DE1294149B

DE1294149B - Schutzgasschweissbrenner mit Verzoegerungsvorrichtung fuer das Gasventil

Info

Publication number: DE1294149B
Application number: DEK45862A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Guenther; Hannappel
Original assignee: Messer Griesheim GmbH
Current assignee: Messer Griesheim GmbH
Priority date: 1961-06-10
Filing date: 1962-02-10
Publication date: 1969-04-30
Also published as: GB1005353A; DE1236103B

Description

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, deren zeitbestimmendes Glied die innere Reibung einer hochviskosen Flüssigkeit ist, deren Druck nicht verändert wird, nach Patent 1236103.
Bei derartigen Brennern kann sich in besonderen Fällen eine durch Temperaturveränderung der Brennerteile hervorgerufene, unbeabsichtigte Veränderung, und zwar im allgemeinen eine Verkürzung der eingestellten Verzögerungszeit, nachteilig bemerkbar machen. Es hat sich gezeigt, daß, wenn eine Verkürzung der eingestellten Verzögerungszeit nach einer gewissen Betriebszeit des Brenners eintritt, diese sowohl aus einer temperaturbedingten Viskositätsverminderung des vorzugsweise aus Silikonöl oder -fett bestehenden Reibungsmediums als auch aus der geometrischen Veränderung des das Medium umschließenden Raumes resultiert und etwa bis zur Hälfte der eingestellten und bei Zimmertemperatur auch erreichbaren Zeit betragen kann. Diese Zeitveränderung durch Temperatureinfluß läuft den technischen Forderungen insofern zuwider, als der höheren Erwärmung der Brennerteile eine stärkere elektrische und/oder wärmestrahlenmäßige Belastung vorausgeht, so daß gerade in Fällen hoher Brenner-und Werkstücktemperaturen die Verzögerungszeit und damit die Dauer des Nachströmens des Schutzgases im Interesse eines verstärkten Schutzes von Elektrode und Werkstück mindestens gleichbleiben soll.
Gemäß der Erfindung wird daher vorgeschlagen, der Verzögerungsvorrichtung für die Schließbewegung des Ventils ein deren Temperaturabhängigkeit mindestens teilweise kompensierendes oder überkompensierendes Glied zuzuordnen. Zweckmäßigerweise beeinflußt dieses Glied das die Rückstellkraft des Ventils erzeugende Glied im Sinn einer mindestens teilweisen Kompensation der Temperaturveränderung. Nach einem weiteren Vorschlag wird die Temperaturabhängigkeit der Verzögerungsvorrichtung durch die Wahl geeignete Ausdehnungskoeffizienten aufweisender Konstruktionsmaterialien erreicht.
Als das die Temperaturabhängigkeit der Verzögerungsvorrichtung kompensierende Glied wird vorteilhafterweise ein Bimetallblech und/oder ein Dehnstoffregler verwendet.
F i g. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine mittels Bimetallspirale temperaturkompensierte Verzögerungsvorrichtung für die Schließbewegung des Schutzgasventils; F i g. 2 zeigt Kennlinien für temperaturkompensierte und nichtkompensierte Brenner, und F i g. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung.
In der F i g. 1 ist mit 1 ein feststehender Kolben bezeichnet, um den, diesen mit relativ geringem Abstand umschließend, ein Zylinder 2 angeordnet ist. An dem Zylinder 2 ist ein zweiarmiger Hebel 4 befestigt, der an einem Ende einen Ventilstößel 5 aufweist. Das andere Ende des Hebels 4 wird von einem arretierbaren Druckstift 6 in einer bestimmten Stellung festgehalten. Gibt der Druckstift 6 den Hebel 4 frei, so bewegt sich der Zylinder 2 unter dem Einfluß der Feder 11 konzentrisch im Sinne des Pfeils 7 um den Kolben 1 herum, und der mit dem Zylinder 2 festverbundene Hebelarm 4 drückt den Ventilstößel 5 auf den Ventilsitz 8 und unterbricht den Fluß des Schutzgases durch die Leitung 9. Das in dem Raum 3 zwischen Zylinder 2 und Kolben 1 befindliche Silikonö1 verzögert die auf Grund der Wirkung der Feder 11 erfolgende Bewegung des Ventils 5. Die Rückstellkraft der Feder 11 wird durch die im Mittelpunkt bei 13 festgehaltene Bimetall-Spiralfeder 12, die mit der Feder 11 verbunden ist, entsprechend der jeweiligen Umgebungstemperatur beeinflußt, und deren freies Ende bewegt sich mit zunehmender Temperatur in Richtung des Pfeils 14. Hierdurch wird die Feder 11 in Anhängigkeit von der Temperaturzunahme entspannt. Die Schließzeit des gesamten Verzögerungssystems wird im Erwärmungsfall somit weitgehend von der Dimensionierung der Spiralfeder 12 bestimmt. Eine Stellung der Bimetall-Spiralfeder 12 für eine niedrigere Umgebungstemperatur ist gestrichelt dargestellt.
Je nach Dimensionierung der Spiralfeder 12 ist es möglich, die in F i g. 2 maßstabgerecht dargestellten Zeit-Temperatur-Kennlinien zu erreichen. Die Kennlinie I des Diagramms gilt für einen nichttemperaturkompensierten Brenner. Ihr ist zu entnehmen, daß die gewünschte Nachströmzeit von z. B. 20 Sekunden bei einem 80° C warmen Brenner nur erreicht wird, wenn mittels der Feder 11 bei 20° C eine Nachströmzeit von etwa 40 Sekunden eingestellt wird.
Die Kennlinie 1I bezieht sich auf einen mit einer für 80° C kompensierenden Bimetallfeder ausgerüsteten Brenner. Die Kennlinie II ist einer überkompensierenden Verzögerungsvorrichtung zugeordnet, die in Fällen besonders hoher Temperaturbeanspruchung eingesetzt werden kann. Eine derartige Kennlinie kann beispielsweise entweder durch Erhöhung der Windungszahl der Spiralfeder 12 nach F i g. 1 und/oder durch Verwendung einer weiteren, kompensationsverstärkenden Einrichtung, z. B. nach F i g. 3, leicht erreicht werden. Außer den aus F i g. 1 bekannten Teilen weist die Vorrichtung nach F i g. 3 einen Bimetallstreifen 13 auf, der an den Punkten 14 mit einem relativ zum Kolben 1/Zylinder 2 feststehenden Teil 15 des Brenners fest verbunden und mit einem Bremsbelag 16 versehen ist, der mit zunehmender Temperatur fester an den Zylinder 2 angedrückt wird.
Eine feinfühlige Einstellung der Bremswirkung und eine Änderung des Temperatureinflusses, d. h. eine Verschiebung der Kennlinien im Sinne der Kurven II und III in F i g. 2, sind durch Beeinflussung der einen Gegenzug erzeugenden Feder 17 über die Schraube 18 möglich.
Die Erfindung läßt sich sinngemäß in der verschiedensten Weise verwirklichen und ist nicht auf die figürlich dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Insbesondere können an Stelle eines Bimetallstreifens oder einer Bimetallfeder auch andere Ausdehnungssysteme, deren wirksames Medium z. B. Gas oder Flüssigkeit sein kann, einzeln oder in Kombination verwendet werden.
Die Erfindung sieht außerdem vor, daß einzelne Bauelemente der Verzögerungsvorrichtung 1 bis 3, vorzugsweise alle oder ein Teil der zur Kraftübertragung dienenden Hebel 4, aus stark temperaturabhängigem Werkstoff, vornehmlich Bimetall, bestehen, wobei diese Bauelemente in bezug auf ihr mechanisches Temperaturverhalten einstellbar sind.

Claims

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, deren zeitbestimmendes Glied die innere Reibung einer hochviskosen Flüssigkeit ist, deren Druck nicht verändert wird, nach Patent 1236103, dadurch gekennzeichnet, daß der Verzögerungsvorrichtung (1 bis 3) ein deren Temperaturabhängigkeit zumindest teilweise kompensierendes oder überkompensierendes Glied (12) zugeordnet ist.
2. Schutzgasschweißbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Glied (12) das die Rückstellkraft des Ventils (5) erzeugende Glied im Sinn einer mindestens teilweisen Kompensation der Temperaturveränderung beeinflußt.
3. Schutzgasschweißbrenner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem die Rückstellkraft des Ventils (5) erzeugenden Glied (11), vorzugsweise einer mechanischen Feder, mindestens ein Bimetallstellglied (12) zugeordnet ist.
4. Schutzgasschweißbrenner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellkraft des Ventils (5) unmittelbar durch ein temperaturabhängiges Glied, vorzugsweise durch eine Bimetallfeder, erzeugt wird.
5. Schutzgasschweißbrenner nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung des Ventils (5) durch eine mechanisch wirkende Bremseinrichtung (16) gesteuert wird, deren Bremskraft temperaturabhängig ist.
6. Schutzgasschweißbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilgestänge (4) aus einem sich unter Temperatureinfluß geometrisch verändernden Material besteht, so daß bei höheren Temperaturen vorzugsweise eine Schließzeiterhöhung eintritt.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zeitbestimmenden Konstruktionselemente der vorzugsweise adhäsions- und/oder kohäsionsabhängigen Verzögerungsvorrichtung (1 bis 3) aus wenigstens zwei Konstruktionsmaterialien verschiedener Ausdehnungskoeffizienten bestehen. B. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirksamkeit der Temperaturkompensationseinrichtung (13 bis 16) durch wenigstens ein mechanisches Stellglied (17,18) veränderbar ist.