DE2534000C3 - Vorrichtung zur Überwachung eines durch ein flexibles Leitungsstück strömenden Kühlmittels, insbesondere zur Kühlmittelüberwachung in Schweiß- und/oder Schneidanlagen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Überwachung eines durch ein flexibles Leitungsstück strömenden Kühlmittels, insbesondere zur Kühlmittelüberwachung in Schweiß- und/oder Schneidanlagen, wobei die Vorrichtung bei Druckänderung, vorzugsweise bei Unterbrechung des Kühlmittelstromes ein Abschaltsignal für ungekühlt thermisch überbeanspruchte Aggregate erzeugt.

Elektrische Geräte, wie z. B. Schweiß- und/oder Schneidgeräte (Lichtbogen-, Plasma- und Widerstandsschweiß- bzw. -schneidgeräte s.a. DIN 1910) mit darin enthaltenen bzw. zugeordneten Aggregaten, wie Transformatoren, Gleichrichter, Transduktoren, Schweißkabel zwischen Stromquelle und Brenner bzw. Werkstück, Schweiß- und/oder Schneidbrennern, mechanische Pumpen, Motoren u.dgl., können bei genügender Kühlung höher belastet werden. Wird der Kühlmittelstrom, ζ. Β. Luft oder Wasser unterbrochen, beispielsweise durch den Ausfall eines Gebläses oder einer Pumpe oder durch Reißen bzw. Platzen eines Kühlmittelleitungsstückes, so werden die elektrischen Geräte thermisch überbeansprucht und u. U. zerstört.

Um den Kühlmittelstrom entsprechend zu »überwa

chen«, werden deshalb bisher bei Schweiß und/oder Schneidanlagen sogenannte Druckwächter eingesetzt, die folgendermaßen arbeiten: An die Kühlmittelleitung wird eine Druckmeßleitung (Durchmesser etwa 2 — ϊ 10 mm) angeschlossen, mit welcher die Kühlmitteldruckänderung bei sich verändernder Kühlmitteldurchflußmenge meßbar (erfaßbar) ist Diese Druckmeßleitung (auch Steigleitung genannt) ist mit einem Membranraum verbunden, so daß beim Über-

Hi schreiten bzw. Unterschreiten des Druckes von einem vorgegebenen Wert die Membrane eine Bewegung ausführt Die Membranbewegung wird zur Auslösung eines Signals zur Abschaltung der ungekühlt thermisch überbeanspruchten Aggregate ausgenutzt Von Nach teil bei diesen Druckwächtern ist daß das Kühlsystem für den Anschluß der Meßleitung »angebohrt« werden muß, was im Hinblick auf die Abdichtung sowie die Durchflußverhältnisse usw. ungünstig ist Hinzu kommt, daß aufgrund des Meßprinzips der Druckwächter nicht

·?<> in beliebigen Stellungen eingebaut werden kann, da die Membran immer oberhalb der Kühimitteileitung liegen muß.

Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß durch die in dem Kühlmittel stets vorhandenen Verunreinigungen

2^r> sich die Meßleitung mit dem kleinen Innendurchmesser aufgrund von Ablagerung dieser Verunreinigungen zusetzen und damit zu einem fehlerhaften Betrieb (ungenaue Schaltpunkte — totaler Ausfall) des Druckwächters führen.

«> Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangsgenannten Art zu schaffen, welche die obengenannten Nachteile nicht aufweist und welche insbesondere bei einfachem Aufbau eine sichere Funktionsüberwachung des Kühlmittelstromes bzw. des

)'■ Kühlmittelkreislaufes erlaubt

Die Erfindung besteht darin, daß die genannte Vorrichtung einen am flexiblen Leitungsstück angreifenden Druckstift aufweist dessen dem Leitungsstück abgewandtes Ende einem Schalter ^geordnet ist

Durch den erfindungsgemäßen Druckstift wird das flexible Leitungsstück bevor es vom Kühlmittel durchflossen wird in vorbestimmter erfindungsgemäßer Weise verformt. Beim Betrieb, d. h. beim Einschalten des Kühlmittels, wird durch den Kühlmitteldruck (Wasser-

■»"> druck) die vorhandene, gewolite Verformung wieder aufgehoben, wobei der Druckstift um ein je nach Größe der Verformung und des Kühlmitteldruckes abhängiges Maß (etwa 2 bis 5 mm) bewegt wird. Diese Bewegung des Stiftes wird zur Betätigung des Schalters benutzt.

V) Dabei ist erfindungsgemäß der Schalter dann eingeschaltet wenn die Verformung des flexiblen Leitungsnuckes aufgehoben ist, also Kühlmittel mit gewünschtem, voreingestelltem Druck fließt und der Druckstift zum Schalter hinbewegt ist. Der Schalter ist ausgeschal-

->ί tet und mit ihm die zu kühlenden Aggregate, wenn aufgrund eines fehlenden bzw. eines zu niedrigen Kühlmitteldruckes durch den Druckstift das Leitungsstück mehr oder weniger verformt und dadurch der Druckstift vom Schalter wegbewegt wird.

M) Durch die Erfindung werden folgende Vorteile

erreicht. Das Kühlmittelsystem ist durch keinen Eingriff (Bohrung, Abzweigung) unterbrochen, wodurch die

Gefahr von Undichtigkeiten weiter vermindert ist. Da die erfindungsgemäße Druckmessung mittelbar

hs über die Rohrleitungsverformung erfolgt, und somit keine Meßleitungen, in denen Kühlmittel zu einem Meßraum geleitet wird, erforderlich sind, können sich auch keine Ablagerungen bilden, die mit de- Zeit zu

ungenauen Schaltpunkten oder vollständigem Ausfall der Überwachungsvorrichtung führen. Somit wird durch die Erfindung vorteilhaft eine wesentlich zuverlässigere Funktionsüberwachung des Kühlmittelstromes möglich.

Bei normalem Arbeitsdruck des Kühlmittels treten "· keine Querschnittsveränderungen des Kühlmittelleitungsstückes auf. Dies ist im Hinblick auf den konstanten Strömungswiderstand und der dadurch vermeidbaren Wirbelbildung von besonderem Vorteil. Hinzu kommt, daß stets die optimale DurchfluBmenge in erreichbar ist

Die Erfindung ermöglicht einen einfachen und billigen Aufbau der Überwachungseinrichtung. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann in beliebiger Lage eingebaut werden, wodurch die Zugänglichkeit und die Wartung ι ~> der gesamten Schweiß- und/oder Schneidanlage weiter verbessert werden kann.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann nachträglich ohne großen Aufwand in bereits vorhandene Schweiß- und/oder Schneidstromquelien eingebaut > <i werden und zwar ohne, daß ein Eingriff in das Kühlsystem notwendig ist

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung wird in bezug auf die einfache Einstellung der Verformung des flexiblen Leitungsstückes vorgeschlagen, daß der r. Druckstift einen in einem Gehäuse quer zur Kühlmitteldurchflußrichtung und entgegen der Kraft einer Feder verschiebbaren Kolben aufweist wobei bevorzugt die Federkraft mittels einer Spannschraube einstellbar ist

Betreffend einer reproduzierbaren Verformung des Leitungsstückes wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß das flexible Leitungsstück zumindest gegenübei dem Angriffsbereich des Druckstiftes in einer nicht flexiblen Halterung geführt ist. Besonders günstig ist eine rohrförmige Halterung. ti

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung eines anhand der Zeichnung näher erläuterten Ausführungsbeispieles einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

In der Zeichnung ist die erfindungsgemäße Vorrich- 4» tung (F i g. 1 = Vorderansicht; F i g. 2 = Seitenansicht) zur Überwachung eines durch ein verformbares Leitungsstück strömenden Kühlmitteln in ihrer Gesamtheit mit 10 bezeichnet. Die Vorrichtung 10 bei der zur Überwachung die Verformbarkeit des Kühl- oder Druckmittel fördernden flexiblen Kühlmittelleitung, wie beispielsweise eines Gummi- oder Kunststoffschlauches ausgenutzt wird, weist einen am flexiblen Leitungsstück 11 angreifenden Druckstift 12 auf, dessen dem Leitungsstück U abgesandtes Ende 13 einem Schalter ίο 14 zugeordnet ist.

Der Dsuckstift 12 weibt einen in einem Gehäuse 15 quer zur Kühlmitteldurchflußrichtung 16 und entgegen der Kraft einer Feder 17 verschiebbaren Kolben 18 auf. Dabei ist mittels einer über ein Gewinde 19 verdrehbaren Spannschraube 20 die Kraft der Feder 17 einstellbar, welche sich auf einem Bund 21 am Kolben 18 und einer Anschlagfläche 22 an der Spannschraube 20 abstützt. Der Kolben 18 weist am, der flexiblen Leitung 11 zugewandten Ende 23 ein vorzugsweise kugelsegment- m> fönniges Kontaktstück 24 auf, welches mittels einer fo.-m- oder kraftschlüssigen Verbindung mit dem Kolbenende verbunden ist. Dabei ist bevorzugt der Durchmesser 25 der Durchgangsbohrung 26 im Gehäuse 15 kleiner als der Außendurchmesser 27 des b> Bundes 21 sowie der Außendurchmesser 28 des Kontaktstückes 24, so daß durch die Länge 29 der Bohrung 26 sowie dem Abstand 30 zwischen Bund 21 und Kontaktstück 24 der Weg des Kolbens 18 nach oben bzw. unten begrenzt werden kann, um eine unnötig hohe Verformung des Leitungsstückes bzw, eine Beschädigung des Schalters zu vermeiden.

Das flexible Leitungsstück 11 ist zumindest gegenüber dem Angriffsbereich 31 des Druckstiftes 12 in einer nicht flexiblen Halterung 32 befestigt, wobei die Halterung 32 mit dem Gehäuse 15 sowie dem Schalter 14 in vorbestimmter, in den F i g. 1 und 2 veranschaulichter, mechanischer Verbindung steht Beim Ausführungsbeispiel weist die Halterung 32 eine Durchgangsbohrung 33 für das flexible Leitungsstück 11 vor. Quer zu dieser Bohrung 33 ist vorzugsweise in einem Winkel von 90° eine in der Bohrung 33 endende Aufnahmebohrung 34 mit Gewinde 35 für den Druckstift 12 vorgesehen. Ferner ist im Bereich des Druckstiftendes 13 an der Halterung32 ein an sich bekannter Mikroendschalter 14 mit Schaltkontakt 36 und elektrischen Anschlüssen 37, 38 und 39 befestigt

Die Funktionsweise der oben beschriebenen Vorrichtung ist folgende:

Mittels der Spannschraube 20 wird üie Feder 17 mit einer einstellbaren — von der Verformbarkeit des Leitungsstückes 11 abhängigen Kraft und dank der Kolben 18 mit dem Kontaktstück 24 direkt auf den Schlauch (Leitungsstück 11) gedrückt und der Schlauch dadurch beispielsweise in der in der Zeichnung veranschaulichten Art verformt. Das Ende 13 des Druckstiftes 12 (Kolben 18) hat dadurch keine mechanische Verbindung mit dem Schaltkontakt 36. Der Schalter 14 befindet sich in AUS-Stellung und damit sind die ungekühlt thermisch überbeanspruchten Aggregate abgeschaltet

Mit dem Einschalten der Schweiß- und/oder Schneidanlage wird auch das Kühlmittel eingeschaltet und strömt mit vorbestimmten Druck (beispielsweise 4—10 bar) auch durch das Leitungsstück 11. Der Kühlmitteldruck hebt die Verformung des Leitungsstükkes 11 durch den Stift 12 wieder auf, wodurch das Kolbenende 13 mit dem Schaltkontakt 36 in Berührung kommt und diesen derart betätigt, daß in der Schweiß- und/oder Schneidanlage auch die ungekühlt thermisch überbeanspruchten Aggregate arbeiten bzw. funktionieren.

Tritt nun infolge eines Defektes im Kühlmittelkreislauf bzw. -system eine plötzliche Druckänderung des Kühlmittels auf, beispielsweise durch Ausfall der Kühlmittelpumpe od. dgl., so wird durch die Kraft der Feder 17 der Kolben 18 wieder vom Schaltkontakt 36 wegbewegt und der Schalter 14 ausgeschaltet.

Die oben beschriebene Vorrichtung wird gemäß der Erfindung bevorzugt bei gekühlten Schweiß- und/oder Schneidanlagen verwendet. Es ist jedoch ein Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch zur Kühlsystemüberwachung bei anderen Einrichtungen vorteilhaft möglich.

Ferner ist die erfindungsgemäße Vorrichtung auch bei Kühlsystemen mit nicht flexiblen bzw. nicht verformbaren Krhlmittelleitungen einsetzbar. In diesem Fall wird vorteilhaft im Bereich der Vorrichtung ein flexibles, auf den Kühlmitteldruck abgestimmtes, Schlauchstück od. dgl. dazwischengescha'tet

Neben der oben beschriebenen Ausführung kann die erfindungsgem?.3e Vorrichtung bezüglich der Ausbildung und der Art t'er einzelnen Bauteile beliebig anders aufgebaut sein. Erfindungswesentlich ist, daß ein Kühlmittelleitungsstück definiert in der einen Richtung verformt wird und durch den Kühlmitteldruck und die

damit verbundene Verformung in der entgegengesetzten, anderen Richtung ein Schaltsignal erzeugt wird.

Bei der beschriebenen Vorrichtung dient der Druckstift 12 zur Betätigung eines Schalters. Es ist aber ferner vorteilhaft möglich, das Druckstückende 13 mit einer elektrischen Kontaktfläche 40 zu versehen, die mit einer am Halter 32 vorgesehenen zweiten Kontaktfläche 41 je nach dem ob das Kühlmittel fließt oder nicht in Wirkverbindung (Kontaktberührung) gebracht werden kann (s. auch F i g. 2).

Beide Kontaktflächen 40, 41 sind über elektrische Leitungen 42 in den Stromkreis der Anlage dann so geschaltet, daß bei Kontaktberührung die Anlage auf »Aus« und bei Nichtberührung der Kontaktflächen 40, 41 die Anlage auf »Ein« geschaltet ist.

Bei dieser Lösung kann dann der Schalter 14 vorteilhaft entfallen, da die Schaltfunktion beispielsweise durch Unterbrechung einer elektrischen Leitung erfolgt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Überwachung eines durch ein flexibles Leitungsstück strömenden Kühlmittels, insbesondere zur Kühlmittelüberwachung in Schweiß- und Schneidanlagen, wobei die Vorrichtung bei Druckänderung, vorzugsweise bei Unterbrechung des Kühlmittelstromes ein Abschaltsignal für ungekühlt thermisch überbeanspruchte Aggregate erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (10) einen am flexiblen Leitungsstück (11) angreifenden Druckstift (12) aufweist, dessen dem Leitungsstück (11) abgewandtes Ende (13) einem Schalter (14) zugeordnet ist

Z Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckstift (12) einen in einem Gehäuse (15) quer zur Kühlmitteldurchflußrichtung (16) und entgegen der Kraft einer Feder (17) verschiebbaren Kolben (18) aufweist

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß die Kraft der Feder (17) mittels einer Spannschraube (20) einstellbar ist

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß das flexible Leitungsstück (11) zumindest gegenüber dem Angriffsbereich (31) des Druckstiftes (12) in einer nicht flexiblen Halterung (32) geführt ist

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (32) mit dem Gehät ^:2 (15) mechanisch verbunden ist

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet daß die Halterung (32) eine Durchgangsbohrung (33) für dqs flexible Leitungsstück (11) und eine quer zur Durchgangsbohrung (33) verlaufende und in dieser endenden Aufnahmebohrung (34) für den Druckstift (12) aufweist und daß ferner im Bereich des Druckstiftendes (13) an der Halterung (32) der Schalter (14) befestigt ist

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch die Verwendung in einer gekühlten Schweiß und/oder Schneidanlage.