodenspitze (23) und die Schutzgasdüse (13) umgebenden Ringkanal für das Kühlmittel bildet und daß der röhrenförmige, kegelförmig abgeschrägte Mittelteil (13) des Düsenkörpers (11) in den zylindrischen düsenartigen Stutzen der Kopf innenwandung (19) hineinragt und dadurch insgesamt eine ringförmige, in ihrer Mitte verengte Düsendurchgangsöffnung (14) bildet.

2. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise der Düsenkörper (11) bzw. die Innenwandung des Brennerkopfes (9) selbst als Ionisierungselektrode verwendet werden.

3. Brenner nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein die Düsenöffnung (14) umgebender Teil des Düsenkörpers (11) in an sich bekannter Weise mit einem Belag (21) aus feuerfestem Isolierstoff, beispielsweise aus einem Aluminat oder einem Zirkonat, überzogen ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 006 987;
deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1733 801;
USA.-Patentschriften Nr. 2 616 017, 2 768 279.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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