DE3400282A1 - Plasmaschneidbrenner - Google Patents

Plasmaschneidbrenner

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DE3400282A1
DE3400282A1 DE19843400282 DE3400282A DE3400282A1 DE 3400282 A1 DE3400282 A1 DE 3400282A1 DE 19843400282 DE19843400282 DE 19843400282 DE 3400282 A DE3400282 A DE 3400282A DE 3400282 A1 DE3400282 A1 DE 3400282A1
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DE
Germany
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electrode needle
holder
plasma cutting
cutting torch
screw
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Withdrawn
Application number
DE19843400282
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English (en)
Inventor
Josef 8870 Günzburg Hafner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
WILHELM MERKLE SCHWEISSMASCHINENBAU GmbH
Original Assignee
WILHELM MERKLE SCHWEISSMASCHINENBAU GmbH
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Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05HPLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24Generating plasma
    • H05H1/26Plasma torches
    • H05H1/32Plasma torches using an arc
    • H05H1/34Details, e.g. electrodes, nozzles
    • H05H1/3423Connecting means, e.g. electrical connecting means or fluid connections

Description

  • Plasmaschneidbrenner
  • Die Erfindung betrifft einen Plasmaschneidbrenner mit einem Brennerkopf, der ein mit einer Schneiddüse bestücktes Unterteil, ein hiervon isoliertes Oberteil und eine Elektrodennadel aufweist, deren vorderes Ende in die Schneiddüse hineinragt und deren hinteres Ende in einem lösbar in das Oberteil einsetzbaren Halter aufgenommen ist, der eine die Elektrodennadel umfassende Spannhülse aufweist, an die ein mit einem konischen Sitz des Oberteils zusammenwirkender Konus angeformt ist.
  • Bei einer Anordnung dieser Art muß sich die Spitze der Elektrodennadel in einem genauen Abstand zur Schneiddüse befinden.Bei den bekannten Anordnungen ist die Elektrodennadel einfach verschiebbar im zugeordneten Halter aufgenommen. Zum Einstellen der gewünschten Gesamtlänge von Elektrodennadel und Halter findet eine Lehre Verwendung, wobei die ineinander steckenden Teile einfach mehr oder weniger auseinander gezogen werden.
  • Ein fester Anschlag für die in den Halter eingesteckte Elektrodennadel ist hierbei nicht vorgesehen. Es kann daher vorkommen, daß sich die eingestellte Länge beim Einsetzen des die Elektrodennadel aufnehmenden Halters in den Brennerkopf infolge Fehlens eines festen Anschlags für die Elektrodennadel verstellt. Aus diesem Grund hat man sich auch schon damit beholfen, daß die Elektrodennadel fest in den zugeordneten Halter eingepreßt wurde.
  • Hierbei ist allerdings keine Nachstellung der Elektrodennadel möglich. Es ist jedoch davon auszugehen, daß die Elektrodennadel im Bereich ihrer Spi-tze einem gewissen Verschleiß unterworfen ist, wobei die Lebensdauer der Elektrodennadel dadurch verlängert werden kann, daß die Spitze nachgeschliffen und die Länge neu eingestellt wird. Dies ist bei einer in den zugeordneten Halter eingepreßten Elektrodennadel nicht möglich und bei Anordnungen mit anschlagloser Spannhülse mit den oben erwähnten Nachteilen verbunden.
  • Hiervon ausgehend ist es daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, unter Vermeidung der Nachteile der bekannten Anordnungen einen Plasmaschneidbrenner eingangs erwähnter Art zu schaffen, bei dem nicht nur eine hohe Lebensdauer der Elektrodennadel gewährleistet ist, sondern diese auch schnell, einfach und mit hoher Genauigkeit positionierbar ist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Halter mit einem die Einstecktiefe der Elektrodennadel begrenzenden, koaxial hierzu verstellbaren Anschlag versehen ist.
  • Diese Maßnahmen ergeben praktisch eine Stelleinrichtung mit einem festen Anschlag für die Elektrodennadel. Diese kann hierbei in vorteilhafter Weise einfach bis zum zugeordneten Anschlag in den Halter eingesteckt werden.
  • Die Gefahr, daß sich die eingestellte Länge beim Einsetzen des Halters in den Brennerkopf verstellt, besteht hierbei daher nicht. Die genaue Positionierung der Nadelspitze kann dabei einfach durch Verstellen des Anschlags erfolgen. Hierdurch wird der'Einstellvorgang sowohl bei der Ersteinstellung, als auch bei einer Nachstellung einer nachgeschliffenen Elektrodennadel erleichtert. Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile sind demnach insbesondere in einer Vereinfachung des Einstellvorgangs bei dennoch gewährleisteter hoher Genauigkeit zu sehen, wodurch die auf eine lange Standzeit der Elektrodennadel hinauslaufenden Vorteile einer Nachstellbarkeit der Elektrodennadel erst richtig zum Tragen kommen können.
  • In vorteilhafter Weiterbildung der übergeordneten Maßnahmen kann der der Elektrodennadel zugeordnete Anschlag als in einer koaxial in die die Elektrodennadel aufnehmende Bohrung einmündenden Gewindebohrung aufgenommene Schraube augebildet sein. Diese Maßnahmen ergeben eine besonders feine Verstellbarkeit. Die Schraube kann dabei zweckmäßig als Madenschraube ausgebildet sein, was trotz kompakter Bauweise einen großen Stellweg ergibt.
  • Eine weitere vorteilhafte Maßnahme kann darin bestehen, daß der lichte Durchmesser der Gewindebohrung dem Durchmesser der Elektrodennadel zumindest entspricht. Hierdurch ist sichergestellt, daß die Elektrodennadel im Neuzustand in die Gewindebohrung hineinragen kann, wobei zumindest die Eindringtiefe der Elektrodennadel in die Gewindebohrung als Nachstellweg zur Verfügung steht, ohne daß sich die Spannverhältnisse im Bereich der Spannhülse ändern.
  • Weitere zweckmäßige Fortbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der übergordneten Maßnahmen ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung in Verbindung mit den restlichen Unteransprüchen.
  • In der Zeichnung zeigen: Figur 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Plasmaschneidbrenner und Figur 2 eine Ansicht des Halters in teilweise geschnittener Darstellung.
  • Der prinzipielle Aufbau und die Wirkungsweise eines Plasmaschneidbrenners sind an sich bekannt und bedürfen daher im vorliegenden Zusammenhang keiner näheren Erläuterung mehr. Der in Figur 1 dargestellte Plasma- schneidbrenner besteht aus einer an einem Griff 1 befestigten Ummantelung 2, in die zwei an unterschiedlichen Polen einer Stromquelle liegende, elektrisch voneinander isolierte Teile in Form eines mit einer werkstückseitig angeordneten Schneiddüse 3 versehenen Unterteils 4 und eines koaxial hierzu angeordneten, eine in eine zen -trische Ausnehmung der Schneiddüse 3 hineinragende Elektrodennadel 5 tragenden Oberteils 6 eingesetzt sind. Das Unterteil 4 und das Oberteil 6 sind durch einen Isolierring 7 voneinander isoliert, der an eininder gegenüberliegenden Sitzflächen von Unterteil 4 und Oberteil 6 anliegt.
  • Die Elektrodennadel 5 taucht in einen im Bereich des Unterteils 4 vorgesehenen Ringraum 8 ein, der von sogenanntem Zentrumsgas durchströmt wird, das über eine im Griff 1 verlegte Versorgungsleitung 9, einen hiermit verbundenen, im Oberteil 6 vorgesehenen Verteilerkanal 10 und hiervon abgehende, in den Ringraum 8 einmündende Bohrungen 11 zugeführt wird und über eine zentrale Düsenbohrung 12 der Schneiddüse 3 austritt. Durch das Zentrumsgas wird der beim Zünden zwischen der Spitze der Elektrodennadel 5 und der Schneiddüse 3 entstehende Pilotlichtbogen über die Düsenbohrung 12 aus der Schneiddüse 3 herausgedrückt. In diesem Zustand, d. h. nach dem Zünden, wird der Brenner auf das zu bearbeitende Werkstück aufgesetzt, das am selben Pol wie das Unterteil 4 liegt, so daß der Lichtbogen zum Werkstück überspingt. Die Polverbindung des Unterteils 4 kann dabei unterbrochen werden. Gleichzeitig wird die Stromstärke von der urspünglichen Pilotstromhöhe auf Arbeitshöhe erhöht. Das Zentrumsgas kann Luft sein. In der Praxis findet vielfach eine Mischung von Argon und Wasserstoff oder Stickstoff Verwendung.
  • Das Unterteil 4 wird zum Ableiten der im Bereich der Schneiddüse 3 entstehenden Wärme von Küh-lgas durchströmt, das über eine im Griff 1 verlegte Versorgungsleitung 13 zugführt wird, die mit einem in der Nähe des dem Isolierring 7 zugeordneten Sitzes des Unterteils 4 angeordneten Verteilerraum 14 verbunden ist, von dem Bohrungen 15 abgehen, die in einen von der Schneiddüse 3 und einer radial außerhalb hiervon am 4 Unterteilvbefestigten Schildgasdüse 16 umfaßten Ringraum 17 austreten. Das Kühlgas kann Luft oder CO, sein.
  • Die Schildgasdüse 16 ist auf eine am Unterteil 4 befestigte Keramikbüchse 18 aufgespannt, was eine gute thermische und elektrische Isolation gewährleistet.
  • Die Schildgasdüse 16 ist hierzu an ihrem hinteren Rand mit einer Randklaue versehen, die in eine umlaufende Nut der Keramikbüchse 18 einrastbar ist, die ihrerseits auf das Unterteil 4 aufgeschraubt ist. Zur Gewä-hrleistung der erforderlichen Elastizität ist die Schildgasdüse mit Axialschlitzen versehen, so daß sich die Randklaue tragende Federlaschen ergeben. Die Keramikbüchse ist einteilig ausgebildet, so daß der Mündungsquerschnitt der Kanäle 15 sehr tief liegt, was eine große Kanal länge und damit eine große Kühlfläche ergibt. Der Brenner wird mit der vorderen Stirnseite der Schildgasdüse 16 auf das zu bearbeitende Werkstück aufgesetzt. Die vordere Stirnseite der Schildgasdüse 16 steht daher über die vordere Stirnseite der Schneiddüse 3 in axialer Richtung vor und ist mit stirnseitigen Schlitzen 19 versehen, die ein seitliches Entweichen des Gases ermöglichen.
  • Das der vorderen Spitze gegenüberliegende Ende der Elek- trodennadel 5 ist in einem Halter 19 aufgenomen, der lösbar in das Oberteil 6 einsetzbar ist. Der Halter 19 besitzt, wie am besten aus Figur 2 erkennbar ist, eine die Elektrodennadel 5 festklemmende Spannhülse 20, deren Stirnseite als Konus 21 ausgebildet ist, der an einem zugeordneten konischen Sitz des Oberteils 6 zur Anlage kommt. Hierdurch werden in axialer Richtung wirkende Spannkräfte in radiale Spannkräfte umgesetzt, wodurch sich eine sichere Klemmung der zunächst lediglich durch Vorspannung gehaltenen Elektrodennadel 5 ergibt.
  • Zur Bewerkstelligung der erforderlichen Elastizität ist die Spannhülse 20 mit Axialschlitzen 22 versehen. Die Spannhülse 20 ist an einen Kopf 23 angeformt, der mit seiner dem Konus 21 gegenüberliegenden Stirnseite an einer in das Oberteil 6 einschraubbaren Schraubkappe 24 anliegt.
  • Durch Anziehen der Schraubkappe 24 wird der Konus 21 in den zugeordneten Sitz des Oberteils 6 hineingepreßt, wodurch die Elektrodennadel gespannt und ein guter elektrischer Kontakt zum Oberteil 6 hergestellt wird. Die elektrische Verbindung des Oberteils 6 mit der zugeordneten Stromquelle kann einfach mittels der dem Zentrumsgas zugeordneten Versorgungsleitung 9 erfolgen. Das Unterteil 4 kann mittels der dem Küh-lgas zugeordneten Versorgungsleitung 13 mit der Stromquelle verbunden sein.
  • Die Spi-tze der Elektrodennadel 5 benötigt einen vorgegebenen Abstand zur Schneiddüse 3. Um dies zu gewährlei~sten, wird der Abstand der Nadelspitze von der gegenüberliegenden Seite des im Bereich des Konuses 21 stationär im Oberteil 6 abgestützten Halters 19 mittels Lehre eingestellt. Bei unterschiedlicher Nadel länge variiert lediglich die gegenseitige Eingriffstiefe von Halter 19 und hierin eingesteckter Elektrodennadel 5.
  • Um dennoch einen festen, die Einstecktiefe begrenzenden Anschlag zu gewährleisten, ist der Kopf 23 des Halters 19, wie Figur 2 weiter erkennen läßt, mit einer zur Einsteckausnehmung der Spannhülse 20 koaxialen, hierin einmündenden Gewindebohrung 25 versehen, in der eine einen verstellbaren, festen Anschlag für die Elektrodennadel 5 bildende Schraube 26 aufgenommen ist. Die Schraube 26 liegt mit ihrer vorderen Stirnseite an der hinteren Stirnseite der Elektrodennadel an. Die Schraube 26 ist hier als Madenschraube ausgebildet, die ganz in der zugeordneten Gewindebohrung 25 versenkbar ist, was eine kompakte Bauweise und gleichzeitig eine große Ausschublänge gewährleistet. Der lichte Durchmesser der in die der Elektrodennadel 5 zugeordnete Einsteckausnehmung der Spannhülse 20 einmündenden Gewindebohrung 25 ist hier etwas größer als der Durchmesser der Einsteckausnehmung und damit der Elektrodennadel 5. Diese kann daher im Neuzustand so lang sein, daß sie mit ihrem hinteren Ende in die Gewindebohrung 25 hineinragt. Im Falle von Verschleiß im Bereich der Spitze der Elektrodennadel 5 kann diese einfach nachgeschliffen werden, wobei die einen festen Anschlag bildende Schraube 26 einfach entsprechend nachgestellt wird, was mittels eines Schraubenziehers erfolgen kann. Dies ist so oft wiederholbar, bis die Elektrodennadel 5 ganz aus der Gewindebohrung 25 ausgeschoben ist. In vielen Fällen kann es sich dabei als zweckmäßig erweisen, wenn der Außendurchmesser der Gewindebohrung 25 dem Durchmesser der spannhülsenseitigen Einsteckausnehmung und der Elektrodennadel 5 in etwa entspicht, so daß ein noch weiterer Ausschub der Elektrodennadel 5 möglich ist. Das Gewinde der Gewindebohrung 25 und der zugeordneten Schraube 26 kann als Feingewinde ausgebildet sein, was eine exakte Positionierung des Anschlages und damit der Elektrodennadel 5 erleichtert.
  • Die Einstellbarkeit der Elektrodennadel 5 ergibt ersichtlich eine hohe Gesamtlebensdauer, da die Elektrodennadel 5 im Bereich ihrer Spitze mehrfach nachgeschliffen werden kann. Da die Elektrodennadel 5 aus vergleichsweise teurem Material, z. B. Wolfram, besteht, bedeutet eine hohe Gesamtlebensdauer auch eine hohe Wirtschaftlichkeit.
  • - Leerseite -

Claims (6)

  1. Ansprüche rl. Plasmaschneidbrenner mit einem Brennerkopf, der ein mit einer Schneiddüse(3) bestücktes Unterteil (4), ein hiervon isoliertes Oberteil (6) und eine Elektrodennadel (5) aufweist, deren vorderes Ende in die Schneiddüse (3) hineinragt und deren hinteres Ende in einen lösbar in das Oberteil (6) einsetzbaren Halter (19) aifgenommen ist, der eine die Elektrodennadel (5) umfassende Spannhülse (20) aufweist, an die ein mit einem konischen Sitz des Oberteils (6) zusammenwirkender Konus (21) angeformt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter (19) mit einem die Einstecktiefe der Elektrodennadel (5) begrenzenden, koaxial hierzu verstellbaren Anschlag (26) versehen ist.
  2. 2. Plasmaschneidbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag als in einer koaxial in die die Elektrodennadel aufnehmende Einsteckausnehmung einmündenden Gewindebohrung (25) aufgenommene Schraube(26) ausgebildet ist.
  3. 3. Plasmaschneidbrenner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraube (26) als Madenschraube ausgebildet ist.
  4. 4. Plasmaschneidbrenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß die schraube (26) und die zugeordnete Gewindebohrung (25) mit einem Feingewinde versehen sind.
  5. 5. Plasmaschneidbrenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der lichte Durchmesser der Gewindebohrung dem Außendurchmesser der Elektrodennadel (5) zumindest entspricht.
  6. 6. Plasmaschneidbrenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter (19) einen die Spannhülse (20) tragenden, von der Gewindebohrung (26) durchsetzten Kopf (23) aufweist, der mit seinem rückwärtigen Ende an einer in das Oberteil (6) einschraubbaren Kappe (24) anliegt.
DE19843400282 1984-01-05 1984-01-05 Plasmaschneidbrenner Withdrawn DE3400282A1 (de)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4411967A1 (de) * 1994-04-07 1995-10-12 Kabelmetal Electro Gmbh Vorrichtung zum Verschweißen dünner, unter einem feststehenden wassergekühlten Schweißkopf durchlaufender Bleche
EP2894005A1 (de) * 2014-01-13 2015-07-15 Camarc LLC ELEKTRODE UND VERFAHREN ZUM WECHSELN EINER ELEKTRODE EINES SCHWEIßBRENNERS

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