DE2705947C2 - Sicherheitsvorrichtung für Schweiß- und Lötbrenner - Google Patents
Sicherheitsvorrichtung für Schweiß- und LötbrennerInfo
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- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
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Description
Die Erfindung geht aus von einer Sicherheitsvorrichtung, wie sie im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschrieben
ist
Bei den bekannten Schweiß- und Löteinrichtungen mit drei getrennten Zuführleitungen für Druckluft,
brennbarem Gas und sauerstofftragendem Gas bestehen erhebliche Schwierigkeiten bei Ausfall der Brennernamme
und/oder Druckänderungen in den Versorgungsleitungen. Vor allen Dingen beobachtet man häufig
die Rückschläge der Flamme in die Leitungen des sauerstofftragenden Gases. Derartige Störungsfälle haben
bislang sehr häufig zu Unfällen mit schwerwiegenden Personenschäden geführt.
Es ist daher Aufgabe der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung, eine Sicherheitsvorrichtung für Schweiß-
und Lötbrenner zu schaffen, die für sämtliche denkbare Störungsfälle das Auftreten von Bränden oder Explosionen
vermeidet.
Mit der Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 2 wird bei Kühlstörungen sofort die Brenngaszufuhr
unterbrochen, während auf der anderen Seite aber die Zufuhr des sauerstofftragenden Gases zunächst
noch weitergeht.
Mit der Ausgestaltung nach Anspruch 3 wird erreicht,
daß bei Störungen in der Druckluftzufuhr das brennbare Gas und das sauerstofftragende Gas abgestellt wird.
Mit der Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 4 wird ausgeschlossen, daß beispielsweise
schlecht verbrannte Gase oder ein schlechtes Mischungsverhältnis der Gase zu Vergiftungen führen
kann.
Mit der Ausbildung nach Anspruch 5 wird erreicht, daß der Elektroschieber zu Beginn der Ingebrauchnahme
der Vorrichtung künstlich geöffnet wird, bis der Thermofühler durch die Brennerflamme in Aktion gesetzt
wird.
Die Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 6 verhindert ein Ausströmen von brennbarem Gas, ohne
daß es verbrannt wird.
Durch dieses geschlossene Netz von Sicherheitseinrichtungen, die aufeinander abgestimmt und miteinander
gekoppelt sind, wird beim Auftreten einer Funktionsstörung eines Teils der gesamten Vorrichtung die
Gefahr eines Unfalls, beispielsweise eine Explosion oder Vergiftung vermieden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der F i g. 1 und 2 erläutert. Es zeigt
F i g. 1 schematisch die vollständigen Teile einer Löt- und Schweißeinrichtung, die mit einer Zuführeinrichtung
für die in Serienfertigung zu behandelnden Teile verbunden sein kann, und
Fig. 2 den wesentlichen Teil der zusammengeschalteten
Sicherheitseinrichtungen.
Die Fig. 1 zeigt schematisch alle Kreise der erfindungsgemäßen
Sicherheitsvorrichtung, die drei Eingangsleitungen für fluide Medien enthält, nämlich für
Druckluft 1. für Brennstoff 2, wie z. B. Azetylen, Propan, Stadt- oder Naturgas und für sauerstofftragendes Gas 3,
das ζ. B. Luft oder reiner Sauerstoff sein kann. Die in 1
zugeführte Druckluft passiert das Filter 4, den herkömmlichen Druckminderers und eine Schmiereinrichtung
6, die durch die Leitung 7 die pneumatische Logik 8 zur Steuerung der Zuführung 9 von Lot- oder Schweißmittel
schmiert wobei dieser schon bekannte Kreis nicht im einzelnen beschrieben wird
Eine Luftausgangsleitung 11 ist an der Ausgangsseite
der Kontrolleinrichtung 10 für die Durchflußleistung vorgesehen: sie ist dazu bestimmt, die pneumatische Logik
8 einerseits und den druckgesteuerten Schieber 22 andererseits zu versorgen, der wiederum den pneumatischen
Schieber 15 steuert. Die durch die Leitungen 11 und W geführte Druckluft wird den Schiebern bei einem
Druck von etwa 1,5 Bar zugeführt. Dieser an sich
bekannte Kreis ,wird nicht im einzelnen dargestellt
Der Kreis für das brennbare Gas, dessen EingangsleitL-ng
mit 2 bezeichnet ist, enthält einen herkömmlichen Druckminderer 12, eine Kontrolleinrichtung 13 für den
Durchfluß und führt durch eine Leitung 34 in den Sicherheitskontrollschrank
33, dessen Rolle später beschrieben wird. An der Ausgangsseite des Kontrollschrankes
33 ist ein Überwachungskreis 18 angeordnet, vor dem ein Hohlkörper 16 mit bläschenförmigem Material
vorgeschaltet ist, der ein Zurückschlagen der Flamme in die Leitung 34 verhindern soll. Des weiteren
ist ein Verteiler 19 für ein Mittel vorhanden, das die Atmosphäre der Flamme des Brenners 27 reduzierend
macht Außerdem ist unmittelbar vor dem Eintritt des brennbaren Gases in den Brenner 27 ein den Rückschlag
der Flamme verhinderndes Organ 24 angeordnet Da auch dieser Kreis an sich bekannt ist wird er nicht
weiter ausgeführt
Der Kreis für das sauerstofftragende Gas, Luft oder reiner Sauerstoff, enthält, wie der Vorhergehende Kreis
des brennbaren Gases, einen herkömmlichen Druckminderer 20 und eine Kontrolleinrichtung 21 für den
Durchfluß vor seinem Eintritt in den Sicherheitskontrollschrank 33. Auf dessen Ausgangsseite ist der Überwachungskreis
23 angeordnet, der in Wirkverbindung mit dem Überwachungskreis 18 des brennbaren Gases
steht, ihm folgt ein Organ 25 zur Verhinderung des Rückschiagens der Flamme, das ebenfalls unmittelbar
vor dem Eintritt des sauerstofftragenden Gases in den Brenner 27 angeordnet ist Dieser bekannte Teil des
Kreises für das sauerstofftragende Gas wird ebenfalls nicht näher erläutert. Die Beschreibung dieser Vorrichtung
hat nur zum Ziel, die Rolle der Sicherheitsorgane besser verständlich zu machen, deren gegenseitige Verknüpfung
den neuen Teil der Erfindung darstellt.
Die Kühleinrichtung 28 für den Brenner 27 und die Zuführeinrichtung 9 für den Lot- oder Schweißdraht
vervollständigt die Vorrichtung und spielt ebenfalls eine wichtige Sicherheitsfunktion. Die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen
Vorrichtung wird daher von verschie- yj denen getrennten Organen bewirkt, die spezielle Eigenschaften
mit schneller Einwirkung auf andere Organe, denen sie zugeordnet sind, besitzen, wie z. B. die beiden
Kontrolleinrichtungen für den Durchfluß von Gas, nämlich die Einrichtung 21 für den Sauerstoffträger und die
Einrichtung 13 für das Brenngas, die den Steuerhebeln 44 und 45 zugeordnet sind und von diesen von Hand
gesteuert werden, wobei die Hebel 44 und 45 derart angeordnet sind, daß man beim Inbetriebbringen aller
Elemente der Vorrichtung die Eingangsleitung des brennbaren und des sauerstofftragenden Gases nur in
einer ganz bestimmten Reibenfolge öffnen kann.
Außerdem zeigt die F i g. 1 den Thermofühler 35. sein
Verstärker-Relais 38, das den Elektroschieber 14 öffnet oder schließt je nachdem, ob die Flamme des Brenners
27 vorhanden ist oder nicht Bevor der elektrische Leiter 29 den Elektroschieber 14 versorgt führt er durch den
nach einer gewissen Zeitspanne nieder ausschaltenden Selbrthalteschalter 36, dessen Rolle es ist das Starten
der Vorrichtung und damit den Betrieb der gesamten Vorrichtung zu erlauben.
Die Eingangsleitung für die Druckluft 1 besitzt einen Hauptschieber 41, das brennbare Gas 2 einen Hauptschieber
42 undi die Eingangsleitung 3 für den Sauerstoffträger einen Hauptverschluß 43; die Leitung des
brennbaren Gases ist mit 34 bezeichnet und die des sauerstofftragenden Gases mit 26.
Für das richtige Verständnis der folgenden Erklärungen ist zu beachten, daß die druckgesteuerten Schieber
(Manostaten und Pressostaten) auf Druckunterschiede ansprechen, für die sie vorher eingestellt wurden, und
daß die pneumatischen Schieber von einem fluiden Medium gesteuert werden, im allgemeinen Luft, bei einem
durch den beabsichtigten Zweck definierten Druck, während die Elektroschieber von einem Elektromagneten
gesteuert werden, wobei die beiden letzteren Schieber nur zwei Eingangszustände kennen.
Da die Anordnung der Sicherheitsorgane, die in Serie in die Leitungen von brennbarem und sauerstofftragendem
Gas eingeschaltet und in dem Kontrollschrank 33 eingebaut sind, das Prinzip der Erfindung bildet, wird im
folgenden auf F i g. 2 Bezug genommen, die schematisch die untereinander verbundenen Elemente zur Gewährleistung
der Funktionssicherheit der Vorrichtung nach F i g. 1 zeigt. Die Sicherheitselemente des Wandschrankes
33 sind derart angeordnet, daß sie selektiv auf den Kreis des betroffenen Gases einwirken.
Zunächst wird angenommen, daß die Eingangsleitungen 1,2,3 der. verschiedenen Gase geschlossen sind, und
es daher keine Wärmequelle 46 am Ende des Brenners
27 gibt. Da der Versorgungsspannungs-Eingang 37 eines elektrischen Netzes nicht unter Spannung steht, ist
die Vorrichtung im Ruhezustand. Mehrere schnelle Handgriffe sind unerläßlich, um die Gesamtheit in Funktionszustand
zu bringen. Zunächst wird die Kühlpumpe
28 des Brenners 27 mit Strom versorgt ebenso wie die nicht dargestellte Vorschubeinrichtung für den
Schweißdraht Durch diese Stromversorgung der Pumpe 28 wird ebenfalls das Verstärker-Relais 38 des Thermofühlers
35 versorgt, anschließend wird Druckluft in 1, das brennbare Gas in 2 und das sauerstofftragende Gas
in 3 im Sinne der Pfeile in der F i g. 2 unter einem geeigneten Druck zugeführt.
Der wegen des Fehlens der Flamme 46 am Ausgang des Brenners 27 noch kalte Thermofühler 35 wirkt nicht
auf sein Verstärker-Relais 38 ein, daher bleibt der Elektroschieber
14 geschlossen, das brennbare Gas wird nicht weitergeleitet. Das unter einem gewissen Druck
zugeführte sauerstofftragende Gas wirkt auf den druckgesteuerten Schieber 22 ein, der auf die ihm nachgeschalteten
pneumatisch gesteuerten Schieber weiterwirkt und durch die Leitung W den pneumatisch gesteuerten
Schieber 15 öffnet, der das Brenngas weiterführen würde, wenn 14 nicht geschlossen wäre. Daher
erreicht nur das sauerstofftragende Gas den Brenner 27.
Um jeden Handhabungsfehler beim lngangbringen der Vorrichtung zu vermeiden, sind zwei Anordnungen
getroffen, die erste wird von zwei Einrichtungen (Srhiebern) 13 und 21 gebildet, deren Steuerhebel 44 und 45
derart miteinander zusamniengeschaltet sind, daß es unmöglich ist, die Kontrolleinrichtung 13 für das brennba-
re Gas vor der des sauerstoff tragenden Gases zu öffnen, ebenso wie es unmöglich ist, die Zuleitung des sauerstofftragenden
Gases vor der des brennbaren Gases zu verschließen. Die zweite Anordnung besteht in dem
Selbsthalteschalter 36, der am Anfang des Ingangbringens dazu dient, den Elektroschieber 14 künstlich zu
öffnen, der den Zutritt des brennbaren Gases öffnet. Da der pneumatische Schieber 15 offen ist, kann das brennbare
Gas am Brenner 27 anlangen, wo es nur gezündet zu werden braucht, da das sauerstofftragende Gas gleicherweise
die Flamme erreichen kann. Die mit Gas unter normalem Druck versorgte Flamme erhitzt den
Thermofühler 35, der über den Leiter 29 und das Verstärker-Relais 38 im Normalzustand den Elektroschieber
!4 mit elektrischem Strom versorgt, sobald der Selbsthalteschalter 36 in seinen Ruhezustand zurückkehrt.
Ohne diesen Schalter 36 wäre es unmöglich, die Lot- und Schweißvorrichtung in Gang zu setzen. Die
Gesamtheit der Wirkungen der verschiedenen Sicherheitseinrichtungen, nämlich der Kontrolleinrichtungen
13 und 21 für das brennbare und das sauerstofftragende Gas des pneumatisch gesteuerten Schiebers 15, der von
dem druckgesteuerten Schieber 22 gesteuert wird, sowie der Teile 35, 38, 36 und 14, die durch das Arbeiten
der Pumpe 28 und über die elektrischen Leiter 37 mit elektrischem Strom versorgt werden, bildet daher das
Wesentliche der Erfindung, da ihre wechselseitige Wirkung keine falsche Handhabung beim Ingangbringen
der Vorrichtung zuläßt und darüber hinaus das sichere Funktionieren ohne irgendeinen möglichen Unfall gewährleistet.
Fünf Hauptfälle von falschem Funktionieren können auftreten:
1. Wenn aus irgendeinem Grund der Druck der Druckluft, die die pneumatischen und druckgesteuerten
Schieber 15 und 22 versorgt, in vorher fixierten Grenzen variiert, schließen sich diese, das
brennbare Gas und das sauerstofftragende Gas werden in der Höhe der Schieber 15 und 22 angehaiten,
die Flamme 46 des Brenners 27 verschwindet, der Thermofühler 35 erkaltet in einigen Sekunden
und steuert nicht mehr das Verstärker-Relais 38, das den Elektroschieber 14 schließt, wobei diese
Kette von Aktionen nur dann vollständig abläuft, wenn z. B. die Zeit des Absinkens des Luftdrucks in
der Leitung 1 langer ist als die Reaktionszeit aller dieser Elemente, wodurch bewirkt wird, daß ein
vorübergehendes Absinken dieses Druckes keinen Einfluß auf die Wirkung aller dieser Elemente hat.
2. Der Versor^un^sdruck des brennbaren Gases ist
nicht korrekt, der pneumatische Schieber 15 bleibt geöffnet, aber die Qualität der Flamme 46 vermindert
sich, dadurch entsteht eine Temperaturdifferenz der Flamme, der Thermofühler 35 stellt seine
Aktion ein und der Elektroschieber 14 schließt die Leitung 34 des brennbaren Gases.
3. Der Druck des sauerstofftragenden Gases überschreitet nach oben oder unten gewisse gefährliche,
vorherbestimmte Grenzen, die pneumatischen, dem druckgesteuerten Schieber 22 zugeordneten
Schieber schließen die Eingangsleitungen 34, 26, des brennbaren und des sauerstofftragenden Gases
bei 15 und 22, die Flamme 46 erlischt und derselbe Vorgang, wie im Vorhergehenden beschrieben,
läuft ab.
4. Die Flamme 46 des Brenners 27 erlischt zufällig, der Thermofühler 35 steuert nicht mehr das Verstärker-Relais
38, das normalerweise den Elektroschieber 14 offenhält, dieser schließt sich und unterbricht
die Eingangsleitung 34 für brennbares Gas.
Wenn der elektrische Strom 37, der die Kühlpumpe 28 für den Brenner 27 und für die hier nicht dargestellte Vorschubeinrichtung des Schweißdrahtes versorgt, ausfällt, wird das Verstärker-Relais 38 des Thermofühlers 35 außer Gang gesetzt und schließt über den Leiter 29 den Elektroschieber 14, wodurch die Eingangsleitung 34 des brennbaren Gases geschlossen und die Leitung 26 für das sauerstofftragende Gas geöffnet ist. In allen diesen Fällen und nach einem Funktionszwischenfall, besteht die letzte gefahrlose Aktion darin, die Einrichtungen 13 und 21 durch die zugeordneten Hebel 44 und 45 zu schließen, womit die Vorrichtung in Ruhezustand gelangt ist. Um sie wieder in Gang zu bringen, werden die vorher beschriebenen Schritte wiederholt.
Wenn der elektrische Strom 37, der die Kühlpumpe 28 für den Brenner 27 und für die hier nicht dargestellte Vorschubeinrichtung des Schweißdrahtes versorgt, ausfällt, wird das Verstärker-Relais 38 des Thermofühlers 35 außer Gang gesetzt und schließt über den Leiter 29 den Elektroschieber 14, wodurch die Eingangsleitung 34 des brennbaren Gases geschlossen und die Leitung 26 für das sauerstofftragende Gas geöffnet ist. In allen diesen Fällen und nach einem Funktionszwischenfall, besteht die letzte gefahrlose Aktion darin, die Einrichtungen 13 und 21 durch die zugeordneten Hebel 44 und 45 zu schließen, womit die Vorrichtung in Ruhezustand gelangt ist. Um sie wieder in Gang zu bringen, werden die vorher beschriebenen Schritte wiederholt.
Bei einer industriellen Versuchsanlage erforderte die gesamte Ansprechzeit, bei allen absichtlich hervorgerufenen
Funktionsstörungen, nur einige Sekunden, um alle automatischen Sicherheitsoperationen ablaufen zu lassen.
Ebenso ist die Zusammensetzung der fünf Komponenten, des Thermofühlers 35, der pneumatisch- und
druckgesteuerten Schieber 15 und 22, des Elektroschiebers 14 und der Druckluft ausreichend, um eine extreme
Funktionssicherheit ohne größeren Unfall bei industriellen Lot- und Schweißanlagen für die Serienfertigung
zu gewährleisten, wie auch immer dieQualität der Gase, des brennbaren und des sauerstofftragenden Gases
ist. Die eben beschriebene Sicherheitsvorrichtung kann außer bei Lot- und Schweißmaschinen in allen
Heizanlagen mit mittlerer oder hoher Temperatur verwendet werden, bei denen sie ebenfalls für Funktionssicherheit
sorgt.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (6)
1. Sicherheitsvorrichtung für Schweiß- und Löteinrichtungen mit einem Brenner und einem im Zuge
der Versorgungsleitungen für Druckluft brennbarem Gas und sauerstofftragendem Gas angeordneten
Sicherheitskontrollschranke, mit einem in die Leitung für das brennbare Gas eingeschalteten, von
einem in der Nähe der Brennerflamme angeordneten Thermofühler gesteuerten Elektroschieber und
einem zwischen den Thermofühler und den Elekiroschieber
geschalteten Selbsthalteschalter mit Zeitglied, sowie einer Kühleinrichtung für den Brenner,
gekennzeichnet durch eine dem Thermofühler (35) nachgeschaltete Verstärkei stufe (38), dessin
Stromversorgung abhängig ist vom Funktionszustand der Zirkulationspumpe (28) für die Kühlflüssigkeit
des Brenners (27), einen zum einen von der Druckluft gesteuerten und zum anderen druckbetätigt
auf Druckschwankungen in der Leitung für das sauerstofftragende Gas ansprechenden, in die Leitung
(26) des sauerstofftragenden Gases eingeschalteten ersten pneumatischen Schieber (22), der mit
einem zweiten, dem Elektroschieber (14) zum Verschließen des brennbaren Gases nachgeschalteten
pneumatischen Schieber (15) verbunden ist, wobei beide pneumatische Schieber (15, 22) miteinander
gekoppelt gleichzeitig arbeiten, um die Eingangsleitung (34) des brennbaren Gases und die des sauerstofftragenden
Gases bei Druckabfall des letzteren sowie bei Druckabfall in der Druckluftleitung zu
verschließen.
2. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem Thermofühler
(35) angesteuerte Verstärkerstufe (38) von der Stromquelle (37) der Pumpe (28) mitversorgt wird,
so daß bei Stillstand der Pumpe (28) die Verstärkerstufe (38) des Thermofühlers (35) stillgelegt und die
Leitung (34) für das brennbare Gas geschlossen wird.
3. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Eintritt eines vorbestimmten
Druckabfalls in der Leitung (11) der Druckluft die pneumatisch gesteuerten Schieber (15,
22) die Zuführung des brennbaren und sauerstofftragenden Gases schließen und die Wirkung der pneumatischen
Schieber (15, 22) durch handbetätigte Kontrolleinrichtungen (13,21) ergänzt wird.
4. Sicherheitsvorrichtung nach einem der Ansprüehe 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verringerung
der Brennqualität der Brennerflamme (46) die Leitung (34) des brennbaren Gases über die dem
Thermofühler (35) nachgeschaltete Verstärkerstufe (38) kurzfristig geschlossen wird.
5. Sicherheitsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch den Einsatz einer
HilfsStromversorgung über den den Elektroschieber (14) betätigenden Selbsthalteschalter (36), bis dessen
Stromversorgung durch den Thermofühler (35) bewirkt wird.
6. Sicherheitsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß den beiden
Kontrolleinrichtungen (13,21) für die Zuführung des brennbaren und des sauerstofftragenden Gases zwei
handbetätigte Öffnungs- und Verschlußhebel (44, 45) in der Weise zugeordnet sind, daß die Öffnung
der Eingangsleitung (26) des sauerstofftragenden Gases ausschließlich vor der öffnung und deren
Schließung ausschließlich nacb Schließung der Eingangsieitung (34) des brennbaren Gases erfolgen
kann, wobei dieses Ergebnis nur durch eine bloße Vierteldrehung der beiden handbetätigten Hebel
(44,45) erreicht wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19772705947 DE2705947C2 (de) | 1977-02-12 | 1977-02-12 | Sicherheitsvorrichtung für Schweiß- und Lötbrenner |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19772705947 DE2705947C2 (de) | 1977-02-12 | 1977-02-12 | Sicherheitsvorrichtung für Schweiß- und Lötbrenner |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2705947A1 DE2705947A1 (de) | 1978-08-17 |
DE2705947C2 true DE2705947C2 (de) | 1985-05-23 |
Family
ID=6000986
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19772705947 Expired DE2705947C2 (de) | 1977-02-12 | 1977-02-12 | Sicherheitsvorrichtung für Schweiß- und Lötbrenner |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2705947C2 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3914386A1 (de) * | 1989-04-29 | 1990-10-31 | Philips Patentverwaltung | Vorrichtung zum elektrischen kontaktieren von elektrischen schaltungspunkten eines hochfrequenz-kombibausteines mit einem metallischen gehaeusedeckel dieses bausteines |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1801034A1 (de) * | 1968-10-04 | 1970-04-16 | Herbert Baumanns | Sicherheits-Zuendeinrichtung fuer Gasgeraete |
-
1977
- 1977-02-12 DE DE19772705947 patent/DE2705947C2/de not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3914386A1 (de) * | 1989-04-29 | 1990-10-31 | Philips Patentverwaltung | Vorrichtung zum elektrischen kontaktieren von elektrischen schaltungspunkten eines hochfrequenz-kombibausteines mit einem metallischen gehaeusedeckel dieses bausteines |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2705947A1 (de) | 1978-08-17 |
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