DE3240715C2

DE3240715C2 - Schutzgasschweißbrenner zum Lichtbogenschweißen

Info

Publication number: DE3240715C2
Application number: DE3240715A
Authority: DE
Inventors: Rupert 8057 Eching Auer
Original assignee: Messer Griesheim GmbH
Current assignee: Lincoln Electric France SAS
Priority date: 1982-11-04
Filing date: 1982-11-04
Publication date: 1986-09-11
Also published as: FR2535636B3; IT8323459A0; IT1169612B; DE3240715A1; FR2535636A1

Abstract

Zur Vereinfachung des Aufbaus, der Herstellung und der Montage und unter Beibehaltung einer guten Kühlung der Gasdüse bei insbesondere in Schutzgasbrennern zwischen Gasdüsenträger (21) und stromführenden Brennerteilen (12, 14) angeordneten Isolationen besteht die Isolation (22) nach der Erfindung aus einem Kunststoff, vorzugsweise einem Duroplast, der formschlüssig in den Hohlraum (23) zwischen Gasdüsenträger (21) und stromführenden Brennerteilen (12, 14) eingespritzt ist (Fig. 1).

Description

Die Erfindung betrifft einen Schutzgasschweißbrenner zum Lichtbogenschweißen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei Schutzgasschweißbrennern ist einerseits eine elektrische Isolation der äußeren Brennerteile wie z. B. des Gasdüsenträgers erforderlich, damit diese von außen zugänglichen Brennerteile keine Schädigung des Bedienungspersonals verursachen; andererseits ist ein ausreichender Wärmeübergang zwischen Gasdüsenträger bzw. Gasdüsensitz und Kühlwasserkreislauf wünschenswert, um die Standzeit der Schutzgasdüse sowie der direkt oder indirekt mit der Schutzgasdüse in Verbindung stehenden Teile zu verbessern.

Aus der DE-OS 28 07 684 ist ein Schutzgasschweißbrenner gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt, bei dem zur Erfüllung dieser Erfordernisse zwischen Gasdüsenträger und äußerem stromführenden und wassergekühlten Rohr eine elektrische Isolierung bestehend aus der Isolierhülse aus gutwärmeleitendem Metall mit einer gutwärmeleitenden hochhitzebeständigen Folienbeschichtung vorgesehen ist. Um hierbei insbesondere einen besseren Wärmeübergang zwischen Gasdüsenträger und äußeren stromführenden und wassergekühlten Rohr zu erreichen, wird die Isolierung aus dem folienbeschichteten Metall kraftschlüssig an Gasdüsenträger und stromführendes und wassergekühltes Rohr gepreßt Bei der Montage ist eine Beschädigung der Isolierung nicht immer zu vermeiden.

Ferner können zwischen den einzelnen Teilen Luftspalte bestehen bleiben, die einen optimalen Wärme übergang behindern.

Darüber hinaus ist aus der US-PS 35 45 298 ein Schutzgasschweißbrenner ohne Wasserkühlung bekannt Bei diesem ist der Gasdüsenträger Teil eines z. B.

ίο im Spritzgußverfahren hergestellten Isolierung-Spannzangenkörper-Bauteils, das am Brenner aufschraubbar ist, wobei der Spannzangenkörper in Verbindung mit einer geschlitzten Spannzange zum Festklemmen des Kontaktrohrs dient

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Schutzgasschweißbrenner der eingangs genannten Art auf einfachste Art und Weise eine Isolierung zu schaffen, deren Herstellung und Montage kostengünstig ist und mit der ein mindestens gleich guter Wärmeüber gang erreicht und ein elektrischer Durchschlag mög lichst ausgeschlossen werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst Um eine solche Isolierung in einfachster Art und Wei se in den Hohlraum zwischen Gasdüsenträger und stromführenden Brennerteilen einzuspritzen, ist nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung in dem Gasdüsenträger mindestens eine öffnung zum Einspritzen des Kunststoffes angeordnet

Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die mit der Erfindung erreichten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, daß der Aufbau, die Herstellung und die Montage der Isolierung einfach und kostengünstig ist So entfällt beispielsweise die Vorfertigung der Isolierung vollständig. Dabei wird beispielsweise durch die Ausfüllung des Hohlraumes zwischen Gasdüsenträger und stromführenden g-ennerteilen mit der unter einem Druck von 5—100 bar und einer Tem peratur von 100—250°C zähflüssigen Isolierung eine durchschnittliche Isolationsstärke von ca. 0,5—2,5 Millimeter erreicht die einerseits elektrische Durchschläge sicher verhindert und andererseits eine luftspalt- und kriechstromstreckenfreie Isolierung ermöglicht. In der Praxis wurden überraschend Standzeiten der Gasdüse bzw. der mit der Gasdüse direkt oder indirekt verbundenen Brennerteile erreicht, wie sie aus der DE-OS 28 07 684 bekanntgeworden sind. Diese: überraschend erzielte Standzeit, die durch den Wärmeübergang zwi· sehen Gasdüse bzw. Gasdüsenträger und Kühlwasserkreislauf erreicht wird, wird in der formschlüssigen, luftspaltfreien Verbindung zwischen Gasdüsenträger, Isolation und schweißstromführenden Brennerteilen gesehen. Durch die weiterhin vorteilhafte Form und die Flä- chenhaftung bzw. Verklebung der Isolation mit dem Gasdüsenträger und den schweißstromführenden Brennerteilen ist der Gasdüsenträger kostengünstig und in einfachster Art und Weise befestigbar. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden unter Hinweis auf weitere vorteilhafte Merkmale näher beschrieben. Es veranschaulicht

F i g. 1 in schematjscher Vollschnitt-Darstellung einen Brennerkopf mit der erfindungsgemäßen Isolation und in der Isolation integriertem Spritzerschutz.

In F i g. 1 ist ein Brennerkopf eines nicht vollständig dargestellten Schutzgasschweißbrenners mit abschmelzender Elektrode in seiner Gesamtheit mit 10 bezeich-

net In dem nicht dargestellten Rüssel des Schutzgasschweißbrenners sind zwei konzentrische schweißstromführende Rohre 11, 12 vorgesehen. Das innere Rohr 11 dient der Gaszufuhr und Elektrodendrahtzuführung und bildet mit dem darüberliegenden äußeren Rohr 12 einen Zwangskreislauf 13 für das Kühlwasser. Aus Obersichtsgründen ist dabei vom Zwangskreislauf 13 für das Kühlwasser nur die Umlsnkstelle in F i g. 1 veranschaulicht, die als Ringkanal ausgebildet ist In diesen Ringkanal münden einerseits die Kühlmittelzufuhrleitungen und andererseits sind daran die Kühlmittelabführleitungen in bekannter Weise angeschlossen. Die Zuführ- und Abführkanäle werden dabei in einfachster Weise durch entsprechende Ausnehmungen im inneren Rohr 11, die durch das äußere Rohr 12 abgedichtet werden, gebildet Beide Rohre 11, 12 enden in einem Aufnahmestück 14 für einen Kontaktdüsenträger 15. Dabei ist bevorzugt das Aufnahmestück 14 mit den Rohren 11, 12 durch Löten verbunden und derart den beiden Rohren zugeordnet, daß die am Umfang 16 des Aufnahme-Stückes 14 vorgesehene Eindrehung 17 die innere Begrenzung für den Wasserumlaufringkanal 13 bildet Damit wird eine intensive Kühlung der Stromkoiitaktdüse über den Kontaktdüsenträger 15 und das Aufnahmestück 14 erreicht

Die beiden Rohre 11 und 12 werden von einem gegenüber diesen beiden Rohren 11 und 12 durch die Isolierung 18 elektrisch isolierten Mantelrohr 19 umgeben. Die Isolierung 18 des Mantelrohres 19 besteht vorzugsweise aus einem Glasseideschlauch, der das äußere Rohr 12 vorteilhaft über seine ganze Länge 20 umgibt An dem, dem Kontaktdüsenträger 15 zugeordneten Ende des Mantelrohres 19 ist ein Gasdüsenträger 21 angeordnet Zwischen Gasdüsenträger 21, äußerem stromführenden Rohr 12 und Aufnahmestück 14 ist eine Isolierung 22 befestigt Die Isolierung 22 besteht aus einem Kunststoff, bevorzugt aus einem Duroplast, der formschlüssig in den Hohlraum 23 zwischen Gasdüsenträger 21 und stromführenden Brennerteilen 12, 14 unter Druck eingespritzt ist Andere Kunststoffe wie beispielsweise Elastomere und Thermoplaste sind ebenfalls verwendbar. Die Einspritzung nach dem Spritzpreßverfahren des bei einem Druck von 5—100 bar zähflüssigen Kunststoffs erfolgt nach der Endmontage des Schutzgasbrenners 10 durch mindestens QJne öffnung 24 des Gasdüsenträgers 21. Vorteilhaft sind in dem Gasdüsenträger 21 jedoch mehrere öffnungen 24 vorgesehen, die die Halterung und Verdrehsicherung des Gasdüsenträgers 21 und die Einspritzung des Kunststoffs insbesondere in dem ca. 0,5—2,5 Millimeter dicken Rohrmantelhohlraum 75 verbessern. 3ei der Einspritzung unter einem Druck von 5—100 bar und einer Temperatur von 100—200°C wird der zunächst ungehärtete Kunststoff durch Fortsetzung der Kondensation in den ausgehärteten Zustand überführt Dabei wird durch die Form 36 des Hohlraums 23 bzw. der Isolierung 22 sowie durch die Flächenhaftung des Kunststoffs nach der Aushärtung eine Halterung des Gasdüsenträgers 21 auf dem Kunststoff ebenso wie eine Befestigung des Gasdüsenträger 21/Isolations-22 Verbundes auf den Oberflächen 26, 27 des mit dem Glasseideschlauch 18 überzogenen äußeren schweißstromführenden Rohres 12 und des Aufnahmestückes 14 erreicht.

An der dem Kontaktdüsenträger 15 zugeordneten Stirnseite 28 ist die Isolierung 22 vorteilhaft als Spritzerschutz 29 ausgebildet \nd mit der Isolierung 22 fest verbunden. Der Spritzerschutz 29 umschließt mit der Anlagefläche 30 vorteilhaft die Ausdrehung 31 des in dem Aufnahmestück 14 eingeschraubten Kontaktdüsenträgers 15, der mit seiner den stromführenden konzentrischen Rohren 11,12 zugeordneten Stirnseite 32 an einem Federring 33 anliegt Durch diese Ausbildung des Spritzerschutzes 29 wird erreicht, daß beim Einschieben der Schutzgasdüse 37 in den Gasdüsenträger 21 keine Strombrücke durch Spritzer gebildet wird.

Vorteilhaft wird der Spritzerschutz 29 in einem Arbeitsgang mit der Isolierung durch Einspritzen des Kunststoffs in den Hohlraum 23 durch die öffnungen 24 des Gasdüsenträgers 21 gebildet Hierzu wird vor dem Spritzpressen des Kunststoffs der Hohlraum 23 zwischen Gasdüsenträger 21 und äußerem Rohr 12 und Aufnahmestück 14 an der Stirnseite 28 mit einer dem Spritzerschutz 29 entsprechenden Gießform begrenzt Diese Gießform entspricht selbstverständlich den konstruktiven Anforderungen der Spritzpreßtechnik.

Bei einem weiteren, nicht näher dargestellten Ausführungsbeispiel eines Brennerkopfes 10 mit der erfindungsgemäßen Isolation 22 ist der Spritzerschutz 29 lösbar mit dem Gasdüsenträger 21 ve-bunden. Dabei weist der Spritzerschutz 29 am Umfang ein Gewinde auf, das mit einem an Gasdüsenträger 21 angeordneten Innengewinde in Wirkverbindung steht. Hierbei wird zur Herstellung der Isolierung 22 nach dem Spritzpreßverfahren der Hohlraum 23 an seiner Stirnseite 28 durch eine der Ausbildung der Stirnseite 28 entsprechenden Gießform geschlossen. Vorteilhaft entfällt bei dieser Ausführungsform das Aufnahmestück i^;5.

Die schweißstromführenden, konzentrischen Rohre sind bei diesem Ausführungsbeispiel über Lötverbindungen direkt mit dem Kontaktdüsenträger 15 verbunden, so daß der Wasserumlaufkanal 13 durch Innenwand des äußeren Rohres 12 und eine Ausdrehung des Kontaktdüsenträgers 15 gebildet wird.

Durch die Einspritzung eines Kunststoffes in den Hohlraum 23 wird eine luftspaltfreie Isolation 22 erzielt, die bei gutem Wärmeübergang zwischen GascHise 37 bzw. Gasdüsenträger 21 und Zwangskreislauf 13 eine Durchschlagfestigkeit von mindestens 1000 Volt Wechselspannung aufweist. Auch erfordern Änderungen in der Konstruktion des Gasdüsenträgers 21 bzw. anderer mit der Isolation 22 verbundenen Brennerteile keinen zusätzlichen Aufwand, wie z. B. Anpassung der Isolation 22 an die stromführenden Brennerteile.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schutzgasschweißbrenner zum lichtbogenschweißen mit abschmelzender Elektrode mit zwei konzentrischen, schweißstromführenden Rohren, von denen das Innerste zur Gaszufuhr und Elektrodendrahtführung dient und mit dem darüberliegenden äußeren Rohr einen Zwangskreislauf für das Kühlwasser bildet und wobei beide Rohre in einem Aufnahmestück für eine Stromkontaktdüse enden und mit einem gegenüber den beiden Rohren elektrisch isolierten Mantelrohr, an dessen der Stromkontaktdüse zugeordnetem Ende ein Gasdüsenträger mit einer Schutzgasdüse befestigt ist, wobei sich zwischen Gasdüsenträger und den beiden stromzuführenden Rohren eine elektrische Isolierung befindet, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierung (22) aiK einem Kunststoff, vorzugsweise einen Duroplas* besteht, der in den Hohlraum (23) zwischen Gasdüsenträger (21) und stromführenden Brennerteilen (12,14) eingespritzt ist

2. Schutzgasschweißbrenner nach Anpruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gasdüsenträger (21) mindestens eine Öffnung (24) zum Einspritzen des Kunststoffes (22) angeordnet ist

3. Schutzgasschweißbrenner nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierung (22) eine Flächenhaftung aufweist, mit der der Gasdüsenträger (21) befestigbar ist.

4. Schutzgasschweißbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasdüsenträger (21) mit Husnehmungen (24, 36) versehen ist, zur Befestigung an dei isolierung (22).

5. Schutzgasschweißbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierung (22) an der dem Kontaktdüsenträger (15) zugeordneten Stirnseite (28) als Spritzerschutz (29) ausgebildet ist.