DE2257739A1 - Vorrichtung zum schweissen, schmelzen oder erhitzen eines werkstuecks mittels der energie eines lichtbuendels - Google Patents
Vorrichtung zum schweissen, schmelzen oder erhitzen eines werkstuecks mittels der energie eines lichtbuendelsInfo
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Description
Patentanwälte
ft München 2, RoeeiiUlT
Tel. 2803989
Tel. 2803989
2 * Kov. 1972
MATSUSHITA ELECTRIC INDUSTRIAL CO., LTD. Osaka, Japan
Y2£li5^iHS_5^?_S2i_____Werk stücks
mittels der Energie eines Lichtbündels
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Schweißen, Schmelzen oder Erhitzen von Werkstücken mit Lichtener-gie
und insbesondere auf Torkehrungen, die geeignet sind, die Lebensdauer
einer solchen Vorrichtung zu erhöhen, ihre Gesamtabme ssungen
klein zu halten und ihren Leistungsgrad zu verbessern.
Seit einiger Zeit zeigt sich ein zunehmendes Interesse für Geräte zum Schweißen, Schmelzen oder Erhitzen von Metallen und
anderen Werkstoffen durch Bündelung der Energie des von einer betrieb
sstabilen Hochtemperatur-Strahlenquelle wie etwa einer Bogenlampe
oder einer Halo ge ndampf lampe ausgesandten Lichts. D en Mslang
bekanntgewordenen Geräten dieser Art haftet indes der Mangel
an, daß an verschiedenen Teilen der Vorrichtung ein starker Temperaturanstieg aufzutreten pflegt, wodurch die Betriebslebensdauer
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des Geräts verkürzt und seine Betriebsleistung herabge setzt wird.
Die Erfindung hat zur Hauptaufgabe, ein Gerät dieser Art
zu schaffen, bei dem eine Kühlvorrichtung vorgesehen ist, um diesem
Mangel abzuhelfen.
Bei einem mit Lichtenergie arbeitenden Gerät ist im allgemeinen eine zur Aussendung von Hoch temperaturlicht geeignete
Lampe in oder an einem ersten Brennpunkt eines elliptischen Spiegels angeordnet und die Lichtenergie wird zum Schweißen, Schmelzen
oder Erhitzen von Werkstücken aus Metall oder aus einem ähnlichen
Werkstoff in einem zweiten Brennpunkt des Spiegels gebündelt. Mit einem solchen Gerät lassen sich recht befriedigende Eesultate erzielen,
wenn sich der Verhältniswert b/a des zweiten Brennpunktabstandes
b zum ersten Brennpunktabstand a des elliptischen Spiegels
auf weniger als 8 be läuft. Wesentlich kommt es auch auf die
Einhaltung der Bedingung an, daß die Tiefe des elliptischen Spiegels größer sein muß als der erste Brennpunkt ab stand a des Spiegels.
Sollen die Gesamtabmessungen des elliptischen Spiegels unter
Einhaltung dieser Bedingung möglichst klein gehalten werden, so muß der Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten Brennpunkt verkürzt
werden. Ein Teil der Lichtquelle wird sich daher bis nahe an den zweiten Brennpunkt heranerstrecken, was jedoch, unvermeidlich
eine Erhitzung der Lampe mit sich bringt, so daß sich die Lebensdauer der Lampe entsprechend verkürzt und darüber hinaus auch zahlreiche
andere Probleme aufgeworfen werden.
Durch die Erfindung wird eine Vorrichtung zum Schweißen, Schmelzen oder Erhitzen eines Werkstücks durch Lichtenergie geschaffen,
bei der eine Lichtquelle für Hochtemperaturstrahlung an oder nahe einem ersten Brennpunkt des elliptischen Spiegels angeordnet
ist, wobei Mittel zur Halterung eines Werkstücks an oder nahe einem zweiten Brennpunkt des elliptischen Spiegels vorgesehen sind, ferner
eine Kühlmittel zuführung in der Nähe des elliptischen Spiegels
zur Zuleitung eines Kühlmittels zur Kühlung der Lichtquelle sowie eine Kühlmittelableitung ebenfalls in der Nähe des elliptischen
Spiegels zum Abführen des Kühlmittels.
Die 3 0 9 8 2 2/0932
Me obigen und weitere Ziele, Merkmale und Torteile der
Erfindung ergeben sich mit größerer Deutlichkeit aus der nachfolgenden
Be Schreibung der Erfindungseinzelheiten anhand der beigegebenen Zeichnungen. Darin zeigen:
Fig· 1 eine schematische Schnittansicht zur Erläuterung
des AuiHmus einer Ausführungsform der Erfindung».
Figo 2 ein Schemabild zur Darstellung der in bezug auf
den äußeren Umfang des in Fig. 1 gezeigten Elektrodenteils tangentialen
Anordnung von drei Mhlmittelzuführmündungeni "
Fig. 3 eine schema ti sehe Schnittansicht einer anderen
Ausführungsform des erfindungsgemäßen Geräts zum Schweißen, Schmelzen
oder Erhitzen von Werkstücken mit Lichtenergie j
Fig· 4 eine schematische Schnittansicht zur Erläuterung
des Aufbaue einer weiteren Ausführungsform der Erfindung»
Fig. 5 eine graphische Darstellung der*.Beziehungen zwischen
dem Einfallswinkel θ und dem Eeflexionsin.deχ des Lichts beim
Übergang aus einem im Rahmen der Erfindung verwendeten Glasteil in Luft»
Fig. 6a, 6b und 6e Schemabilder zur Erläuterung der
Festlegung der Form des verwendeten Glasteils anhand des im Rahmen
der Erfindung vorgesehenen Einfallswinkels θ des Lichts}
Fig. 7 eine graphische Darstellung der bei einer bekannten
Torrichtung dieser Art auftretenden zeitlichen Temperaturschwankungen»
Fig. 8 eine schematisierte perspektivische Darstellung
der Hauptteile einer weiteren Ausführungsform der Erfindung» und
Fig. 9 eine graphische Darstellung der bei dem Gerät der
Figo 8 auftretenden zeitlichen Temperaturschwankungen und der Leistungsaufnahme .
In Figo 1 ist eine Ausführungsform der Erfindung dargestellt, bei der eine Bogenlampe S zur Aussendung von Hoch temperaturlicht
einen Elektrodenteil E mit Elektroden und Zubehörteilen einbegreift. Die Bogenlampe S ist mit einem elliptischen ,Spiegel E
kombiniert
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kombiniert, der einen ersten Brennpunkt Pl und einen zweiten Brennpunkt
F2 hat, und ist an oder nahe dem ersten Brennpunkt Pl des
elliptischen Spiegels E angeordnet. An auseinanderliegenden Stellen
sind zwischen dem ersten Brennpunkt Pl und dem zweiten Brennpunkt P2 des elliptischen Spiegels E mindestens zwei Kühlmittel zu führmündungen
N so angeordnet, daß die Öffnungen, gegen den Elektrodenteil K der Lampe S gerichtet sind, so daß sich das Kühlmittel entlang
einer Strömungsbahn LL fortbewegt. Die Teilchen des Kühlmittels treffen also unmittelbar auf die überhitzten Bereiche der
Lampe S auf.
In Pig. 2 sind drei solcher Kühlmittelzuführmündungen N
gezeigt, deren Anordnung in bezug auf den äußeren Umfang des Elektrodenteils R der Lampe S tangential ist, so daß ein kreisender
Strom des Kühlmittels erzeugt werden kann, der die stark erhitzten
Bereiche der Lampe S umspült, wodurch die Temperatur der Lampe S bei einem vorbestimmten Wert gehalten wird. Nach erfolgter Kühlung
der stark erhitzten Teile der Lampe S durch das Kühlmittel wird dieses schließlich durch die Auslaßleitung EX abgeaugtf die am
Boden des elliptischen Spiegels E in der Mitte vorgesehen ist. Im
Zuge der Abführung des Kühlmittels durch die Auslaßleitung EX tref-'
fen die Teilchen des Kühlmittels zunächst auf die reflektierende
Pläche des elliptischen Spiegels E auf, so daß an dem elliptischen
Reflektor E kein unerwünscht starkes Temperaturgefälle auftreten
kann.
Die Vorrichtung mit dem in Pig. I gezeigten Aufbau bietet
UoB. die folgenden Vorteilet
1) Der Elektrodenteil (der die Elektroden und Zubehörteile
einbegreift) und derjenige Teil der Hoch tempera tür-Bogenlampe ,
der sich von einer Stelle nahe dem ersten Brennpunkt Pl gegen den zweiten Brennpunkt F2 des elliptischen Spiegels erstreckt, wie ebenso
auch der Raum im Umkreis dieser Teile können durch ein Kühlmittel unmittelbar gekühlt werden, so daß die Lebensdauer der Ho ch temp era tür Bogenlampe
erheblich'verlängert werden kann.
2) Dank der Tatsache, daß das Kühlmittel gegen die am
stärksten erhitzten Teile der Bogenlampe des Schweiß-, Schmelz-
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oder Heizgeräts gerichtet wird, kann die Kühlleistung beträchtlich
gesteigert werden.
3) Da die Kühlmittelauslaßöffnung am Boden des elliptischen
Spiegels vorgesehen ist, wird das Auftreten eines zu starken örtlichen Temperaturgefälles an dem Spiegel verhindert, so daß
auch die Lebensdauer des elliptischen Spiegels erhöht wird.
Eine andere Ausführungsform der Erfindung soll anhand der Fig. 3 beschrieben werden. In Fig. 3 ist ein endseitig offenes
Außengehäuse 1 dargestellt, bestehend aus einer Metallplatte oder aus einem ähnlichen Material, wobei am unteren Teil des Außengehäuses
1 eine Bodenplatte 2 befestigt ist. Zwischen dem oberen und dem unteren Teil des Außengehäuses 1 ist eine Trennplatte 3 vorgesehen
und an der unteren Fläche dieser Trennplatte 3 ist ein elliptischer
Spiegel 4 unter Zuhilfenahme einer Montageplatte 5 durch
Bolzen 6 befestigt. An oder nahe dem ersten Brennpunkt Fl des
elliptischen Spiegels 4 ist eine Hochtemperatur-Bogenlajnpe 7 angeordnet.
Im Boden des elliptischen Spiegels 4 i st eine Öffnung 8 für die Zuführung eines Kühlmittels zum Innenraum des elliptischen
Spiegels 4 vorgesehen.
Das Kühlmittel wird aus einer Zuführvorrichtung 9 zugeleitet,
bei der es sich beispielsweise um ein Gebläse handeln kann,
das auf der Trennplatte 3 angeordnet ist. Das von der Zuführvorrichtung
9 zugeleitete Kühlmittel strömt durch eine in die Bodenöffnung
8 des elliptischen Spiegels. 4 eingelassene Düse 10 gegen
die Lampe 7 aus, wodurch diese gekühlt wird. Hat das Kühlmittel
die Lampe 7 dann gekühlt, so strömt es durch den Zwischenraum zwischen
der Bodenplatte 2 und dem elliptischen Spiegel 4 ab, um durch eine Abzugsvorrichtung 11 wie beispielsweise ein auf der Bodenplatte
2 angeordnetes Heißluftgebläse aus dem Außengehäuse 1 ausgestoßen zu werden.Auf der Bodenplatte 2 ist in beweglicher Anordnung
eine Abblendplatte 12 in der Weise in den Lichtweg gelegt, daß eine in der Bodenplatte 2 vorgesehene Öffnung, freigegeben oder verschlossen
werden kann.
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Bei Versuchen hat sich gezeigt, daß die Kühlwirkung bei
einem solchen. Aufbau je nach der Sichtung der Ansaugöffnung der Abzugsvorrichtung
11 sehr unterschiedlich ausfallen kann. Es wurde
festgestellt, daß die wirksamste Kühlung dann zu erzielen ist, wenn
die Ansaugöffnung der Abzugsvorrichtung 11 dem unteren Endteil der Lampe 7 zugekehrt ist, der sich von einer Stelle nahe dem ersten
Brennpunkt Fl gegen den zweiten Brennpunkt F2 des elliptischen Spiegels
4 erstreckt. Es hat sich ferner gezeigt, daß die Kühlwirkung besser ist, wenn die Zuführvorrichtung 9 fü*" das Kühlmittel durch
die Trennplatte 3 von der Hochtemperatur-Bogenlampe 7 und von dem
elliptischen Spiegel 4 vollständig getrennt ist. Bei einem Versuch,
der mit einem Gerät mit dem obenbeschriebenen Aufbau durchgeführt
wurde, konnte erwiesen werden, daß der Temperaturanstieg an einer
Stelle im Bereich der Gashülle beispielsweise einer 5-Kilowatt-Hochtemperatur-Bogenlampe
bis auf etwa 100 bis 120 C herabgedrückt
und die Lebensdauer der Bogenlampe beträchtlich erhöht werden kann, wohingegen an der gleichen Stelle bei einem ähnlichen Gerät, bei
dem jedoch die obigen Vorkehrungen nicht getroffen sind, ein starker
Temperaturanstieg von etwa 200 bis 250 C zu verzeichnen ist.
Auch liegt das Gesamtvolumen des erstgenannten Geräts bei etwa
1,Ox 10 cm , während sich das Gesamtvolumen des letzteren Geräts
einschließlich der Kühlvorrichtung auf mehr als 5»0 x 10 cm belauft.
Das in Fig. 3 gezeigte erfindungsgemäße Gerät ist also
insofern vorteilhaft, als die gewünschte Kühlwirkung in vollem Umfang erzielt werden kann, wobei die Bogenlampe über eine längere
Zeitspanne hinweg in Betrieb bleiben kann als bisher und wobei das Gerät außerdem geringe Abmessungen hat und leicht zu handhaben ist·
In Fig. 4 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung
gezeigt, bei der ein elliptischer Spiegel H mit Hilfe einer Befestigungsvorrichtung
23 fest in ein hermetisch abgedichtetes Außengehäuse
25 einmontiert ist, während eine Zuführleitung 21 für das
Kühlmittel in eine Bodenöffnung des elliptischen Spiegels M einmündet.
Eine Hochtemperatur-Bogenlampe S ist innerhalb des elliptischen
Spiegels M an oder nahe einem ersten Brennpunkt Pl des elliptischen
Spiegel s
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Spiegels M angeordnet, wobei die Stellung dieser Lampe mittels einer Verstellvorrichtung 22 verändert werden kann. Ein Teil A
deckt abdichtend eine Bodenöffnung des Gehäuses 25 ab und ist in seiner Stellung durch einen Befestigungsring 24 festgelegt. Dieses
[Teil A ist so beschaffen, daß es für Lichtenergie durchlässig ist,
wohingegen es das Kühlmittel jedoch nicht ausströmen läßt. Das für die Lichtenergie durchlässige Teil A kann aus einem Material wie
beispielsweise einem hitzebeständigen Glas oder aus Kunststoff bestehen. Das Gehäuse 25 ist mit einer (nicht dargestellten) Abzugsvorrichtung
für das Kühlmittel versehen, durch die das Kühlmittel nach außen ausgestoßen wird, sobald es die stark erhitzte Strahlungsquelle
gekühlt hat. Bin Werkstück W ist an oder nahe einem
zweiten Brennpunkt F2 des elliptischen Spiegels M angeordnet. Nach erfolgter Kühlung der Hochtemperatur-Bogenlampe S kann das Kühlmittel
dank der obigen Anordnung daher nicht auf das Werkstück W
auf treffen, da dies durch, das lediglich für Lichtenergie durchlässige
Teil A verhindert wird.
Das erfindungsgemäße Gerät mit dem in Figo 4 gezeigten
Aufbau vermittelt vu.a. die folgenden Vorteile;
1) Da die Teilchen des Kühlmittels nicht auf das Werkstück
auf treffen, wird die Arbeitsproduktivität erhöht und es läßt sich eine gleichbleibende Arbeitsweise erzielen.
2) Einem'Einschluß von Kühlmittelmolekülen in das "Werkstück
wird vorgebeugt, so daß man eine Schweiß-, Schmelz- oder Erhitzungszone von hoher Reinheit erhält.
5) Da die Hochtemperatur-Bogenlampe und der elliptische
Spiegel von dem Werkstück vollständig getrennt sind, wird verhindert, daß von dem Werkstück herrührende aktive Gase oder auch Staubteilchen
mit der Bogenlampe und mit dem elliptischen Spiegel in Berührung kommen, was sich für die Lebensdauer der Bogenlampe und des
elliptischen Spiegels günstig auswirkt.
Die Form des für Lichtenergie durchlässigen, für das Kühlmittel
jedoch undurchlässigen Teils A aus hitzebeständigem Glas ist
in geeif-Taeter Y/eise dem Zweck des erfindungsgemäßen Geräts anzupas-
30^22/093 2
sen, bei dem zum Schweißen, Schmelzen oder Erhitzen von Werkstücken
mit Lichtenergie gearbeitet wird.
Tritt ein von einer Glasplatte durchgelassener Lichtstrahl aus dieser in Luft aus, so wird der Lichtstrahl an der Grenzfläche
zwischen der Glasplatte und der Luft abgelenkt. Der Reflexionsindex
des Lichts an der Glasfläche nimmt in diesem Fall abrupt hohe Werte
an, wenn der Einfallswinkel θ größer ist als 30 , wie dies in Fig. 5
veranschaulicht ist. Trifft man also hinsichtlich der Form des
Glasteils A eine geeignete Wahl in dem Sinne, daß der Einfallswinkel
θ kleiner ist als 30°, wie es in Fig. 6a gezeigt ist, so kann der durch die Ablenkung an der Glasfläche bedingte Yerluet an Lichtenergie
auf ein Mindestmaß herabgesetzt werden.
Die zu diesem Zweck vorzugsweise in Betracht kommenden
Vorkehrungen sollen noch näher erläutert werden. In Fig. 6a ist der
Durchtritt des Lichts durch das Glasteil A dargestellt, das entlang
seiner Bahn LO in einem Punkt 0 gebündelt wird. Der Einfallswinkel
θ wird durch die Kontur der dem ersten Brennpunkt Fl des elliptischen Spiegels M zugekehrten Fläche f2 und durch die Kontur der dem
zweiten Brennpunkt F2 des elliptischen Spiegels M zugekehrten Fläche
fl bestimmt. Der Brechungsindex sei n, das Glasteil sei mit A
bezeichnet und der Winkel zwischen dem Liohtweg LO und einer Geraden
NfI, die im Schnittpunkt Al zwischen dem Lichtweg OL und der
Fläche fl als Senkrechte auf der Fläche fl errichtet wird, mit ψ»
Zwischen dem Winkel ψ und dem Einfallswinkel θ gilt dann die Beziehung
sin ψ = η sin θ. V/ird ein geeigneter Wert des Einfallswinkels θ
unter 30 gewählt, so ist damit der Winkel ψ bestimmt und die Kontur
der Fläche fl ist festgelegt. Weiterhin seien der Winkel zwischen dem Lichtweg OL innerhalb des Glasteils A und einer als Senkrechte
auf der Fläche f2 im Schnittpunkt B zwischen dem Lichtweg OL und der
Fläche f2 errichteten Geraden Nf2 mit ? bezeichnet und der Winkel
zwischen dem Lichtweg OL außerhalb des Glasteils A und der Senkrechten
Nf2 mit S. Zwischen den Winkeln J und $ gilt die Beziehung
sine = η sin?. Der Winkel j>
wird so festgelegt, daß sich der Lichtweg OL außerhalb der Fläche f2 des Glasteils A praktisch mit dem
Lichtweg deckt, der gegeben wäre, falls das Glasteil A nicht in den
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Strahlengang gelegt wäre. Aus der Festlegung des Winkels / auf diesen
Wert bestimmt sich die Kontur der Fläche f2 des Glasteils A.
In dieser Weise kann also die Form des Glasteils A bestimmt werden.
In Fig. 6a ist eine Oberflächenform gezeigt, bei der sich die beiden
Flächen fl und f2 konzentrisch um einen Punkt Os erstrecken.
Figo 6b zeigt eine Oberflächengestalt mit Ausbildung der beiden Flächen fl und f2 in Form gestreckter Sphäroide . Bei der Oberflächenform
der Fig. 6c handelt es sich um eine Kombination ebener Flächen. Im Rahmen der Erfindung hält sich der Brechungsindex des
Glasteils A vorzugsweise bei 1,45 Ms 1,7o
Die Verwendung von Glasteilen mit den in Fig» 6a, 6b und
6c gezeigten unterschiedlichen Oberflächenformen bietet zusätzlich
zu den für die Ausführungsform der Fig«, 4 bereits beschriebenen
Torteilen noch den weiteren Vorteil, daß die unerwünschte Ablenkung
des Lichts an der Grenzfläche zwischen dem Glasteil und Luft auf ein Mindestmaß herabgesetzt werden kann.
Bei einem mit der Energie des von einer Bogenlampe oder Hai ο gendampf lampe ausgesandten Lichts arbeitenden bekannten Gerät
zum Schweißen, Schmelzen oder Erhitzen wird der Lampe bei der Inbetriebnahme ein konstanter Strom oder eine gleichbleibende Spannung
zugeführt und eine Abblendplatte wird in zweckentsprechender
Weise betätigt, um die Zufuhr von Lichtenergie zu dem Werkstück zu regeln. Bei dieser Methode kommt es jedoch zu einem starken Temperaturanstieg
nicht nur in der Lampe , sondern auch in verschiedenen anderen Teilen des Geräts, wie dies in Fig. 7 dargestellt ist, wodurch
sich die Betriebslebensdauer der Lampe verkürzt und die
Schweiß-, Schmelz- oder Erhitzungsleistung des Geräts verschlechtert.
In der Darstellung der Figo 7 wird die Lampe zu einem Zeitpunkt Q in Betrieb genommen und der Arbeitsvorgang hält für eine
Zeitdauer Tl an, die zwischen zwei Perioden T2 liegt, in denen vor und nach einem Arbeitsgang jeweils die vorbereitenden Schritte vorgenommen
werden. Die Kurven a, b und c in Fig» 1J geben die Temperaturänderungen
am Fassungsteil der Lampe, im Lichtbündelungssystem
bzw. an der Abblendplatte wieder.
Bei einer weiteren, in Fig. 8 dargestellten Ausführungs-
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form der Erfindung sind diese Mängel der nach dem Stand der Technik
bekannten Geräte ausgeschaltet. Bei der Anordnung der Flff. 8 ist
eine Bogenlampe oder eine Halo ge nd amp f lampe mit einem elliptischen Spiegel kombiniert und das von der Lampe ausgesandte Licht wird
zum Schweißen, Schmelzen oder Erhitzen eines Werkstücke gebündelt.
Bei diesem Gerät ist zur Regelung der von der Lampe auegesandten
Lichtenergie eine Abblendplatte 31 vorgesehen. Die Abblendplatte 31
ist in der durch Pfeile angedeuteten Richtung frei beweglich'und
ist mit einem Wandler 32 verbunden. Der Wandler 32 spricht auf Bewegungen
der Abblendplatte 31 an und setzt die mechanische Bewegung der Abblendplatte 31 i-n ei*1 elektrisches Signal um. Das von dem
Wandler 32 erzeugte elektrische Signal wird einer Steuervorrichtung
33 zugeleitet, die den Betriebsstrom oder die Betriebsspannung der
Lampe steuert. Die Strom- oder Spannungsversorgung der Lampe kann also automatisch gesteuert werden. Der unerwünschte Temperaturanstieg
an verschiedenen Teilen des Geräts kann daher erheblich eingeschränkt
werden.
Fig. 9 zeigt beispielartig die Tempera tür Schwankungen,
die an verschiedenen Teilen des Geräts auftreten, wenn die zur Aussendung der Hochtemperaturstrahlung dienende Lampe bei Raumtemperatur
von 20 C in Betrieb genommen wird» um jeweils während einer Zeitspanne Tl von etwa 10 Minuten Dauer einen Arbeitsgang auszuführen,
wobei diese Zeitspanne Tl zwischen zwei Zeitspannen T2 von jeweils etwa 5 Minuten eingeschaltet ist, in denen vor und nach einem
Arbeitsgang die vorbereitenden Schritte erfolgen. Die Kurven a, b
und c in Fig. 9 geben die Tempera tür sch wankungen im Lampenfassungsteil,
im Lichtbünde lungs sy stem bzw. an der Abblendplatte 31 wieder.
Die Höchsttemperaturen im Lampenfassungsteil, im Lichtbündelungesystem
und an der Abblendplatte 31 belaufen sich auf etwa 100°C,
50 C bzw. 70 C und liegen damit etwa bei der Hälfte oder bei einem
Drittel der bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art auftretenden
Werte. Auch tritt ein hoher Energieverbrauch nur während der Arbeitsperiode
auf und der Ge samtene rgie verb rauch kann auf etwa zwei
Drittel des bei dem bekannten Gerät erforderlichen Werts gesenkt
werden.
3 0 9 H :·' 2 i 0 9 3 2
Aus der obigen Beschreibung geht hervor, daß der unerwünschte
Temperaturanstieg, der bei Geräten dieser Art an verschiedenen Teilen aufzutreten pflegt, bei dem erfindungsgemäßen Gerät
weitgehend eingeschränkt werden kann, was den Vorteil mit sich
bringt, daß die Lebensdauer des Geräts, insbesondere aber die Lebensdauer der zur Aussendung der Hochtemperatur strahlung dienenden
Lampe, erheblich verlängert wird. Die Erfindung bietet darüber hinaus
den Vorteil, daß eine Senkung des Energieverbrauchs bis auf etwa 60 Prozent des bisherigen Bedarfs ermöglicht wird. Der geringe Gesamttemperaturanstieg
gestattet eine einwandfreie Durchführung des Schweiß-, Schmelz- oder Erhitzungsvorgangs und das Gerät bleibt über
eine längere Zeitspanne hinweg funktionsfäh'ig.
Patentansprüche
3 OS ίί ν 2/09 32
Claims (2)
1. Vorrichtung zum Schweißen, Schmelzen oder Erhitzen eines Werkstücks
durch Lichtenergie, gekennzeichnet durch einen elliptischen Spiegel
(E), eine an oder nahe einem ersten Brennpunkt (Fl) des elliptischen Spiegels (E) angeordnete Lampe (s) als Lichtquelle für
Hochtemperatürstrahlung, ein Mittel zur Einstellung des Werkstücks
an oder nahe einem zweiten Brennpunkt (P2) des elliptischen Spiegels (E), eine nahe dem elliptischen Spiegel (E) angeordnete Kühlmi ttel zuführvorrichtung (n) zum Zuleiten eines Kühlmittels zur
Kühlung der Lichtquelle und eine nahe dem elliptischen Spiegel (E) angeordnete Kühl mi ttel abzugsvorrichtung (EX) zum Fortleiten des
Kühlmittels.
2. Vorrichtung zum Schweißen, Schmelzen oder Erhitzen eines Werkstücks
durch Lichtenergie, gekennzeichnet durch einen elliptischen Spiegel
(E) , eine an oder nahe einem ersten Brennpunkt (Fl) des elliptischen
Spiegels (E) angeordnete Lampe (s) als Lichtquelle für Hochtemperaturstrahlung, ein Mittel zur Einstellung des Werkstücks
an oder nahe einem zweiten Brennpunkt (F2) des elliptischen Spiegels (E), mindestens zwei zwischen dem ersten Brennpunkt (Fl) und
dem zweiten Brennpunkt (F2) an einer dem zweiten Brennpunkt (F2)
nähergelegenen Stelle angeordnete Kühlmi ttel zuf ührvorrichtungen,
deren Austrittsöffnungen (N) dem die Elektroden und die Zubehörteile
einbegreifenden Teil (R) der Lichtquelle zugekehrt sind, und
eine an eine öffnung im Boden des elliptischen Spiegele (E) angeschlossene
Kühlmi ttelabzugsvorrichtung (EX).
3· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen
dem ersten Brennpunkt (Fl) und dem zweiten Brennpunkt (F2) des elliptischen Spiegels (M) zur Vermeidung einer unnötigen Beeinflussung des Werkstücks (w) durch das Kühlmittel eine für Lichtenergie
durchlässige, für das Kühlmittel jedoch undurchlässige Anordnung (A) vorgesehen ist.
4· Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Formgebung
der für Lichtenergie durchlässigen, für das Kühlmittel jedoch
undurchlässigen Anordnung (a) im Sinne eines Einfalls des im
Durchtritt
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Durchtritt durch die Anordnung (a) in eine Gasatmosphäre übertretenden
Lichts mit einem Einfallswinkel von weniger als 30 Grad vorgesehen
ist.
Torrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein endseitig
offenes, jedoch durch eine Bodenplatte (2) mit einer Öffnung verschlossenes Außengehäuse (l) und eine innerhalb des Außengehäuses
(l) an einer Stelle zwischen der Bodenplatte (2) und der überwand des Außengehäuses (l) angeordnete Trennplatte (j) vorgesehen
sind, wobei der elliptisohe Spiegel (4) in seinem Boden eine
Öffnung (8) aufweist und an der unteren Fläche der Trennplatte (3)
montiert ist, wobei die Kühlmittelzuführvorrichtung (9) auf die
Trennplatte (3) aufmontiert und zum Einleiten des Kühlmittels durch
die Öffnung (8) in dem elliptischen Spiegel (4) zur Kühlung der Lichtquelle (7) an diese Öffnung (8) angeschlossen ist und wobei
die Kühlmittelabzugsvorriohtung (ll) zum Fortleiten des Kühlmittels
nach erfolgter Kühlung der Lichtquelle (7) auf die Bodenplatte (2) aufmontiert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen
dem ersten Brennpunkt und dem zweiten Brennpunkt des elliptischen Spiegels eine freibeweglioh angeordnete Abblendvorrichtung (31)
zur He ge lung der durch den elliptischen Spiegel gebündelten Lichtenergie,
ferner eine Steuervorrichtung (33) zur Steuerung der
Strom- oder .Spannungsversorgung der Lichtquelle und ein Wandler
(32) zur Umsetzung der mechanischen Bewegung der Abblendvorrichtung (31) in ein elektrisches Signal vorgesehen sind, wobei der
Wandler (32) zur Steuerung der Strom- oder Spannungsversorgung der
Lichtquelle im Ansprechen auf Bewegungen der Abblendvorrichtung
(31) an die Steuervorrichtung (33) angeschlossen ist.
309822/0932
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| JP9998071 | 1971-12-09 | ||
| JP46099980A JPS514192B2 (de) | 1971-12-09 | 1971-12-09 | |
| JP10035171 | 1971-12-11 | ||
| JP46100351A JPS4865146A (de) | 1971-12-11 | 1971-12-11 | |
| JP10035071 | 1971-12-11 | ||
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|---|---|---|---|---|
| FR2685234A1 (fr) * | 1991-12-19 | 1993-06-25 | Mtu Maintenance Gmbh | Procede et dispositif pour souder des pieces en alliages speciaux, par soudage a l'arc sous gaz protecteur avec prechauffage. |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| NL7215964A (de) | 1973-05-29 |
| NL155705B (nl) | 1978-01-16 |
| US3812318A (en) | 1974-05-21 |
| FR2161073B1 (de) | 1977-04-22 |
| FR2161073A1 (de) | 1973-07-06 |
| GB1409896A (en) | 1975-10-15 |
| DE2257739B2 (de) | 1977-04-21 |
| CA968855A (en) | 1975-06-03 |
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