DE1236103B - Schutzgasschweissbrenner mit Verzoegerungs-vorrichtung fuer das Gasventil - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

B 23k

Deutsche Kl.: 21h-30/12

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

K 43963 VIII d/21h

10. Juni 1961

9. März 1967

Die Erfindung betrifft einen Schutzgasschweißbrenner mit einer das zeitweilige Weiterfließen von Schutzgas nach Beendigung des Schweißvorganges steuernden Einrichtung, die mit einer Verzögerungsvorrichtung für die mittelbare oder unmittelbare Schließbewegung des Ventils in der Schutzgasleitung versehen ist.

Beim Schutzgasschweißen, insbesondere mit Wolframelektroden, ist es sowohl bei luft- als auch bei wassergekühlten Brennern erforderlich, daß nach dem Ausschalten des Schweißstromes die Elektrode noch so lange von Schutzgas umhüllt wird, bis sie abgekühlt ist. Erfolgt das nicht, so oxydiert die Elektrode mindestens teilweise, wodurch ein weiteres Arbeiten erschwert wird. Außerdem ist beim Auftreten von Oxydation an der Elektrode ein Nachschieben und erneutes Anspitzen derselben in gewissen Zeitabständen erforderlich.

Um das Weiterströmen des Schutzgases zu erreichen, ist es bekannt, nach dem Absperrventil in der zum Brenner führenden Schutzgasleitung einen Nachströmbehälter vorzusehen. Dieser ist außerhalb des Brennerhandgriffes angeordnet und enthält brennerseitig eine Gasstaudüse. Wird beim Ausschalten des Schweißstromes gleichzeitig das vor dem Nachströmbehälter angeordnete Schutzgasventil geschlossen, so strömt noch so lange Schutzgas aus der Brennerdüse und schützt damit die Elektrode, bis der im Behälter und in der hinter dem Ventil liegenden Leitung befindliche Gasdruck auf Atmosphärendruck abgesunken ist.

Diese bekannte Anordnung hat den Nachteil, daß sie eine recht umfangreiche Einrichtung mit elektrischem Druckknopf am Brenner, ein Schrittschaltrelais und ein Schutzgas-Magnetventil erfordert. Außerdem ist der Schutz der Elektrode und des Werkstückes durch das Gas während der Fülldauer des relativ großen Nachströmbehälters bei Beginn des Schweißvorganges ungenügend, wenn nicht mit Rücksicht auf die erforderliche Güte auch des Schweißnahtanfanges ein längeres Gasvorströmen in Kauf genommen wird, was aber einen, erhöhten Gasverbrauch zur Folge hat.

Weiterhin ist eine Vorrichtung zur selbsttätigen Regelung der Schutzgasnachströmung durch ein Magnetventil in der Schutzgasleitung bekannt, das durch ein einstellbares Verzögerungsrelais gesteuert wird, das seinerseits durch die Leerlaufspannung des Schweißstromes über ein Schaltrelais in Tätigkeit gesetzt wird. Im Erregerkreis des Verzögerungsrelais befindet sich in Serie mit dem Kontakt des Schaltrelais ein Handschalter, während ein weiterer Handschalter Schutzgasschweißbrenner mit Verzögerungsvorrichtung für das Gasventil

Anmelder:

MESSER GRIESHEIM

Gesellschaft mit beschränkter Haftung,

Frankfurt/M., Hanauer Landstr. 300-326

Als Erfinder benannt:
Walter Sopicki, Schwalbach

im Steuerkreis des Magnetventils liegt. Auch diese Vorrichtung erfordert einen erheblichen und kostspieligen Aufwand an elektrischen Schaltmitteln und ist wegen ihrer Kompliziertheit sehr störanfällig.

Zur Behebung dieser Nachteile wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, eine solche VerzÖgerungsvorrichtung vorzusehen, deren zeitbestimmendes Glied die innere Reibung einer hochviskosen Flüssigkeit ist, deren Druck nicht verändert wird. Durch die Verzögerung der Schließbewegung des Ventils und das damit verbundene, zeitlich regelbare Nachströmen des Schutzgases ergeben sich gegenüber dem Nachströmen des Schutzgases aus einem Behälter, dessen Zufluß aus der Gasflasche durch plötzliches Schließen eines Ventils unterbrochen wird, wesentliche Vorteile. Unter anderem entsteht kein zusätzlicher Platzbedarf, und der Kostenaufwand der Verzögerungseinrichtung ist gering. Durch die mögliche Kleinheit der erfindungsgemäßen Einrichtung kann diese im Brennerhandgriff angeordnet und auch noch nachträglich in bereits vorhandene Brenner eingebaut werden, da keine Vergrößerung des Handgriffes im Durchmesser und in der Länge erforderlich ist. Die Zeitdauer der Verzögerung kann durch Wahl der Viskosität und/oder durch die Regelung des die Bewegung auslösenden Federdruckes eingestellt werden.

Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung weist die Verzögerungsvorrichtung zwei gegeneinander bewegliche Teile auf, vorzugsweise einen feststehenden und einen um dessen Längsachse drehbaren Teil, zwischen denen sich die hochviskose Flüssigkeit, vorzugsweise Silikon-Öl, befindet. Die Teile werden zweckmäßigerweise rotationssymme-

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trisch ausgebildet, wobei nach einem Ausführungs- mittels des Betätigungsorgans 14 über die Verzögebeispiel ein feststehender Kolben von einem dreh- rungsvorrichtung 15 und den Hebel 16 betätigt. Die baren Zylinder dichtend umschlossen wird, der ko- Verzögerungsvorrichtung 15 weist einen feststehenaxial zum Kolben und mit geringem Abstand von den Kolben 17 und einen diesen dichtend umdiesem angeordnet ist. Der Zylinder, auf den eine 5 schließenden drehbaren Zylinder 18 auf. In dem vorzugsweise von einer Feder herrührende Drehkraft zwischen Kolben 17 und Zylinder 18 befindlichen wirkt, ist einem mechanischen System zugeordnet, Ringspalt 19 befindet sich hochviskoses Öl. Der das den Ventilmechanismus mittelbar oder unmittel- Zylinder 18 weist ferner zwei Ansätze 20 und 21 bar verzögernd betätigt, wenn es durch Ent- auf. Dem Ansatz 20 ist der Zapfen 22 des Betätiarretierung einer Auslösevorrichtung wirksam ge- ₁₀ gungsorgans 14 zugeordnet und dem Ansäte 21 der macht wird. _ Hebel 16. Dieser ist bei 23 schwenkbar gelagert, und

Zur Einstellung der Zeitdauer der Verzögerung auf ihn wird mittels einer Feder 24 eine Kraft in

kann auch der Spalt zwischen den gegeneinander Schließrichtung des Ventils 13 ausgeübt,

beweglichen Teilen der Verzögerungsvorrichtung Bei Inbetriebnahme des Brenners wird zum Eineinstenbar ausgebildet werden, wobei die Füllung 15 schalten des Schutzgases das als Stift ausgebildete

konstant gehalten wird. Betätigungsorgan 14 entgegen der Kraft der Feder

Als Reibungsflüssigkeit wird vorteilhafterweise 26 nach unten gedrückt und entweder dauernd in

eine hochviskose Flüssigkeit gewählt, deren Viskosi- dieser Lage festgehalten oder im Gehäuse 25

tat weitgehend unabhängig von der Temperatur ist, arretiert Die Arretierung geschieht dadurch, daß um zu verhindern, daß bei unterschiedlichen Um- 20 der Stift 14 von dem am Zylinder 18 befestigten, als

gebungstemperaturen, beispielsweise durch Wärme- schiefe Ebene ausgebildeten Ansatz 20 bei dessen

Strahlung vom Lichtbogen, eine unbeabsichtigte Ver- Bewegung entgegen dem Uhrzeigersinn quer zu

änderung der Verzögerungszeit eintritt. seiner Betätigungsrichtung ausgelenkt und mit der

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind in der Fläche 28 am Ansatz 27 des Gehäuses 25 arretiert Zeichnung dargestellt und an Hand desAusfühnings- 25 wird. Beim Herunterdrücken des Stiftes 14 wird über

beispieles näher beschrieben. den Zapfen 22 und den Ansatz 20 der Zylinder 18

F i g. 1 zeigt eine schematische Darstellung des entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht. Bei dieser

Erfindungsgegenstandes und Drehung hebt der Ansatz 21 den Hebel 16 entgegen

Fig. 2 ein praktisches Ausführungsbeispiel an der Kraft der Feder 24 von der Kugel des Ventils 13 einem Schutzgasschweißbrenner. 30 ab, so daß das Ventil 13 geöffnet wird. Durch das

In Fig. 1 ist ein feststehender Kolben mit 1 be- Herunterdrücken des Stiftes 14 kann auch gleichzeichnet, um den, diesen dichtend umschließend, ein zeitig auf nicht dargestellte Weise der Schweißstrom Zylinder 2 angeordnet ist. An dem Zylinder 2 ist eingeschaltet werden, so daß nahezu gleichzeitig die ein zweiarmiger Hebel 4 befestigt, der an einem Erwärmung der Elektrode und das Herausströmen Ende einen Ventilstößel 5 aufweist. Das andere 35 des Schutzgases beginnt. Es ist aber in gleicher Ende des Hebels 4 wird von einem arretierbaren Weise möglich, mit dem Stift 14 nur das Schutzgas-Druckstift 6 in einer bestimmten Stellung fest- ventil zu betätigen.

gehalten. Gibt der Druckstift 6 den Hebel 4 frei, so Das Ausschalten des Brenners (Schutzgas und bewegt sich der Zylinder 2 unter dem Einfluß der gegebenenfalls Schweißstrom) geschieht durch LosFeder 11 konzentrisch im Sinne des Pfeiles 7 um den 40 lassen des Stiftes 14 bzw. durch Lösen der Arretie-Kolben 1 herum, und der mit dem Zylinder 2 fest rung des Stiftes, der durch die Feder 26 nach oben verbundene Hebelarm 4 drückt den Ventilstößel 5 bewegt wird. In dem Maß, in dem sich der Zapfen auf den Ventilsitz 8 und unterbricht den Gasfluß 12 des Stiftes 14 nach oben bewegt, würde bei nicht durch die Leitung 9. Das in dem Raum 3 zwischen mit Silikon-Öl od. dgl. gefülltem Ringspalt 13 der Zylinder 2 und Kolben 1 befindliche Silikon-Öl ver- 45 Zylinder 18 durch den durch die Feder 24 nach zögert die auf Grund der Wirkung der Feder 11 er- unten gedrückten Hebelarm 16 im Uhrzeigersinn gefolgende Bewegung des Ventils 5 in regelbarer, re- dreht und damit das Ventil 13 unmittelbar nach produzierbarer Weise. Es wird dadurch erreicht, Abschaltung des Schweißstromes geschlossen werdaß nach dem Unterbrechen des Schweißstromes den. Durch die innere Reibung des im Ringspalt 19 durch Abschalten des Stromes oder Abreißen des 50 befindlichen Silikon-Öles wird aber die Bewegung Lichtbogens die Elektrode noch so lange von Schutz- des Zylinders 18 gebremst, so daß der Hebelarm 16 gas eingehüllt wird, bis sie abgekühlt ist. Durch er- sich wesentlich langsamer nach unten bewegt als' neuten willkürlichen Druck auf den Druckstift 6 der Zapfen 22 nach oben. Die Bewegung des wird der Ventilstößel 5 wieder angehoben, das Gas- Zapfens 22 erfolgt in Bruchteilen von Sekunden, ■■. ventil geöffnet und die Feder U gespannt. Der Vor- 55 wohingegen die Bewegung des Hebels bis zum gang kann dann erneut ablaufen. Die leichte Regel- Schließen des Ventils 13 im allgemeinen auf 15 bis möglichkeit der Verzögerungszeit, insbesondere 20 Sekunden verzögert wird,
durch Veränderung der Federvorspannung, ist im Die Verzögerung kann reguliert werden, indem Hinblick darauf wichtig, daß die Schweißstrom- die auf den Hebel 16 einwirkende Feder 24 in ihrem. stärke in der Praxis häufig geändert wird und eine 60 Druck einstellbar ausgebildet wird. Es besteht auch' Anpassung der Schutzgasnachströmmenge an den die Möglichkeit, die Länge des Hebels 16 veränder-Strom im Interesse einer Schutzgasersparnis er- bar auszubilden,
wünscht ist. Die Verwendung der erfindungsgemäßen Vex-

Die Fig. 2 gibt ein praktisches Ausführungs- zögerungsvorrichtung ist nicht auf die aufgezeigten beispiel der Erfindung. Hier ist in dem aus Isolier- 65 Beispiele beschränkt. Auch bei anderen Schweißmaterial bestehenden Brennerhandgriff 10 eine brennerbauarten, z. B. bei Autogenbrennern, können Schutzgasleitung 12,12' angeordnet, der ein Kugel- Vorgänge, wie etwa Vergrößerung oder Verkleine-Membranventil 13 zugeordnet ist. Dieses Ventil wird rung ausströmender Gasmengen, die zeitlich einem

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anderen Vorgang in einem bestimmten Zeitabstand nachfolgen sollen, in derselben Weise gesteuert werden. Patentansprüche:

1. Schutzgasschweißbrenner mit einer das zeitweilige Weiterfließen von Schutzgas nach Beendigung des Schweißvorganges steuernden Einrichtung, die mit einer Verzögerungsvorrichtung für die mittelbare oder unmittelbare Schließbewegung des Ventils in der Schutzgasleitung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß als Verzögerungsvorrichtung eine solche vorgesehen ist, deren zeitbestimmendes Glied die innere Reibung einer hochviskosen Flüssigkeit ist, deren Druck nicht verändert wird.

2. Schutzgasschweißbrenner nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Verzögerungsvorrichtung, bei der sich die hochviskose Flüssigkeit zwischen zwei gegeneinander beweglichen Teilen, vorzugsweise zwischen einem feststehenden, zweckmäßigerweise rotationssymmetrischen Teil und einem um dessen Längsachse drehbaren Teil befindet.

3. Schutzgasschweißbrenner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungsvorrichtung (15) einen feststehenden Kolben (17) und einen diesen dichtend umschließenden drehbaren Zylinder (18) aufweist, der koaxial zum Kolben (17) und mit geringem Abstand von diesem angeordnet ist.

4. Schutzgasschweißbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt (15) zwischen den gegeneinander beweglichen Teilen der Verzögerungsvorrichtung einstellbar ausgebildet ist.

5. Schutzgasschweißbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsglied zwischen Verzögerungsvorrichtung und Ventil aus einem in seiner Länge veränderbaren Hebel (16) besteht.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 627 531, 937 968,
353;

französische Patentschrift Nr. 1120 777, Zusatz 1, Nr. 68 520;
USA.-Patentschrift Nr. 2 903 567.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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