DE4225014A1

DE4225014A1 - Absaugvorrichtung für Schweiß- oder Schneidanlagen

Info

Publication number: DE4225014A1
Application number: DE19924225014
Authority: DE
Inventors: Hellmut Dipl Ing Stauffer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-07-29
Filing date: 1992-07-29
Publication date: 1994-02-03
Anticipated expiration: 2012-07-30
Also published as: DE4225014C2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Absaugvorrichtung für Schweiß- oder Schneidanlagen gemäß den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Derartige Absaugvorrichtungen dienen zum Absaugen des Rauches, welcher beim Schweißen oder Schneiden entsteht. Vor allem im Hinblick auf Reduzierung von Umweltbelastungen, wobei hier beispielhaft auf die Gefahrstoffverordnung sowie TA Luft verwiesen sei, wurden bisher Abzugshauben über der Schweiß- oder Schneidstelle installiert und über entsprechend große Rohre, über Lüfter oder Vakuumerzeuger abgesaugt. Der Installationsaufwand war insoweit nicht unerheblich und zudem mußte ein erheblicher Luftverbrauch in Kauf genommen werden, da ein gezieltes Absaugen der entstehenden Rauchgase prak tisch nicht durchführbar war. Aufgrund der zunehmenden Verbreitung von mechanisierten Schweiß- und Schneidanlagen, wobei ein Typ einer derartigen mechanisierten Schweißanlage beispielhaft als Schweißroboter bezeichnet wird, ergaben sich nicht unerhebliche Probleme, zumal derartige Anlagen eine hohe Einsatz-Flexibilität aufweisen, welche durch Rauchgasabzüge, Kammern oder dergleichen nachteilig beein flußt wird. Es ist daher auch schon vorgeschlagen worden, Absaugsysteme unmittelbar in den Brenner zu integrieren, wobei der Brenner zusätzliche Kanäle zum Absaugen enthalten mußte; der Fertigungsaufwand war hierbei nicht unerheblich und eine Nachrüstung vorhandener Systeme war nicht ohne weiteres möglich. Desweiteren besteht beim Schweißen unter Schutzgas die Gefahr, daß dieses vor allem beim Schweißen in Hohlräumen von der Schweißzone unzulässigerweise weggesaugt wurde, wodurch ersichtlich erhebliche Nachteile eintraten.

Hiervon ausgehend liegt daher der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Absaugvorrichtung der genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß eine gezielte, optimierte Absaugung des Rauches gewährleistet wird, wobei der Installations- und Fertigungsaufwand auf ein Minimum reduziert werden soll. Die Nachrüstung bestehender Schweiß- oder Schneidanlagen soll problemlos durchgeführt werden können, wobei insbesondere die Brenner selbst keiner besonderen Änderung unterworfen werden sollen. Desweiteren soll gewährleistet sein, daß beim Schweißen mit Schutzgas dieses ordnungsgemäß in der Schweiß zone zur Verfügung steht.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1.

Die vorgeschlagene Absaugvorrichtung zeichnet sich durch einen funktionssicheren Aufbau aus und gewährleistet die gezielte Absaugung von Schweiß- oder Schneidrauch direkt an der Entstehungsstelle. Die Zugänglichkeit zum Werkstück wird praktisch nicht eingeschränkt, und zwar einerseits durch ein hohes Vakuum und zum anderen durch strömungsgünstige Ausfor mung der Absaugdüse. Diese Absaugdüse wird bevorzugt am Brenner und Brennerhalter der mechanisierten Schweiß- oder Schneidanlage befestigt, wobei ein vorgegebener Mindestab stand zwischen der Düse und der Brennerspitze bzw. dem Lichtbogen eingehalten wird. Dieser Abstand beträgt zweck mäßig mindestens 100, bevorzugt mindestens 105 mm. Für unter schiedliche Brenner oder Brennerhalter von verschiedenen Herstellern werden Adapter bereitgehalten, um die Befestigung der ansonsten unveränderten Absaugdüsen zu ermöglichen. Hierzu eignen sich besonders Klemmringe mit gleichen Außen durchmessern, welche auf den Innendurchmesser der Absaugdüsen abgestimmt sind. Die Absaugdüse ist insbesondere mittels Schiebesitz auf der Außenfläche des entsprechenden Adapters oder Klemmringes festgelegt. Hingegen sind die Innendurchmes ser der einzelnen Adapter auf die Außendurchmesser der Brenner bzw. Brennerhalter der verschiedenen Fabrikate abgestimmt. Die Absaugvorrichtung kann problemlos und ohne besonderen zusätzlichen Aufwand in bestehende Anlagen nachge rüstet werden, ohne daß hierbei aufwendige Installationsmaß nahmen oder Umbauarbeiten notwendig sind. Die Absaugvorrich tung ist aus weitgehend standardisierten Komponenten aufge baut, und kann auch unter Berücksichtigung der hohen Typen vielfalt von Schweißanlagen auf den jeweiligen Einzelfall mit einem geringen Aufwand angepaßt werden.

In einer zweckmäßigen Ausgestaltung enthält der Vakuumer zeuger wenigstens ein Magnetventil, mittels welchem gezielt die Saugleistung regulierbar ist. Durch Öffnen des oder der Magnetventile im Hochvakuumerzeuger wird, bevorzugt über einen zu den Saugleitungen parallelen Kanal, Raumluft in die Anlage eingeschleust, wodurch eine Reduzierung der Saugwir kung an der Absaugdüse erreicht wird. Somit wird die bisher beim Schweißen mit Schutzgas bestehende Gefahr, der Absaugung des Schutzgases beim Schweißen in Hohlräumen, funktionssicher vermieden, so daß nunmehr Hochvakuum zum Rauchabsaugen ohne Einschränkung beim mechanisierten Schweißen einsetzbar ist. Hochvakuumerzeuger erzeugen im Rahmen dieser Erfindung einen Unterdruck von wenigstens 15 000 Pa. Zweckmäßig ist ein Ansteuerungs-Interface vorgesehen, welches die gezielte Regulierung der Saugleistung ermöglicht, um vor allem beim Schweißen in Hohlräumen die Absaugung von Schutzgas sicher zu verhindern. Aufgrund dieser Reduzierung der Saugleistung wird die Möglichkeit geschaffen, mit einem noch höheren Vakuum zu arbeiten, so daß der Abstand zwischen dem Lichtbogen und der Absaugdüse noch größer vorgegeben werden kann und somit letztendlich praktisch keine Beeinträchtigung im Hinblick auf die Zugänglichkeit zu dem Werkstück vorhanden ist.

Weiterbildungen und besondere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen sowie der weiteren Beschreibung angegeben.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht der Absaugvorrichtung mit schemati scher Darstellung des Vakuumerzeugers,

Fig. 2 eine seitliche Ansicht der Absaugvorrichtung gemäß Fig. 1,

Fig. 3, 4 Ansichten bzw. teilweise einen Schnitt des Klemmringes,

Fig. 5, 6 zwei Ansichten eines Halters für die Absaugrohre.

Fig. 1 zeigt eine Absaugdüse 2 in einer Ansicht von unten und Fig. 2 zeigt diese Absaugdüse 2 in einer seitlichen Ansicht. Die Absaugdüse 2 umgibt einen Brenner 4 und ist auf diesem befestigt. Die Absaugdüse 2 ist aus einem rohrförmigen Körper hergestellt und weist zwei seitliche Anschlußrohre 6, 7 zum Anschluß von Absaugschläuchen auf. Der Brenner 4 enthält in bekannter Weise eine Gasdüse, einen Brennerhals und einen Brennerschaft 8 und ist, in hier nicht weiter dargestellter Weise, mit einem Brennerschlauchpaket verbunden. Mittels eines Brennerhalters ist der Brenner 4 in bekannter Weise mit den übrigen Bestandteilen der Schweiß- oder Schneidanlage verbunden.

Wie insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich, ist ein Abstand 10 zwischen dem freien Ende 12 der Absaugdüse 2 und der Brennerspitze 14 vorhanden. Dieser Abstand 10 beträgt minde stens 100 mm, zweckmäßig mindestens 105 mm. Im Bereich des freien Endes 12 umgibt die Absaugdüse 2 den Brenner 4, bevorzugt im wesentlichen koaxial. Die beim Schweißen oder Schneiden aufgrund des Lichtbogens oder Plasma sich ergeben den Rauchgase werden somit direkt an der Entstehungsstelle abgesaugt, ohne daß die Absaugdüse 2 und deren nach hinten von der Brennerspitze 14 weggerichteten Absaugrohre 6, 7 die Zugänglichkeit des Werkstückes merklich einschränken.

Wie ferner aus Fig. 2 ersichtlich, ist die rohrförmige Absaugdüse 2 an ihrem der Brennerspitze 14 abgewandten Ende 16 mittels eines Ringes 18 abgeschlossen. Dieser Ring 18 ist in zweckmäßiger Weise als ein nachfolgend noch zu erläutern der Klemmring ausgebildet und dient einerseits zur Festlegung der Absaugdüse 2 auf dem Brennerrohr 4 und andererseits zum Abschluß des Innenraums der Absaugdüse 2, so daß die Saug wirkung im Bereich des freien Endes 12 voll zur Entfaltung gelangt. Der Außendurchmesser des Ringes 18 ist auf den Innendurchmesser am Ende 16 der Absaugdüse 2 derart abge stimmt, daß diese bevorzugt mit Schiebesitz auf den Ring 18 aufgeschoben und somit festgelegt werden kann. Der Ring 18 ist zweckmäßig zweiteilig ausgebildet und mittels Schrauben oder dergleichen auf der Außenfläche des Brennerrohres befestigt und kann bedarfsweise leicht vom Brenner 4 gelöst werden.

Rein schematisch ist in Fig. 1 ein Vakuumerzeuger 20 darge stellt, an welchem über flexible Anschlußschläuche 22, die hier lediglich als strichpunktierte Linien angedeutet sind, die Absaugrohre 6, 7 der Absaugdüse 2 angeschlossen sind. Der Vakuumerzeuger 20 enthält wenigstens ein Magnetventil 24, über welches bei Bedarf Raumluft mit angesaugt werden kann, um die Saugwirkung im Bereich des Brenners 4 zu reduzieren.

Das oder die Magnetventile 24 werden über ein Interface 26 vom Rechner 28 angesteuert, so daß insbesondere beim Arbeiten im Bereich von Hohlräumen, Winkeln, Ecken oder dergleichen die unerwünschte Absaugung eines Schutzgases vermieden wird.

Bei der in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform ist der Brenner 4 bezüglich der Längsachse 30 des Brennerschaftes 8 um einen Winkel von ca. 45° nach unten abgewinkelt. Be kanntlich gibt es Brenner, die ohne Neigung zur Achse 30 oder mit einem anderen Neigungswinkel angeordnet sind. Für derartige Ausgestaltungen können anstelle des hier darge stellten Rohrbogens der Absaugdüse 2 anders abgewinkelte Rohrbögen oder auch gerade Rohrstücke vorgesehen werden. Unabhängig von der jeweiligen Ausgestaltung der Absaugdüse 2 sind die Absaugrohre 6, 7 zweckmäßig in der gleichen Ebene angeordnet, in welcher die Achse 30 verläuft, so daß die beiden Absaugrohre 6, 7 übereinstimmend ausgebildet sind und nur einmal zur Mitte bzw. der Achse 30 hin abgewinkelt sind, wie es aus Fig. 1 ohne weiteres ersichtlich ist.

Fig. 3 und 4 zeigen eine zweckmäßige Ausgestaltung des Ringes 18, welcher als Klemmring aus zwei Teilen 32, 33 ausgebildet ist. Der Ring bzw. der Klemmring 18 enthält innen eine Ausnehmung 34 mit einem Durchmesser 36, welcher auf den Außendurchmesser des vorgesehenen Brennertyps abgestimmt ist. Die Verbindung der beiden Teile 32, 33 erfolgt mittels zwei Schrauben 38, 39, welche in entsprechende Gewinde des einen Teiles 33 geschraubt sind. Zur Abdichtung des Düseninnen raumes ist ferner ein Dichtring 40 vorgesehen, welcher in eine Ringnut 42 eingesetzt ist.

Der Ring 18 besitzt eine Außenfläche 44 mit einem Außen durchmesser 46. Der Außendurchmesser 46 ist unabhängig von der jeweiligen Ausbildung und Anordnung der Ausnehmung 34 immer gleich groß und auf den Innendurchmesser der Absaugdüse an deren, der Brennerspitze abgewandten Ende abgestimmt. Somit können für unterschiedlich ausgebildete Brenner immer die gleichen Absaugdüsen zum Einsatz gelangen, wodurch nicht unerhebliche Vorteile hinsichtlich Fertigung und Lagerhaltung erreicht werden.

Fig. 5 und 6 zeigen einen Halter 50, welcher wiederum aus zwei Teilen 52, 53 besteht. Der Halter 50 dient zur Fest legung der Absaugrohre, welche in die beiden seitlichen Ausnehmungen 54, 55 gelegt werden. Eine zentrale Ausnehmung 56 umschließt eine Überwurfmutter, mit welcher das Brenner schlauchpaket mit dem Brennerschaft verbunden wird. Somit entsteht eine fest verspannte Einheit der Absaugrohre 6, 7, der zentralen Ausnehmung 56 und der Überwurfmutter. Ersicht lich können die beiden Teile 52, 53 von unten bzw. oben auf die Überwurfmutter und die Absaugrohre gelegt werden, wobei nachträglich mittels Schrauben 58 die Verbindung dieser beiden Teile 52, 53 erfolgt.

Bezugszeichen

2 Absaugdüse
4 Brenner
6, 7 Absaugrohr
8 Brennerschaft
10 Abstand
12 freies Ende von 2
14 Brennerspitze
16 Ende von 2
18 Ring
20 Vakuumerzeuger
22 Absaugschlauch
24 Magnetventil
26 Interface
28 Rechner
30 Achse
32, 33 Teil von 18
34 Ausnehmung
36 Durchmesser von 34
38, 39 Schraube
40 Dichtring
42 Ringnut
44 Außenfläche von 18
46 Außendurchmesser von 18
50 Halter
52, 53 Teil von 50
54, 55 seitliche Ausnehmung
56 zentrale Ausnehmung
58 Schraube

Claims

1. Absaugvorrichtung für Schweiß- oder Schneidanlagen, enthaltend einen Brenner (4) und einen Vakuumerzeuger (20) zum Absaugen von Rauchgas,
dadurch gekennzeichnet,
daß am Brenner (4) oder einem Brennerhalter eine Absaugdüse (2) befestigt ist,
und daß der mit der Absaugdüse (2) verbundene Vakuumerzeuger (20) ein insbesondere veränderbares und/oder vorgebbares Hochvakuum erzeugt.

2. Absaugvorrichtung, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Absaugdüse (2) als ein Rohrkörper ausgebildet ist, durch welchen der Brenner (4) hindurchge führt ist, wobei die Befestigung zweckmäßig über einen Ring (18) erfolgt, welcher zudem den Düseninnenraum abschließt.

3. Absaugvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß das der Brennerspitze (14) nächstliegende freie Ende (12) der Absaugdüse (2) zur Brennerspitze (14) einen Abstand (10) aufweist, welcher zweckmäßig wenigstens 100 mm, bevorzugt mindestens 105 mm, groß ist.

4. Absaugvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (18) als Adapter und/oder als Klemmring ausgebildet ist, dessen Außendurch messer (46) auf den Innendurchmesser der Absaugdüse (2) an deren von der Brennspitze (14) abgewandten Ende (16) abge stimmt ist, wobei die Absaugdüse (2) bevorzugt mit Schiebe sitz auf der Außenfläche (44) des Ringes (18) festgelegt ist.

5. Absaugvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (18) eine Ausnehmung (34) aufweist, deren Innendurchmesser (36) auf den Außen durchmesser des jeweils vorgesehenen Brenners (4) abgestimmt ist.

6. Absaugvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Vakuumerzeuger (20) zur Reduzierung der im Bereich der Absaugdüse (2) wirksamen Saugleistung ein steuerbares Magnetventil (24) enthält.

7. Absaugvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetventil (24) über ein Interface (26) von der Steuerung der Schweiß- oder Brennanlage angesteuert wird.

8. Absaugvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch ge kennzeichnet, daß das wenigstens eine Magnetventil (24) zum Ansaugen von Falschluft ausgebildet ist.