DE1220059B - Schutzgas-Lichtbogenschweissbrenner mit automatischer regelbarer Schutzgas-Nachstroemung - Google Patents

Description

• Schutzgas-Lichtbogenschweißbrehner mit automatischer regelbarer Schutzgas-Nachströmung Beim Arbeiten mit Lichtbogenschweißbrennern mit lriertgasschutz, insbesondere unter Verwendung eitief nicht abschmelzenden; meist aus Wolftain bestehenden Elektrode, ist es erforderlich; die hocherhitzte Elektrode auch nach Beendigung des jewei= ligen Schweißvorgangs noch kürze Zeit vom Schutzgas umströmen zu lassen; und zwar bis sie so weit abgekühlt ist, däß eine Verzunderung durch die Ein-Wirkung der Umgebungsluft nicht mehr eintreten kann. Zweckmäßig erfolgt diese Nachströmung automatisch in der Weise, däß sie selbsttätig bei Beendi= guiig des Schweißvorganges beginnt und nach einer iiü voraus festgelegten Zeitdauer ebenso selbsttätig wieder beendet wird.
• Zur Durchführung der geschilderten Maßnahmen sind Einrichtungen der verschiedensten Art bekannt. Neben der Verwendung von Zeituhren oder ähnlichen Verzögerungsgliedern hat man schon besondere Naeh'strömbehälter vorgesehen, die sich während des Schweißens mit Schutzgas unter einem gewissen Druck füllen und nach Beendigung des Schweißvorgänges 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 st"öritügsanfällig, während beim Einbau von Nächströtnbehälterrn 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 Hinsicht zuverlässige automatische und in ihrer Dauer einstedlbat Schutzgasnachsttöinung dadurch erreicht, daß in der Schutzgaszuführungsleitung zu vorzugsweise mit nicht abschmelzender Elektrode arbeitenden Lichtbogenschweißbrennretn hinter eirierii Regelventil sowie gegebenenfalls einer diesem nachgesehalieten Drossel ein membränbetätigtes Absperrventil e'rhgeschaltet wird, Glas dütch den Gä§druck in einer hinter dem üblichen Reduzierveütil von der Hauptleituhg abzweigenden und zu dielet parallelverläufenderi Steuerleitung mittels einer dtuckälhängigen Membran od. dgl., gegeb'enenfälls entgegen der Kraft einer im öffnendem Sinne wi'rken'den Feder, geschlossen wird. In der Steurerleitung sind dabei vor der Ahschlüßstelle zum Drückfäum obethalb der Membran eine Drossel und hinter dieser Stelle ein handbetätigtes Absperrorgan vorgesehen. Schutzgäshaupttmd -nelienleitung vereinigen sich vorzugsweise im Brenüerhandgriff, in dein zweckmäßig auch das handbetätigte Absperrorgan untergebracht ist. Die in der Schutzgassteuerleitung gelegene Drossel wird, sofern sie fest eingestellt ist, so bemessen, daß die Zeitspanne, innerhalb deren bei dein durch das Reduzierventil konstant gehaltenen Gasdruck genügend Gas in den Druckraum oberhalb der Membran des Absperrventils einströmt; um dieses in Schließstellung zu bringen, der für die Nachströmung etforderlichen Zeitspanne entspricht. Andererseits wird die in der Schutzgashauptleitung gelegene; fest eingestellte Drossel so bemessen, daß bei durch das Reduzerventil konstant gehaltenem Gasdruck und bei Öffenhaltung des Regelventils sowie des meinbranbetätigten Abspertventils eine zur Deckung des maximalen Schutzgasbedärfes des Breimets voll ausreichende Gasmenge zürn Breitner strömt.
• Durch die erfindungsgemäße Ausbildung wird ein Schutzgas-Lichtbogenschweißbrenner geschaffen, der sich durch einfache und gegen Störungen üneiripfindliche Bau- und Wirkungsweise auszeichnet. Dabei ist von besonderem Vorteil, däß im Brennergriff nur ein einziges Absperrorgan angeordnet ist, so daß der Brenner sehr leicht und klein gehalten werden kann. Die übrigen Einrichtungen dagegen befinden sich entweder unmittelbar an der Gasflasche öder aber ui einem gesonderten Steuergerät, ohne die Bedieinungsperson räumlich oder gewichtsmäßig zu belasten: Die Zeichnung veransch'ulicht den Gegenstand der Erfindung in einer beispielsweisen Ausführungs= form, und zwar zeigt A b b. 1 eine schematische Maistellung einet Schutzgäs-Lichtbogenschweil3anlage im gesamten und A b b.' 2 das iriembränbetätigte Absperrventil allein in vergrßertem Maßstab.
• Das dem mit einer nicht abschmelzenden Elektrode ausgestatteten $renner 1 zuzuführende Schutzgas wird der Vortätsftasclie 2 entnommen. An dieser ist das übliche Reduzierventil3, das den Gasdruck auf einer bestimmten Höhe; -beispielsweise 4 atü; konstant hält, sowie ein Gasmengenmesser 4 angebracht. 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, vorzugsweise 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 Brenner 1.
• Das in der Hauptgasleitung 5 angeordnete membranbetätigte Absperrventil 8 wird mittels einer druckabhängigen Membran 13, an deren Stelle auch ein sonstiges hierfür geeignetes Glied, wie beispielsweise ein Druckzylinder mit beweglichem Kolben, treten kann, entgegen der Kraft einer in öffnendem Sinne wirkenden Feder 14 durch den in der Steuerleitung 9 herrschenden Gasdruck geschlossen gehalten (Ab b. 2). Zu diesem. Zweck ist der Druckraum 15 oberhalb der Membran 13 durch eine Leitung 16 mit der Steuerleitung 9 verbunden. Die Vorspannung der Offenhaltefeder 14 kann in bekannter Weise durch eine Regulierschräube 17 verstärkt oder vermindert werden.
• Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende: Während des Schweißvorganges ist das handbetätigte Absperrorgan 12 im Brennerhandgriff 1 offen. Der Gasdruck oberhalb der Membran 13 ist sehr niedrig, er entspricht dem geringen, beim Ausströmen des Gases aus dem Brenner entstehenden Druckabfall. Demzufolge wird auch das membranbetätigte Ab- sperrventil 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.
• Bei Beendigung der Schweißung schließt der Bedienungsmann das Absperrorgan 12 in der Steuerleitung 9-9', wodurch nur noch über die Hauptleitung 5-5' Schutzgas zum Brenner strömt. Andererseits drückt das unter der Wirkung der Drossel 10 nur verhältnismäßig.- langsam durch den vorderen Teil der Steuerleitung 9 und die Verbindungsleitung 16 in den Raum 15 ,oberhalb der Membran 13 des Absperrventils 8 strömende Gas - entgegen der Wirkung der Feder 14 - die Membran 13 allmählich auf den Ventilsitz und sperrt so nach einiger Zeit auch den weiteren Gasstrom über die Hauptleitung 5-5' zum Brenner 1 ab. Durch entsprechende Wahl der Vorspannüng der Feder 14 sowie durch geeignete. Bemessung- der Drossel 10 kann der Zeitraum zwischen dem Schließen des Ventils 12 und dem Abschluß des Ventils 8, die sogenannte Nachströmzeit, beliebig..fsstgelegt werden. Dabei ist die Feder 14 jedoch so zu bemessen, daß beim Erreichen des vollen, vom Reduziexventil 3 konstant gehaltenen Druckes das membiäribetätigte Absperrventil 8 auf jeden Fall geschlossen ist.
• Der -Durchgang der-. in der Hauptleitung 5 fielegenen Drossel .7 'wird .sö. gewählt, daß nach Öffnen der Ventile 6 und 8 - ebenfalls unter Berücksichtigung des durch das Reduzierventil 3 konstant gehaltenen Druckes - eine Gasmenge zum Brenner l strömt, die etwas größer ist als die maximal benötigte Gasmenge zur Durchführung der Schweißung.
• Bei Wiederbeginn der Schweißung ist vom Bedienungsmann lediglich das Absperrorgan 12 im Brennerhandgriff 11 zu öffnen. Es strömt dadurch zunächst der Inhalt des oberhalb der Membran 13 des Ventils 8 befindlichen Druckraumes 15 durch die Steuerleitung 9' zum Brenner 1. Die Membran 13 wird entlastet, die Feder 14 öffnet, vom unterhalb der Membran herrschenden Gasdruck unterstützt, das Ventil 8, worauf der normale Gasstrom einsetzt.
• Die Erfindung läßt sich sinngemäß in der verschiedensten Form verwirklichen und ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. So kann beispielsweise die Verstellbarkeit der Offenhaltefeder 14 im 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 werden kann. Auch ist es möglich, bei entsprechender Wahl des Gasdruckes sowie bei entsprechender Bemessung der Durchmesser von Ventilsitz und Membran die Offenhaltefeder 14 gänzlich wegfallen zu lassen. Für gewisse 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 Drossel in der Steuerleitung sowie einer nicht unter Federspannung stehenden Membran eine im wesentlichen konstante Nachströmzeit bewirkt wird.
• Schließlich kann je nach den Erfordernissen des Einzelfalles das Betätigungsglied des vorzugsweise im Brennerhandgriff gelegenen Absperrorgans für die Steuerleitung mit dem Betätigungsglied eines elektrischen 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. Patentansprüche: 1. Schutzgas-Lichtbogenschweißbrenner mit einer das zeitweilige Weiterströmen des Schutzgases nach Beendigung des Schweißvorganges automatisch regelnden Einrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß in der Schutzgaszuführungsleitung (5) zum Brenner (1) hinter einem Regelventil (6) sowie gegebenenfalls einer vorzugsweise fest eingestellten Drossel (7) ein membranbetätigtes Absperrventil (8) eingeschaltet ist, das durch den Gasdruck in einer hinter dem Reduzierventil (3) von der Hauptleitung (5) abzweigenden und zu dieser parallelverlaufenden Steuerleitung (9) mittels einer druckabhängigen Membran (13) od. dgl., gegebenenfalls entgegen der Kraft einer in öffnendem Sinne wirkenden Feder (14), geschlossen wird, wobei in der Steuerleitung (9) vor der Anschlußstelle zum Druckraum (15) oberhalb der Membran (13) eine in der Regel ebenfalls festeingestellte Drossel (10) und ;hinter der Anschlußstelle ein handbetätigtes Absperrorgan (12) vorgesehen sind. - . z. Brenner nach Anspruch 1, 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. 3. Brenner nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung der Offenhaltefeder (14) des membranbetätigten Absperrventils (8) in an sich bekannter Weise durch eine Regulierschraube (17) verstärkt oder verringert und damit die Nachströmzeit vergrößert oder verkleinert werden kann. 4. Brenner nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine solche Bemessung der in der Schutzgassteuerleitung (9) gelegenen fest eingestellten Drossel (10), daß die Zeitspanne, innerhalb deren bei dem durch das Reduzierventil (3) konstant gehaltenen Gasdruck genügend Gas in den Druckraum (15) oberhalb der Membran (13) des Absperrventils (8) einströmt, um dieses in Schließstellung zubringen, der für die Nachströmzeit erforderlichen Zeitspanne entspricht. 5. Brenner nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine solche Bemessung der in der Schutzgashauptleitung (5) gelegenen fest eingestellten Drossel (7), daß bei durch das Reduzierventil (3) konstant gehaltenem Gasdruck und bei Offenhaltung des Regelventils (6) sowie des membranbetätigten Absperrventils (8) eine zur Dekkung des maximalen Schutzgasbedarfes des Brenners voll ausreichende Gasmenge zum Brenner (1) strömt. 6. Brenner nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsglied des vorzugsweise im Brennerhandgriff (11) gelegenen Absperrorgans (12) mit dem Betätigungsglied eines zur Auslösung zusätzlicher Schaltvorgänge innerhalb der Schweißanlage dienenden elektrischen Schaltorgans verbunden ist. 7. Bienner nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Schutzgassteuerleitung (9) gelegene Drossel (10) verstellbar ausgebildet ist, während gleichzeitig die Federspannung im membrangesteuerten Absperrventil (8) konstant gehalten wird. B. Brenner nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (13) im membrangesteuerten Absperrventil (8) unter Verzicht auf die Offenhaltefeder (14) allein unter dem in den beiden Druckräumen herrschenden Gasdruck steht. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 507116, 937 968.