DE1540967A1 - Hochfrequenz-Zuendeinrichtung fuer die Zuendung eines Lichtbogens - Google Patents

Description

• Ho chf r eq,uenz-Münde inri chtung für die Zändung eine; Lichtbogens Die Erfindung betrifft eine Hochfrequenz-Zündeinriclltung zur Einleitung eines Lichtbogens zwischen einer nichtabschmelzenden Elektrode und einem 'Werkstück und weist eine schutzgasgespülte Funkenkammer auf.
• Für die Bearbeitung von berührungsempfindlichen Verkstücken mittel; eines Lichtbogens zwischen einer nichtab schi:@el zenden Elektrode und dein Werkstück, insbesondere zum Schweißen oder Funkten solcher Werkstücke, ist eine sichere Zündung des Lichtbogens ohne jede Werkstückberüh-`rung der Elektrode erforderlich. Dies gilt insbesondere für das funkten, wo häufig Lichtbogenbrennzeiten von weniger als 1 Sekunde üblich sind, so daß schon geringfügige Zündverzögerungen einen erheblichen Einfluß auf das Arbeitoergebnis haben können. Auch beim I,Iaschinensch;,je;_Ben mit sogenanntem fliegenden Start, bei welchen die Zündung des Lichtbogens an einer bestimmten Werkstückstelle wahrend einer bereits vorhandenen Relativbewegung des Brenners zum ?@@er@=t zck gefordert wird, können sich schon geringfüg.ge Zündverzögerungen ;ehr nachteilig bemer:1.bar machen und zui;i Fehlen von einzelnen Abschnitten der Schweißnaht füh- ren.
• Es ist bereits bekannt, zur Einleitung eines Lichtbogens eine Ilochfre:quc"i-iz-Zilndeinrichtung zu verwenden, bei der eine PunkenentJ.adunu zur Vorionisierung der Lichtbogen- Strecke zwischen der nicht abEch ielzenden Elektrode und de:.: Werkstück vorn-enommen wird. Bei dieser Einrichtun- können jedoch erhebliche Zündverzögerungen auftreten. Mit einer anderen bekannten Hochfrequenz-Zündeinrichtung, bei der mittels eines schweiß Strom- oder schweißspannunsabhängigen Relais, mit dem ein die Dauer des Schweißens oder des Punktens bestimmendes Zeitglied er.-t noch -,.cm Zünden des Lichtbogens eingeschaltet wurde, ließen sich zwar vorgegebene Schweißzeiten genau einhalten, und damit Verzögerungen des Eintatze:; des Relais aber ebenfalls nicht vermeiden, auch wenn. mit einem üblichen Normalabstand der Elektrode vom Werkstück von 2 bis 5 reim und mit ,Stromquellen mit einer allgemein zulässigen Spitzenleerlaufspannung von 100 Volt und einer Iiochfrequenz-Spitzenopannungvon 1500 bis 2000-Volt gearbeitet wurde.
• Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, Zündverzögerungen durch eine Vorionisierung der zwischen der Elektrode und. dem @,lerlcstücl> verlaufenden Funkenstrecke und einer damit verbundenen Erleichterung des Zündvorgaage n zu vermeiden. Hierzu sind bereits verschiedene Vorschläge bekannt geworden, bei Spielreise die Anordnung von z1:rei liilf"ele1.l,roden in der liühe der. Schutzgas-nustrittsdüse, von denen eine Hilfselektrode -,e"enüber den übrigen Brennerteilen i;:oltert angeordnet ist uns zwischen neiden Hilfselektroden eine Bogenentladung eingeleitet wird. Einrichtungen dieser Wirt sind jedoch relativ gro3, machen damit den üchweißbrenner unhandlich und erfordern auch während der Schweißpausen einen ständigen Fluß von teuerem Schutzgas.
• Zur Vermeidung der vorstehend genannten ?t::chteile sind nun Einrichtungen bekannt geworden, bei denen die das Zünden begünstigende Vori-onisierung des Schutzgases nicht über eine Bogenentladung, sondern über eine relativ energieschwache Hochfrequenzentladung erzielt wird. D bei werden Diese Aufgabe wird erfindungegemäß dadurch gelöut, daß die Funkenkammer mit Organen gekoppelt ist, die durch eine Verzerrung des zwischen den Elektroden ausgebildeten elektrischen Feldes zur an sich bekannten Bildung einer Glirranentladung und/oder durch eine Bestrahlung des Punkenkammerraumes mittels Elementarstrahlern die Ionisation des die Funkenkammer durchströmenden Gases erhöhen. Dabei kann die Feldverzerrung in der Funkenkammer mittels mindestens eines Brückengliedes aus elektrisch lei@:endem Material erzielt werden, das sich vom Bereich der einen Elektrode in den Bereich der anderen Elektrode der Funkenkammer erstreckt, gegen die Elektroden isoliert angeordnet ist und beide Elektroden geringfügig überdeckt.
• Die Bestrahlung kann durch die Anordnung von Trägern mit ra.-dioahtivem Material innerhalb oder außerhalb der Funkenkammer erzielt werden dergec-,talt, daß der schutzgaodurchströmte Innenrauen der Funhenkarmer im Strahlungsbereich dieses Materials liegt. Beispielsweise können die Wände der Funkenkammern innen oder außen mindestens stellenweise mit fein verteiltem radioaktiven Material überzogen sein. Einebesonders günstige Wirkung wird erzielt, wenn sowohl Brückenglieder aus elektrisch leitendem Material zwecks einer Verzerrung des elektrischen Feldes, als auch beispielsweioe mit den Brückengliedern verbundenes radioaktives Material Verwendung findet. Zur Verhinderung können dabei die Funkenkammer und die Träger des radioaktiven Materials in an sich bekannter Weise nach außen abge"chirmt werden. riahtung Gemäß der Erfindung schematisch dargestellt ist. Im einzelnen zeigen: Fig. 1 .eine scheiaatische tlbersichtsdarstellunr; einer Schweißeinrichtung mit einer IIochfrequenz-Zünd-Qinriehtung; Fig. 2 einen Teil der Anlage nach Figur 1 in abgewandelter Form; Fi,g..@ einen schematischen Querschnitt durch eine Mittelebene einer erfindungsgemäß ausgebildeten Funkenkammer,; F3. . q, eine stirnseitige Ansicht der Funkenkammer nach Figur 3.
• In der schematischen Darstellung der Figur l ist der Schutz-,gasversorgungs..-tei@ einer Schweißanlage mit einem Schweiß-Brenner l mit einer nicht abschmelzenden Elektrode 2 und einer Schutzgaszuleitung 3 dargestellt. Das Schutzgas wird in bekannter Weise einer Vorratsflasche 4 über ein Druckminderventil. 5 entnomiuen. und fließt bei Einem in Abhängigkeit von dem Betrieb der Anlage geöffneten Magnetventil 6 über eine Drossel 7 und durch eine funkenkanuier 8 hindurch in die Brenneranschlußleitung 3.. Durch die Drossel 5 wird in einem vor der Drossel angeschlossenen sogenannten Nachström- Magnetventiles 6 noch einige Sekunden zum Brenner 1 nachströmt und die noch heiße Elektrode 2 ,,eitere Zeit vor dem Zutritt von Luft wid einer damit verbundenen Oxydationsgefahr schützt.
• Anlagen mit einer Hochfrequenz-Zündeinrichtung und einer ßehutzgasversorgungsoinrichtung gemäß Figur 1 sind bereits vorgeschlagen worden. Bei ihr treten die eingangs erwähnten Nachteile auf, die eine unverztigerte Zündung der Funkenotrecke in der Funkenkami:ier 8 verhindern. Vor allem die Anlage Luft in dem Nach strömbehälter 4, die eich im Letrieb mit dem Schutzas- mischt, so daß während vieler Schweißzyklen ein zündungshenmendes Gasgemioch aua diesem Behälter 4 in die Funkenkammer 8 gelangt. ;Lußerdem beisteht bei dieser Anlage die Gefahr, daß über die Schutzgasansehlußleitung 3 Luft vom Brenner her in die Zündkar..imer gelangt. Diese Gefahr könnte zr;ar durch eine Anordnung der Drossel 7' in Strömungsrichtung hinter der Funkenkammer 8 beseitigt -werden, was aber einen weiteren N.chteil mit sich bringt, der darin besteht, duß beim Öffnen des I.Tanetventils 6 zunächst einmal eine zündverzögernde Gasdruckwelle in der. Funkenkaruier 8 entsteht.
• Die Beseitigung all die er.Nachtei 1e und eine praktisch von der Gaszusammensetzung und vom Gasdruck in der Funkenkammer unabhängige und unverzögerte Einleitung der Funkenbildung wird mit Hilfe einer in Figur 3 und .Figur 4 dargestellten Funkenkammer erzielt, die ein aus einem Rohrabschnitt aus Isolationsmaterial gebildetes Gehäuse 10 aufweist, das an beiden Enden mittels Elektroden 11 und 12 verschlossen ist. Beide jilektrod6rl 1l und 12 weisen einen I,onzentrisehen. Gaskanal 13 oder 14 auf. Durch den Kanal 13 wird das Schutzgas in den Innenraum 15 der runkenkarrumer 8 hinein und durch den Kanal 14 in der Elektrode 12 wieder heraus und über die nicht dargestellte Zeitung 3 in den Lichtbogenbereich des Brenners geleitet. überliegend angeordnete Stäbe 16 und 17 aus elektrisch leitendem Material befestigt, die etwas länger sind als der Abstand zwischen den den Funkenkammerinnenraum 15 stirnseitig begrenzenden Elektrodenflächen, so daß die Enden der Stäbe 16 die inneren Stirnflächen der ylektroden gerin--figig überlappen, die Stäbe jedoch durch das Gehr-Juse 10 von den Elektroden elektrisch isoliert sind. Durch die gewisseriäa !3fan @r:cl@en@l:ieder zwischen den beiden Elektroden 11 und 12 bildenden Metallct::bQ 16 und 17 wird beim Anlegen einer lIochfreqiienzspanirun,7; an die beiden Elektroden 11 uni 12 in, den Randzonen des Innenraumes 15 der hunkenkammer 8 eine Glimmentladung erzielt, die zu einer teilweisen Ionisierung des im Funkenkammerinnenraum 15 enthaltenen Gases oder Gnagemisches führt. Außerdeia sind die beiden Stäbe 16 und 17 in aus der Zeichnung nicht ersichtlicher sen Strahlung durch die W.,ndung 10 der Funkenkammer in der Innenraum 15 hindurehdringt und eine weitere Ionisierung de:; Gasvolumens dieser K.,mmer bewirkt.
• Durch diese Maßnahme ist ein sicheres Durchzünden der Funken-. streeke auch unter den ungünstigsten in der Praxis zu erwartenden Druck- und Gasverhältniassen sichergestellt, so daß sofort mit dem Schweißbeginn aus der Funkenkammer £3 vorionisiertes Schutzgas über die Schutzgasanschlussleitung 3 zum Brenner 1 und in den Zichtbogenbereich gelangt und dort ein sofortiges Zünden des Schweißlichtbogens gewährleistet.

Claims (4)

1. Patentann röche 1. Iiochfrequenz-Zündeinribhtung zur Einleitung eines Lichtbogens zwischen einer nicht abschmelzenden Elektrode und einem ;Verkstück, mit einer sehutzgasgec-pülten Funkenkammer, dadurch gekennzeichnet, daß die Funkenkammer (8) mit Organen (16, 17) gekoppelt ist, die durch eine Verzerrung den zwischen den Elektroden (11, 12) ausgebildeten elektrischen Feldes zur an sich bekannten Bildung einer Glimmentladung und/oder durch eine Bestrahlung des Funkenkammerraumes (15) mit Elementarstrahlern die Ionisation des die Funkenkammer durchströmenden Gases erhöhen.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feldverzerrung in der Funkenkammer (a) mittels windestens eines Brückengliedes (16, 18) aua elektrisch leitendem Material erzielt wird, das sich vom Bereich der einen Elektrode (11) bis in den Bereich der anderen Elektrode (12) der Funkenl:ar=er (8) erstreckt und gegen die Elektroden isoliert angeordnet ist.
3. 3. Einrichtung nach AnGpruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Brückenglieder auf der Außenseite einer aus Isolationsmaterial gebildeten Begrenzung:;wand (10) der Funkenkammer (8, vorzugsweise zwei diametral zueinander angeordnete Metalstäbe (16, 17) vorgesehen sind.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gv kennzeichnet, daß die Hetallstö.be (16, 17) die Punkenkammerelektroden (11, 12) geringfügig überdecken. 6. Einrichtung; nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,. daß die Wände der Funkenkamaaer (i?) innen oder außen mindestens stellenweiüe finit fein verteiltem radioaktiven Material überzogen- sind. 7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Brückenglieder (16, 17) aus elek- zur Aufnähme von radioaktiveL. Material. oder Trägern von radioaktivem Material versehen sind, oder dass sie radioaktive Substanz nach Art eines Legierungsbestandteils enthalten: ß. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gokennzeichnet, daß die mit radioaktivem IZaterial beeinflußte Funkenkammer (8) oder die Träger dieses Materials in an siel bekannter Weise zur Verhütung von Strahlungsschäden nach außen abgeschirmt. ist bzw. sind: