DE2307018B1

DE2307018B1 - Plasmabrenner

Info

Publication number: DE2307018B1
Application number: DE2307018A
Authority: DE
Inventors: Orvar Anders Taeby Svensson (Schweden
Original assignee: AGA AB
Current assignee: ESAB AB
Priority date: 1973-03-21
Filing date: 1973-02-13
Publication date: 1973-10-04
Also published as: NL182526B; US3851824A; ATA92973A; DE2307018C2; NL7301528A; FR2217901A1; FR2217901B1; AT339694B; NL182526C

Description

ßer als ^lk werden kann. Im vorliegenden Fall ist a beträchtlich kleiner als Vi₉ womit man bei dem gewählten Kegelwinkel erhält:

D/2 >//2 oder D>1.

Mit Hilfe der vorstehend beschriebenen Düse erhält man also einen Plasmabrenner mit einer billig herstellbaren einfachen Düse ohne jegliche Kühlkanäle. Dank der beschriebenen Bemessung der Düse wird an der kegelmantelförmigen Berührungsfläche zwischen Düse und Düsenhalter jederzeit ein ausreichender Anlagedruck beibehalten, so daß die an der Düse entstehende Wärme stets wirksam auf den gekühlten Düsenhalter übertragen wird. Außerdem kann die Düse dank ihrer Konstruktion in einfacher Weise ausgewechselt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2

chenanlage des Außenkegelmantels der Düse am

Patentanspruch: Innenkegelmantel des Düsenhalters mit zunehmender

Erwärmung der Düse und des Düsenhalters gesichert

Plasmabrenner zum Schweißen, Schneiden, bleibt. :

Auftragschweißen oder für eine Strahlbearbei- 5 In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise tung, bestehend aus einer ungekühlten Düse, die veranschaulicht; es zeigt

mittels eines in eine Gewindebohrung eines Du- F i g. 1 den Plasmabrenner in einem die Anord-

senhalters eingreifenden Gewindestutzens am Du- nung seiner Düse zeigenden axialen Teilschnitt,
senhalter festgehalten ist, dadurch gekenn- Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende, verschie-

zeichnet, daß die Düse (4) eine ihren Ge- io dene Abmessungen zeigende Schemadarstellung,
windestutzen (4 a) umgebende, an einer Innen- Der dargestellte Plasmabrenner 1 besteht aus

kegelmantelfläche (7) des Düsenhalters (2) an- einem Düsenhalter 2 mit Kühlkanälen 3 und einer liegende Außenkegelmantelfläche (8) aufweist Düse 4, die mit einem Gewindestutzen 4 a in eine und der halbe Kegelwiükel (ß) beider Kegelman- Gewindebohrung 5 des Düsenhalters 2 eingeschraubt telflächen (7 und 8) des Plasmabrenners (1) so- 15 und in üblicher Weise mit einer Düsenbohrung 6 für wie der Gewindedurchmesser (D) von Gewinde- den Plasmastrahl versehen ist.

stutzen (4 a) und Gewindebohrung (5) und die Düsenseitig ist der Düsenhalter 2 um die Öffnung

Gewindelänge (/) des Gewindestutzens (4 d) so der Gewindebohrung 5 herum mit einer Innenkegelgewählt sind, daß das Verhältnis von radialer zu mantelfläche 7 versehen, der eine Außenkegelmantelaxialer Ausdehnung jedes Flächenteils des Au- 20 fläche 8 der Düse zugeordnet ist. In der dargestellten, ßenkegelmantels (8) der Düse (4) bei deren Er- fest an den Düsenhalter 2 angeschraubten Stellung wärmung stets größer als der Tangens des halben der Düse 4 liegen die beiden Kegelmantelflächen 7 Kegelwinkels (ß) ist. und 8 dicht aneinander an, so daß beim Betrieb des

Plasmabrenners die in der Düse 4 entwickelte Wärme 25 über die Kegelmantelflächen 8 und 7 an den Düsen-

halter 2 übertragen wird, von wo aus sie über die

Kühlkanäle 3 abgeführt werden kann.

Um ein Nachlassen der dichten gegenseitigen An-

Die Erfindung bezieht sich auf einen Plasmabren- lage der beiden Kegelmantelflächen 8 und 7 auch ner zum Schweißen, Schneiden, Auftragschweißen 3° beim betriebsmäßigen Erwärmen und dem entspre- oder für eine Strahlbearbeitung, bestehend aus einer chenden Ausdehnen der Düse 4 zu vermeiden, sind ungekühlten Düse, die mittels eines in eine Gewinde- der Gewindedurchmesser D (vgl. Fig. 2) und die bohrung eines Düsenhalters eingreifenden Gewinde- Länge / des Gewindestutzens 4 α so gewählt, daß das Stutzens am Düsenhalter festgehalten ist. Verhältnis von radialer zu axialer Ausdehnungsbe-

Plasmabrenner weisen bekanntlich eine verhältnis- 35 wegung eines Punktes der Außenkegelmantelfläche 8 mäßig schnelle Abnutzung ihrer Düsen auf, so daß der Düse 4 stets größer als der Tangens des halben die letzteren häufig ersetzt werden müssen, was nicht Kegelwinkels β der Kegelmantelfläche ist. Im Sinne nur mühsam, sondern auch zeitraubend ist. Da Pias- des Vermeidens eines Nachlassens des Anlagedrukmabrenner im allgemeinen auch Düsen mit Kühl- kes eines Punktes P der Außenkegelmantelfläche 8 kanälen aufweisen, die zum Zwecke einer unmittel- 4° der Düse 4 an der Innenkegelmantelfläche 7 des Dübaren Wasserkühlung an Kühlkanäle des Düsenhai- senhalters 2 beim Ansteigen der Düsentemperatur um ters angeschlossen sind, müssen zwischen Düse und einen Betrag Δ t kann bei Voraussetzung der nach-Düsenhalter auch noch Dichtungen eingefügt werden. stehenden Randbedingungen die weiter unten ange-Die Düsen fallen damit verhältnismäßig kompliziert führte Beziehung ausgenutzt werden,
und teuer herstellbar aus, was im Hinblick auf deren 45 Vorausgesetzt ist, daß auf dem Gewinde des Geschnellen Verbrauch ein großer Nachteil ist. Sofern windestutzens 4 α mit einer Länge / und einem Geindessen Plasmabrenner mit ungekühlten Düsen ver- Windedurchmesser D der Punkt A, der beim Erwärwendet werden, hat es sich gezeigt, daß die Düsen men der Düse 4 keine axiale Relativbewegung gegenmangels einer ausreichenden Kühlung noch schneller über dem Düsenhalter 2 mehr ausführt, in einem Abals die gekühlten Düsen verbraucht sind. 5° stand α vom Grunde des Gewindestutzens 4 a liegt

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den und der Werkstoff der Düse 4 einen linearen Auseingangs genannten Plasmabrenner so zu vervoll- dehnungskoeffizienten α besitzt. Wenn weiterhin vorkommnen, daß trotz. Beibehaltung einer einfachen, ausgesetzt wird, daß die Düse 4 gleichförmig erhitzt ungekühlten Düse deren optimale Kühlung vom Du- wird und die Temperatur des Düsenhalters 2 sich senhalter her möglich wird. 55 nicht ändert, ergibt sich für einen Punkt P auf der

Die gestellte Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch Außenkegelmantelfläche 8, der sich in einem axialen gelöst, daß die Düse ihren Gewindestutzen umge- Abstand χ vom Grunde des Gewindestutzens 4 α bebende, an einer Innenkegelmantelfläche des Düsen- findet:

halters anliegende Außenkegelmantelfläche aufweist At*Cn/24-xieß')'>/ftK(x + a\teß

und der halbe Kegelwinkel beider Kegelmantelflä- 6α Λ'«ν"*τ*ΈΡ)^**«\χ·τ«)ν£Ρ>
chen des Plasmabrenners sowie der Gewindedurch- womit

messer von Gewindestutzen und Gewindebohrung D/2 + xtgß >(x + a)tgß.

und die Gewindelänge des Gewindestutzens so gewählt sind, daß das Verhältnis von radialer zu axia- Wenn der halbe Kegelwinkel 45 Grad beträgt, erler Ausdehnung jedes Flächenteiles des Außenkegel- 65 halten wir
mantels der Düse bei deren Erwärmung stets größer jy η ^> _a
als der Tangens des halben Kegelwinkels β ist.
Auf diese Weise wird gewährleistet, daß die Flä- In der Praxis hat sich gezeigt, daß α niemals grö-