DE19619693C2 - Schutzgas-Schweißgerät - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schutzgas- Schweißgerät.

Schutzgas-Schweißgeräte zum Lichtbogen- bzw. Elektroschweißen von metallischen Bauteilen in einer Schutzgasatmosphäre sind bekannt.

Ein Brennertyp für ein Schutzgas-Schweißgerät ist in der japanischen veröffentlichten Gebrauchsmusteranmeldung Nr. 59-20968 beschrieben. Dieser Brenner bzw. Schweißbrenner weist einen Halter auf, welcher einen Schweißdraht- Zusatzwerkstoff hält. Zudem ist eine zylindrische Düse zum Zuführen bzw. Ausblasen von Schutzgas zum und in die nähere Umgebung des Halters sowie ein Schutzgas-Zuführbereich angeordnet, welcher Schutzgas in den Raum zwischen den Halter und die Düse zuführt. Schließlich ist ein Gas- Zuführbereich vorgesehen, welcher ein Gas in diesen Raum zuführt, um Verbrennungsrückstände zu entfernen. Während des Schweißvorganges wird das geschmolzene Metall weder oxidiert noch nitriert, da das vom Schutzgas-Zuführbereich zugeführte Schutzgas in den Raum zwischen Düse und Zusatzwerkstoffhalter strömt und sowohl den Lichtbogen als auch das geschmolzene Metall umhüllt. Der Gas-Zuführbereich dieser Düse weist zudem zwei Luft-Zuführleitungen auf, welche außerhalb der Düse befestigt sind. Eine beträchtliche Menge an Verbrennungsrückständen wird während des Schweißvorganges erzeugt und diese Rückstände haften oftmals an verschiedenen Bauteilen des Brenners an. Wenn sich eine gewisse Menge der Verbrennungsrückstände auf dem Brenner abgesetzt hat, kann der Schutzgas-Ausströmfluß unterbrochen und somit die Schweißqualität verschlechtert werden. Demzufolge müssen verschiedene Maßnahmen ergriffen werden, um entweder die Menge an anhaftenden Rückständen zu verringern oder um die entstehenden Verbrennungsrückstände schnell und wirkungsvoll zu entfernen. Die beiden Luftzuführleitungen sind in bezug auf einem kreisförmigen Luftkanal in sekanter bzw. schneidender Richtung angeordnet und die von den beiden Luftzuführleitungen zugeführte Luft wirbelt um den Halter und bläst alle anhaftenden Verbrennungsrückstände weg. Da jedoch bei diesem Brenner bzw. Schweißbrenner die Düse einstückig mit dem restlichen Schweißbrenner ausgebildet und nicht abnehmbar ist, kann der Schweißdrahthalter nur schwierig gereinigt oder der Schweißdraht, wenn er verbraucht ist, nur schwierig ersetzt werden. Zusätzlich ist der Betrieb dieses Schweißbrenners in einem engen bzw. schmalen oder zusammengedrängten Raum problematisch, da zwei Luftzuführleitungen derart an der Düse befestigt sind, daß sie radial nach außen verlaufen und somit die komplette Größe als auch das Profil des Schweißbrenners vergrößern.

Ein weiterer Brennertyp zum Schutzgasschweißen ist in der japanischen veröffentlichten Patentanmeldung Nr. 5-169269 beschrieben. Dieser Schweißbrenner bzw. Brenner weist ein Abdeckelement auf, welches die Menge an anhaftenden Verbrennungsrückständen am vordersten Ende des Schweißbrenners verringert, indem der Drahthalter wassergekühlt wird. Zudem ist am vorderen Ende des Schweißbrenners ein Luftzuführbereich ausgebildet, welcher das Entfernen von an verschiedenen Bauteilen des Brenners anhaftenden Verbrennungsrückständen ermöglicht. Bei diesem Brennertyp haftet nur eine geringe Menge an Rückständen an dessen Spitze an, da alle geschmolzenen Verbrennungsrückstände, aufgrund der Kühlwirkung des um den Drahthalter angeordneten. Abdeckelementes aushärten. Selbst wenn Verbrennungsrückstände an der Spitze anhaften, können sie durch Druckluft weggeblasen werden. Andererseits ist der Aufbau dieses Schweißbrenners komplex, da ein Mantel erforderlich ist, durch welchen das Kühlwasser strömt.

Aus der nicht vorveröffentlichten DE 195 20 616 A1 ist ein Schutzgas-Schweißgerät bekannt, das eine weitgehende Übereinstimmung mit dem hier vorliegenden Schutzgas- Schweißgerät aufweist, bei dem aber kein Düsenadapter vorgesehen ist.

Die DE 43 04 318 A1 zeigt ein Schutzgas-Schweißgerät mit einem Brennerkörper, durch den ein Schweißdraht und Schutzgas geführt wird. Am vorderen Ende des Brennerkörpers ist zentral ein Gasdiffusor und eine Kontaktspitze eingeschraubt. Am Außenumfang des Brennerkörpers ist eine Hülse mit einem Preßluftanschlußstutzen aufgeschraubt, in die wiederum eine, die Kontaktspitze umgebende Gasdüse eingeschraubt ist. Der mit der Hülse verbundene Fluidanschluß dient aber nicht zum wahlweisen Zuführen von Luft oder Schutzgas.

Die DE 89 07 120 U1 zeigt eine Schutzgas-Schweißgerät, bei dem aber ebenfalls kein Düsenadapter vorgesehen ist.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Schutzgas- Schweißgerät der in der DE 195 20 616 A1 beschriebenen Art so auszugestalten, daß es leicht gewartet werden kann und daß die dem Verschleiß unterworfenen Teile auf einfache Weise ausgewechselt werden können.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche haben bevorzugte Ausgestaltungsformen der Erfindung zum Inhalt.

Das erfindungsgemäße Schutzgas-Schweißgerät kann auf einfache Weise in seine Einzelteile zerlegt werden, so daß es leicht repariert werden kann und seine Lebensdauer verlängert wird.

Diese und weitere Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung ersichtlich. In der nachfolgenden Beschreibung kennzeichnen gleiche Bezugszeichen übereinstimmende Bauteile. Es zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Schutzgas-Schweißgerätes mit einem Brenner entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine teilweise vergrößerte Teilschnittansicht des im in Fig. 1 dargestellten Inertschutzgas-Schweißgerät verwendeten Schweißbrenners;

Fig. 3 eine teilweise vergrößerte Teilschnittansicht des in Fig. 2 dargestellten Schweißbrenners;

Fig. 4 eine Vorderansicht der in Fig. 1 dargestellten Steuer- bzw. Regeleinheit;

Fig. 5 eine Seitenansicht der in Fig. 1 dargestellten Steuer- bzw. Regeleinheit;

Fig. 6 eine Rückansicht der in Fig. 1 dargestellten Steuer bzw. Regeleinheit;

Fig. 7 ein Schaltungsdiagramm einer im in Fig. 1 dargestellten Schutzgas-Schweißgerät verwendeten Luftsteuer- bzw. Regelschaltung;

Fig. 8 ein Schaltungsdiagramm einer Schutzgas-Steuer- bzw. Regelschaltung, welche in dem in Fig. 1 dargestellten Schutzgas-Schweißgerät verwendet wird;

Fig. 9 ein Blockdiagramm der Steuer- bzw. Regelanordnung des in Fig. 1 dargestellten Schutzgas-Schweißgerätes;

Fig. 10 eine Schnittansicht einer in einem Schutzgas- Schweißbrenner entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendeten Düse; und

Fig. 11 eine Schnittansicht einer in einem Schutzgas- Schweißbrenner entsprechend einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendeten Düse.

Die Fig. 1 zeigt ein Inertschutzgas-Schweißgerät 1 mit einer Steuer- bzw. Regeleinheit 2, einer Schutzgaszufuhr 3, einer Drahtzuführeinheit 4 und einem Schweißbrenner bzw. Brenner 5. Die Steuer- bzw. Regeleinheit 2 wird im folgenden als Steuereinheit bezeichnet.

Die Schutzgaszufuhr 3 weist einen Argongas-Zylinder 6, welcher mit unter Hochdruck stehendem Argongas gefüllt ist, und einen Kohlenstoffdioxid-Zylinder 7 auf, welcher mit unter Hochdruck stehendem Kohlendioxid gefüllt ist. Zusätzlich umfaßt die Schutzgaszufuhr 3 eine Mischkammer 8, in welcher Argongas und Kohlendioxid gemischt werden, um ein während des Schweißens zu verwendendes Schutzgas zu erzeugen, sowie eine Schutzgas-Steuer- bzw. Regelschaltung 9. Die Schutzgas-Steuer- bzw. Regelschaltung 9 wird im folgenden als Schutzgas-Steuerschaltung bezeichnet. Ein Argongas-Strömungsgeschwindigkeitsregler 10 ist zwischen dem Argongaszylinder 6 und der Mischkammer 8 angeordnet. Ein Kohlendioxidströmungsgeschwindigkeitsregler 11 ist zwischen dem Kohlendioxidzylinder 7 und der Mischkammer 8 positioniert. Die Mischkammer 8 ist mit der Schutzgas- Steuerschaltung 9 durch ein Rohr oder einen Schlauch verbunden.

In Fig. 8 weist die Schutzgas-Steuerschaltung 9 parallel angeordnete Schutzgas-Verteilventile 44, 45 auf, so daß Schutzgas von der Mischkammer 8 zuführbar ist. Als Schutzgas-Steuerventile 44, 45 können beispielsweise steuerbare Kolbenantriebsventile mit zwei Öffnungen verwendet werden. Das Schutzgas-Verteil- bzw. Schaltventil 44 ist mit einem (nicht dargestellten) zweiten Kanal 24a in einer Luft-Zuführleitung 24 durch einen (nicht dargestellten) Schlauch 48 verbunden. Das Schutzgas- Verteilventil 45 ist mit einem ersten Kanal 18a in einem Zwischenrohr bzw. Zwischenrohr 18 durch einen (nicht dargestellten) Schlauch 17 verbunden.

Wiederum bezugnehmend auf Fig. 1 weist die Draht- Zuführeinheit 4 eine Drahthaspel bzw. Drahtrolle 14, auf welcher (nicht dargestellter) Schweißdraht aufgewickelt ist, einen Drahthaspel-Befestigungsbereich 15, auf welchem die Drahthaspel 14 befestigt ist, sowie eine Zuführrolle 16 auf, welche Schweißdraht von der Drahthaspel 14 dem Brenner 5 zuführt. Die Zuführrolle 16 führt den Schweißdraht dem Brenner 5 mit einer Geschwindigkeit zu, welche der Schweißgeschwindigkeit entspricht.

Wie in den Fig. 2 und 3 dargestellt, umfaßt der Brenner 5 das Zwischenrohr 18, durch welches der Schweißdraht hindurchläuft, eine Schweißdrahthaltung 46, welche am vorderen Ende des Zwischenrohres 18 befestigt ist, sowie eine Brennerdüse 19, welche um den Umfang der Schweißdrahthaltung 46 positioniert ist. Ein ringförmiger Durchlaß 31 wird als Bereich zwischen dem Innenumfang der Brennerdüse 19 und dem Außenumfang der Schweißdrahthaltung 46 festgelegt bzw. definiert.

Das Zwischenrohr 18 ist als längliches zylindrisches Element ausgebildet und weist den in dessen Mitte bzw. Zentrum ausgebildeten ersten Kanal 18a auf. Der Schlauch 17 von der Schutzgas-Steuerschaltung 9 ist mit dem hinteren Bereich des Zwischenrohres 18 verbunden und steht mit dem ersten Kanal 18a in Verbindung. Zusätzlich ist das Zwischenrohr 18 an dessen vorderen Bereich gekrümmt.

Die Schweißdrahthaltung 46 weist ein vorderes Element 25, welches am Zwischenrohr 18 befestigt ist, ein Isolationsrohr 26, welches auf dem Außenumfang des hinteren Endes des vorderen Elementes 25 aufgeschraubt ist, und eine Kontaktspitze 27 auf, welche auf das vordere Ende des vorderen Elementes 25 aufgeschraubt wird.

Das vordere Element 25 besteht aus einem länglichen zylinderförmigen metallischen Element. Das vordere Element 25 weist einen dritten Kanal 25a auf, welcher in dessen Mitte ausgebildet ist, und welcher mit dem ersten Kanal 18a in Verbindung steht, der in der Mitte des Zwischenrohres 18 angeordnet ist. Der dritte Kanal 25a weist einen größeren Durchmesser als der (nicht dargestellte) Schweißdraht auf. Acht (8) kleine Öffnungen 25b sind am vorderen Ende des vorderen Elementes 25 ausgebildet, welche mit dem dritten Kanal 25a und dem ringförmigen Durchlaß 31 in Fluidkontakt stehen.

Die Kontaktspitze 27 besteht aus Metall und der Durchmesser von deren Außenfläche ist vorzugsweise gleichmäßig zu dessen vorderen Endbereich verjüngt. Die Kontaktspitze 27 weist ferner eine in dessen Mitte ausgebildete Öffnung 27a auf, welche ein Hindurchlaufen des Schweißdrahtes erlaubt. Die Öffnung 27a hat einen geringfügig größeren Durchmesser als der Schweißdraht und steht mit dem dritten Kanal 25a des vorderen Elementes 25 in Verbindung.

Das Isolationsrohr 26 umfaßt einen zylindrischen Kunststoff bzw. Harzbereich 29 und einen Metallbereich 30, welcher an der äußeren Umfangsfläche des Harzbereiches 29 befestigt ist. Ein zweiter Gewindebereich 29a ist auf einer inneren Umfangsfläche des hinteren Endes des Harz- bzw. Kunststoffbereiches 29 ausgebildet und kämmt mit einem ersten Gewindebereich 25c, welcher auf der äußeren Umfangsfläche des hinteren Endes des vorderen Elementes 25 ausgestaltet ist. Ein dritter Gewindebereich 30a ist auf der äußeren Umfangsfläche des Metallbereiches 30 ausgebildet und kämmt mit bzw. greift in einen vierten Gewindebereich 21a ein, welcher auf einem (später detailliert zu beschreibenden) Düsenadapter 21 ausgestaltet ist. Der Kunststoffbereich 29 des Isolationsrohres 26 isoliert die Brennerdüse 19 vom vorderen Element 25.

Die Brennerdüse 19 weist den Düsenadapter 21, einen Düsenendkörper 22 und einen Kohlenstoff-Endteil 23 auf.

Der Düsenadapter 21 besteht aus einem zylindrischen Kupferelement, kann jedoch auch aus Messing oder einem anderen geeigneten Material hergestellt sein. Der Düsenadapter 19 weist den vierten Gewindebereich 21 auf der Innenfläche von dessen hinteren Ende und einen fünften Gewindebereich 21b auf der Innenfläche von dessen vorderen Ende auf. Der vierte Gewindebereich 21a steht mit dem dritten Gewindebereich 30a auf dem Isolationsrohr 26 in Eingriff. Die einzige Luft-Zuführleitung 24 ist einstückig mit dem Düsenadapter ausgebildet und kann ähnlich dem Düsenadapter 21 aus Kupfer, Messing oder jedem anderen geeigneten Material bestehen. Zusätzlich kann die Luft- Zuführleitung 24 aus einem verformbaren Material ausgebildet werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel verläuft die Luft- Zuführleitung bzw. das Luft-Zuführrohr 24 zur Rückseite des Düsenadapters 21 und ist derart gebogen, daß es benachbart und im wesentlichen parallel zum Isolationsrohr 26 oder dem vorderen Endbereich des Zwischenrohres 18 verläuft. Jedoch kann das komplette Profil des Brenners verändert werden, indem die Position und der Winkel der Luft-Zuführleitung 24 verändert wird. Die Luft-Zuführleitung 24 ist mit dem zweiten Kanal 24a in dessen Mitte ausgebildet. Ein vorderer Bereich 24b der Luftzuführleitung 24 steht mit dem ringförmigen Durchlaß 31 in Kontakt, ist zum vorderen Element 25 gerichtet und neigt sich zum vorderen Ende des vorderen Elementes 25. Ein hinteres Ende der Luft- Zuführleitung 24 ist mit einer Kupplung bzw. einem Verbindungselement 24c ausgebildet, welches die Luft- Zuführleitung 24 mit einem Schlauch 48 verbindet.

Der Düsenendkörper 22 besteht aus einem zylinderförmigen metallischen Element. Ein Außenumfang des hinteren Endes weist einen sechsten Gewindebereich 22a auf, welcher mit dem fünften Gewindebereich 21b des Düsenadapters 21 in Eingriff steht.

Der Kohlenstoff-Endteil 23 ist ein zylinderförmiges Kohlenstoffelement. Ein siebter Gewindebereich 22b auf dem inneren vorderen Bereich des Düsenendkörpers 22 steht mit einem achten Gewindebereich 23b auf einem äußeren hinteren Bereich des Kohlenstoff-Endteils 23 in Eingriff. Eine abgeschrägte Oberfläche 23a ist auf einem vorderen Bereich des Kohlenstoff-Endteils 23 ausgebildet.

Die Steuer- bzw. Regeleinheit 2 wird nachfolgend detaillierter beschrieben. Wie aus den Fig. 4, 5 und 6 ersichtlich, weist die Steuereinheit 2 einen Steuer- bzw. Regelbereich 50 und eine Druckluftquelle 51 auf.

Der Steuer- bzw. Regelbereich 50 - wird im folgenden Steuerbereich genannt - ist lösbar am oberen Bereich der Druckluftquelle 51 befestigt, obgleich die beiden Bereiche bei heiteren Ausführungsbeispielen lateral miteinander verbindbar sind. Ein Griff 52 ist auf der Oberseite des Steuerbereiches 50 ausgebildet. Die vordere Fläche des Steuerbereichs 50 umfaßt einen Schalter 53, eine erste Fluidkupplung 54 und eine Einstellkonsole 55. Die Rückfläche des Steuerbereiches 50 weist eine zweite Fluidkupplung 56, eine dritte Fluidkupplung 57, eine Stromversorgung 58 und Signal-Verbindungselemente 59, 60 auf.

Der Steuerbereich 50 weist einen (nicht dargestellten) Transformator auf, welcher einen Gleichstrom von einer beispielsweise dreiphasigen 200 V Wechselstromquelle erzeugt. Der Steuerbereich ist mit der Stromquelle 58 und einer Masse 12 verbunden.

Wie aus Fig. 7 ersichtlich, umfaßt der Steuerbereich eine Luftsteuer- bzw. Regeleinheit 39. Die Luftsteuerschaltung 39 weist ein Luft-Schaltventil bzw. ein Luft-Verteilventil 40 und ein Mischschutzventil 41 auf. Das Luft-Verteilventil 40 kann ein steuerbares Kolbenantriebsventil mit zwei Öffnungen sein, während das Mischschutzventil aus einem auf- und abgehenden Ventil bzw. Tellerventil mit drei Öffnungen bestehen kann. Das Luft-Verteilventil 40 ist mit einem Drucktank 42 verbunden, der innerhalb der Druckluftquelle 51 angeordnet ist. Das Luft-Verteilventil 40 kann direkt mit einer äußeren Luftversorgung durch eine Kopplungseinrichtung 63 verbunden sein. Der Drucktank 42 kann direkt mit einer äußeren Luftversorgung durch die zweite Fluidkupplung 56 verbunden sein. Das Mischschutzventil 41 ist mit der ersten Fluidkupplung 54 verbunden. Die erste Fluidkupplung 54 ist mit einem (nicht dargestellten) Schlauch gekoppelt, welcher wiederum mit dem zweiten Kanal 24a der Luft-Zuführleitung 24 und dem ersten Kanal 18a des Zwischenrohres 18 verbunden ist.

Eine Steuer- bzw. Regeleinheit 65 - wird im folgenden Steuereinheit genannt - ist innerhalb des Steuerbereiches 50 angeordnet. Die Steuereinheit 65 weist einen Mikrocomputer auf, welcher wiederum eine CPU, einen ROM und einen RAM, etc. umfaßt. Wie in Fig. 9 dargestellt, ist die Steuereinheit 65 mit einer Fernbedienung 20, der Steuer- bzw. Regelkonsole 55, den Schutzgas-Verteilventilen 44, 45, dem Luft-Verteilventil 40, dem Mischschutzventil 41 und anderen Eingabe/Ausgabeeinrichtungen verbunden. Bei diesem Aufbau kann eine Bedienungsperson in einfacher Form verschiedene Betriebseinstellungen durch die Steuerkonsole 55 oder die Fernbedienung 20 verändern. Beispielsweise können die Schweißzeit bzw. Schweißdauer für jeden Vorgang, die Zeitsteuerung und die Dauer für das Luftausblasen zum Entfernen aller angesammelter Verbrennungsrückstände und die Zeitsteuerung und Dauer zum Ausblasen einer Vorab- Gasströmung, etc. auf optimale Werte entsprechend den Arbeits- und Umgebungsbedingungen und speziellen Anwendungen eingestellt werden.

Im folgenden wird die Funktionsweise bzw. Betriebsweise des Brenners und der Steuereinheit beschrieben. Bei diesem Ausführungsbeispiel werden die Verbrennungsrückstände entfernt, nachdem jeweils ein Schweißvorgang beendet wurde. Das heißt, ein Schweißzyklus umfaßt das Schweißen (Schutzgaseinblasen), anschließend das Entfernen der Verbrennungsrückstände (Lufteinblasen unter Hochdruck) und danach das Ausblasen von verbleibender Luft (Schutzgaseinblasen).

Wenn ein Schweißvorgang beginnt ist das Luft-Verteilventil 40 geschlossen und das Mischschutzventil 41 geöffnet. Anschließend werden die Schutzgas-Verteilventile 44 und 45 geöffnet und Schutzgas dem zweiten Kanal 24a in der Luftzuführleitung 24 und dem ersten Kanal 18a im Zwischenrohr 18 zugeführt. Das Schutzgas tritt in den Düsenendkörper 22 durch den zweiten Kanal 24a und die kleinen Öffnungen 25b im vorderen Element 25 ein und strömt in den Düsenendkörper 22 durch den ringförmigen Durchlaß 31. Folglich wird von der Schutzgaszufuhr 3 zugeführtes Schutzgas am vorderen Ende der Brennerdüse 19 ausgeblasen. Dies isoliert geschmolzenes Material während Schweißvorgängen von der Umgebungsluft.

Das oben beschriebene Mischschutzventil 41 wird während eines Schweißvorganges geöffnet. Sollte aus dem Luft- Verteilventil 40 Luft austreten, so wird diese Luft durch das Mischschutzventil geleitet und nicht dem Brenner 5 während des Schweißvorganges zugeführt.

Da der Kohlenstoff-Endteil 23 am vorderen Ende des Düsenendkörpers 22 angeordnet ist, können alle während des Schweißvorganges erzeugte Verbrennungsrückstände nur schwer am vorderen Ende des Düsenendkörpers 22 anhaften. Die Verbrennungsrückstände können auch nur schwer am Kohlenstoff-Endteil 23 anhaften, da an dessen vorderem Ende die abgeschrägte Fläche 23a ausgebildet ist.

Nach Beendigung des Schweißvorganges können alle angesammelten Verbrennungsrückstände entfernt werden. Obgleich bei diesem Ausführungsbeispiel das Entfernen der Rückstände nach jedem beendeten Schweißvorgang durchgeführt wird, können natürlich die Verbrennungsrückstände auch entfernt werden, nachdem mehrere Schweißvorgänge beendet wurden. Bei Beginn der Metallablagerungsentfernung sind das Luft-Verteilventil 40 und das Mischschutzventil 41 geöffnet und die Schutzgas-Verteilventile 44 und 45 geschlossen. Folglich wird Druckluft von der Druckluftquelle 51 dem zweiten Kanal 24a in der Luft-Zuführleitung 24 und dem ersten Kanal 18a im Zwischenrohr 18 zugeführt. Die dem zweiten Kanal 24a zugeführte Luft strömt in den ringförmigen Durchlaß 31.

Die dem ringförmigen Durchlaß 31 zugeführte Luft bläst alle an den verschiedenen Bauteilen der Düse anhaftenden Rückstände weg. Die Strömungsgeschwindigkeit der Luft ist hoch, da die Luft unter Druck gesetzt wurde und durch die außerhalb des Düsenendkörpers 22 befindliche Luftzuführleitung 24 zugeführt wird. Demzufolge können alle angesammelten Verbrennungsrückstände wirkungsvoller entfernt werden.

Zudem strömt die vom zweiten Kanal 24a zugeführte Luft im wesentlichen geradlinig zum vorderen Ende des ringförmigen Durchlaß 31, nachdem die Luft auf das vordere Element 25 auftraf. Da die Luft nicht innerhalb des ringförmigen Durchlaß 31 zirkuliert, können angesammelte Verbrennungsrückstände noch wirkungsvoller entfernt werden. Des weiteren werden alle anhaftenden Verbrennungsrückstände geradewegs aus der Brennerdüse 19 geblasen.

Obwohl bei diesem Ausführungsbeispiel die Verbrennungsrückstände entfernt werden, indem sie aus der Brennerdüse 19 hinausgetrieben werden, können die Verbrennungsrückstände auch durch Einsaugen in die Düse entfernt und in einem befestigten Abfallbehälter aufgenommen werden. Zudem wurde im vorliegenden Fall Druckluft als Gas zum Entfernen der Verbrennungsrückstände verwendet, obgleich noch andere Gase, wie etwa Stickstoff verwendbar sind.

Der Brenner 5 wird durch das sehr schnelle Hindurchblasen einer sehr großen Luftmenge durch die Brennerdüse 19 sehr schnell abgekühlt. Vorzugsweise sollte die Temperatur der verschiedenen Bauteile des Brenners 5 ungefähr 100°C oder weniger betragen, da Verbrennungsrückstände an den Bauteilen des Brenners 5 in diesen Temperaturbereichen nicht sehr gut anhaften können. Wenn die Temperatur des Brenners 5 60°C oder weniger beträgt, wird gleichzeitig die Menge an anhaftenden Verbrennungsrückstände in starkem Umfang reduziert. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel nimmt die Spitze des Düsenendkörpers 22 während eines fortwährenden Betriebes die Temperatur 60°C weniger oft an, als bei herkömmlichen Brennern. Zusätzlich steigt die Temperatur nicht auf 100°C an, selbst nach hundert aufeinanderfolgenden Vorgängen. Wenn die Menge an anhaftenden Verbrennungsrückständen an der Brennerdüse 19 abnimmt, muß die Düsenreinigung weniger häufig durchgeführt werden, so daß das Schweißgerät effizienter einsetzbar ist.

Nachdem das Ausblasen der Verbrennungsrückstände beendet ist, sollte die komplette im Brenner befindliche Luft ausgeblasen werden, bevor wiederum ein Schweißvorgang beginnt. Um dieses Luftausblasen zu erreichen, werden die Schutzgas-Verteilventile 44 und 45 geöffnet und das Luft- Verteilventil 40 und das Mischschutzventil 41 geschlossen. Demzufolge wird Schutzgas dem zweiten Kanal 24a in der Luftzuführleitung 24 und dem ersten Kanal 18a im Zwischenrohr 18 zugeführt. Das Schutzgas treibt die im zweiten Kanal 24a, im ringförmigen Durchlaß 31 und im ersten Kanal 18a verbleibende Luft aus dem vorderen Ende des Brenners 5 aus und erzeugt im ringförmigen Durchlaß 31 eine Schutzgas-Atmosphäre. Folglich muß beim nächsten Schweißvorgang keine im Brenner verbleibende Luft ausgeblasen werden. Da zudem das Schutzgas von der Luftzuführleitung 24 zugeführt wurde, weist es eine hohe Strömungsgeschwindigkeit auf und die verbleibende Luft kann in einer kurzen Zeitdauer, oftmals nur ca. 3 Minuten, ausgeblasen werden.

Da der Düsenendkörper 22 vom Düsenadapter 21 lösbar ist, können das vordere Element 25 und die Kontaktspitze 27 sehr einfach ausgetauscht oder gereinigt werden. Wenn insbesondere der Düsenendkörper 22 vom Düsenadapter 21 gelöst ist, werden die vorderen Enden der Kontaktspitze 27 und des vorderen Elementes 25 freigelegt. In diesem Zustand ist die Kontaktspitze 27 sehr einfach entfernbar und das vordere Element 25 und die Kontaktspitze 27 können sehr einfach gereinigt werden, ohne daß sie entfernt werden müssen.

Die Luftzuführleitung 24 besteht aus einem einzigen Rohr, so daß das vordere Ende des Brenners 5 kompakt ausgestaltet ist und der Betätigungswirkungsgrad des Brenners 5 in engen Räumen verbessert wird. Zudem verläuft die Luftzuführleitung bezüglich des Düsenadapters 21 in schräger Richtung und ist anschließend gekrümmt, so daß das Rohr benachbart und im wesentlichen parallel zum Isolationsrohr 26 und dem Zwischenrohr 18 verläuft. Demzufolge ist das vordere Ende des Brenners 5 kompakter. Zudem wird der Betriebswirkungsgrad der Luftzuführleitung in einem engen Raum zusätzlich verbessert, da die Form der Luftzuführleitung 24 entsprechend dem Raum modifizierbar ist, in welchem die Leitung verwendet werden soll.

Bei bekannten Brennern kann die Luftströmungsgeschwindigkeit niedriger sein, da anstelle von zwei Luftzuführleitungen nur eine Luftzuführleitung verwendet wird. Jedoch strömt die von einer Luftzuführleitung 24 der vorliegenden Erfindung zugeführte Luft im allgemeinen geradlinig durch den ringförmigen Durchlaß 31, ohne innerhalb des ringförmigen Durchlaß 31 zu zirkulieren. Dies erlaubt ein wirkungsvolles Entfernen von Verbrennungsrückständen, ohne daß eine zweite Luftzuführleitung erforderlich ist.

Der Steuerbereich 50 und die Druckluftquelle 51 sind wechselweise lösbar, so daß eine andere Druckluftquelle installiert werden kann, wenn sich das zum Entfernen der Verbrennungsrückstände erforderliche Druckniveau ändert. Zudem kann das Luft-Verteilventil 40 wahlweise mit einer zusätzlichen Luftzuführung oder mit der Druckluftquelle 51 verbunden werden. Die Steuereinheit 2 ist zudem mit dem Griff 52 oder Gleitrollen 62 ausgebildet, so daß die Steuereinheit einfach transportierbar ist.

Die Fig. 10 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Elemente und Merkmale des zweiten Ausführungsbeispieles, welche mit denjenigen des ersten Ausführungsbeispieles übereinstimmen, weisen die gleichen Bezugszeichen wie im ersten Ausführungsbeispiel auf.

In diesem Ausführungsbeispiel besteht der Düsenendkörper 22 aus Kohlenstoff und umfaßt auf ihrer äußeren Umfangsfläche eine dünne Gummischicht 71. Der Düsenendkörper 22 ist lösbar am Düsenadapter 21 durch einen fünften Gewindebereich 21b und einen sechsten Gewindebereich 22a verbunden, so daß, falls erforderlich, eine Reinigung auf einfache Weise möglich ist. Die Menge an anhaftenden Verbrennungsrückständen kann verringert werden, da der Düsenendkörper 22 ein einzelnes Element aus Kohlenstoff ist.

Bei bekannten Geräten besteht die Gefahr, daß eine von einer Brennerdüse lösbare und aus Kohlenstoff bestehende Lufeinblasdüse während oder nach dem Entfernen unbeabsichtigterweise beschädigt wird. Da jedoch der Düsenendkörper 22 bei diesem Ausführungsbeispiel eine Gummischicht 71 aufweist, welche um deren äußere Umfangsfläche ausgebildet ist, wird die Wahrscheinlichkeit einer zufälligen Beschädigung verringert.

Fig. 11 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, bei welchem eine Titanschicht 171 auf der äußeren Umfangsfläche des aus Kohlenstoff bestehenden Düsenendkörpers 22 ausbildbar ist. Die Titanschichtseiten 171 ermöglicht eine Verbesserung des Verschleißschutzes der äußeren Umfangsfläche des Düsenendkörpers 22 und verlängert deren Lebensdauer, selbst wenn Rückstände, während Schweißvorgängen, daran anhaften. Zusätzlich wird die Lufteinblasdüse gegen unbeabsichtigte Beschädigungen geschützt.

Zusammenfassend ist festzuhalten, daß die Erfindung eine Düse 19 für einen Brenner bzw. Schweißbrenner 5 eines Schutzgas-Schweißgerätes 1 betrifft, welches ein Lichtbogenschweißen in Schutzgas-Atmosphäre durchführt, wobei ein Metallschweißdraht fortwährend von einem Schweißdraht-Haltebereich zugeführt wird. Die Düse 19 weist einen Düsenadapter 21 und einen zylindrischen Düsenendkörper 22 auf. Der Düsenadapter 21 ist auf dem vorderen Ende des Brenners 5 befestigt. Der Düsenendkörper 22 ist lösbar am Düsenadapter 21 befestigt und um den Umfang des Schweißdraht-Haltebereiches herum angeordnet.

Verschiedene Details der Erfindung können verändert werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Des weiteren ist die vorstehende Beschreibung der erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiele lediglich zur Erläuterung und nicht zur Einschränkung der Erfindung gedacht, welche durch die beigefügten Ansprüche und deren Äquivalente festgelegt ist.

Claims (22)

1. Schutzgas-Schweißgerät (1) zum Schweißen in einer Schutz­ gasatmosphäre mit kontinuierlicher Schweißdrahtzuführung, mit:
einer zylindrischen Brennerdüse (19) mit einem Düsenendkörper (22) und einem daran ausgebildeten auswechselbaren Endteil (23) aus verschleißfestem Material,
einem am hinteren Teil der Brennerdüse (19) angebrachten isolierenden Element (26), das außerdem am Grundkörper einer Schweißdrahthalterung (46) befestigt ist, die ihrerseits eine Öffnung (27a) zum Hindurchleiten des Schweißdrahtes aufweist und sich von dem Grundkörper durch die zylindrische Brennerdüse (19) bis zu deren offenem Ende erstreckt, so daß zwischen der Außenfläche der Schweißdrahthalterung (46) und der Innenfläche der zylindrischen Brennerdüse (19) ein im Querschnitt ringförmiger Durchlaß (31) gebildet wird,
einem Düsenadapter (21), der jeweils lösbar zwischen dem isolierenden Element (26) und der Brennerdüse (19) befestigt ist, und welcher ferner einen Fluiddurchlaß aufweist, der bei der Schweißdrahthalterung (46) in den ringförmigen Durchlaß (31) mündet und ein Fluid direkt auf die Schweißdrahthalterung (46) sowie durch den ringförmigen Durchlaß (31) zum offenen Ende der zylindrischen Brennerdüse (19) hin richtet,
einer Schutzgaszufuhr (3) und einer Druckluftquelle (51) zum Einleiten von Schutzgas durch den ringförmigen Durchlaß (31) in den Düsenendkörper (22), wobei die Schutzgaszufuhr (3) zum wahlweisen Einleiten von Schutzgas in die Öffnung (27a) und die Druckluftquelle zum wahlweisen Einleiten von Druckluft in den Fluiddurchlaß ausgebildet ist, und
einer mit dem Fluiddurchlaß verbundenen Fluidzufuhr zum wahlweisen Einleiten von Druckluft in den ringförmigen Durchlaß (31), um Verbrennungsrückstände zu entfernen, wobei die Schutzgaszufuhr (3) zum Zuführen von Schutzgas in die zylindrische Brennerdüse (19) während des Schweißens und nach dem Entfernen der Verbrennungsrückstände ausgebildet ist.

2. Schutzgas-Schweißgerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein zylindrisches Element (23), welches an einer inneren Umfangsseite eines vorderen Endes des Düsenendkörpers (22) befestigt ist.

3. Schutzgas-Schweißgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zylindrische Element (23) aus Kohlenstoff besteht.

4. Schutzgas-Schweißgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch ein stoßabsorbierendes Material, welches auf einer äußeren Umfangsfläche des Düsenendkörpers (22) ausgebildet ist.

5. Schutzgas-Schweißgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das stoßabsorbierende Material aus Gummi besteht.

6. Schutzgas-Schweißgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine Schutzschicht (171), welche auf einer äußeren Umfangsfläche des Düsenendkörpers (22) ausgebildet ist.

7. Schutzgas-Schweißgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht (171) aus Titan besteht.

8. Schutzgas-Schweißgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch eine Fluidkanaleinrichtung, welche an einer Außenseite des Düsenadapters (21) befestigt ist und in Fluidverbindung mit einem Innenraum des Düsenadapters (21) steht.

9. Schutzgas-Schweißgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluidkanaleinrichtung eine einzige Fluidkanalleitung (24) aufweist.

10. Schutzgas-Schweißgerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluidkanalleitung (24) aus Kupfer besteht.

11. Schutzgas-Schweißgerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluidkanalleitung (24) aus Messing besteht.

12. Schutzgas-Schweißgerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluidkanalleitung (24) verformbar ist.

13. Schutzgas-Schweißgerät nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluidkanalleitung (24) eine Öffnung aufweist, welche Fluid zu einem zentralen Innenbereich des Düsenadapters (21) leitet.

14. Schutzgas-Schweißgerät nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bereich der Fluidkanalleitung (24) im wesentlichen parallel zum vorderen Ende des Brenners (5) verläuft.

15. Schutzgas-Schweißgerät nach einem der Ansprüche 9 bis 14, gekennzeichnet durch eine Kupplung (24c), welche am hinteren Ende der Fluidkanalleitung (24) angeordnet ist.

16. Schutzgas-Schweißgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer- bzw. Regeleinrichtung (2) eine Druckluftquelle (51), welche ein von einer äußeren Fluidversorgung zugeführtes Fluid zum Entfernen von Verbrennungsrückständen unter Druck setzt, und einen Steuer- bzw. Regelbereich (50) aufweist, welcher an der Druckluftquelle (51) lösbar befestigt ist und ein Schutzgas-Schweißgerät (1) steuert bzw. regelt.

17. Schutzgas-Schweißgerät nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer- bzw. Regeleinrichtung (2) einen Griff (52) und Gleitrollen aufweist.

18. Schutzgas-Schweißgerät nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuer- bzw. Regelbereich (50) eine Fluidsteuer- bzw. Regelschaltung aufweist, welche die Zuführung des Fluids zum Entfernen von Verbrennungsrückständen zu dem Schutzgas-Schweißgerät (1) steuert bzw. regelt.

19. Schutzgas-Schweißgerät nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluidsteuer- bzw. Regelschaltung mit der Druckluftquelle (51) verbunden ist und mit der äußeren Fluidversorgung verbunden werden kann.

20. Schutzgas-Schweißgerät nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuer- bzw. Regelbereich (50) eine Zeitsteuerung-Änderungseinrichtung aufweist, welche eine Zeitsteuerung der Zuführung des Fluids zum Entfernen von Verbrennungsrückständen zum Brenner (5) verändern kann.

21. Schutzgas-Schweißgerät nach einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuer- bzw. Regelbereich (50) eine Zeitdauer-Änderungseinrichtung aufweist, welche eine Zeitdauer der Zuführung des Fluids zum Entfernen von Verbrennungsrückständen verändern kann.

22. Schutzgas-Schweißgerät nach einem der Ansprüche 16 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuer- bzw. Regelbereich (50) eine Vorabströmungsdauer- Änderungseinrichtung aufweist, welche eine Zeitdauer einer Vorabfluidzuführung zum Brenner nach dem Entfernen der Verbrennungsrückstände verändern kann.