DE4314099A1 - Lichtbogenschweiß- oder -schneidbrenner sowie Elektrodenhalter hierfür - Google Patents
Lichtbogenschweiß- oder -schneidbrenner sowie Elektrodenhalter hierfürInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Lichtbogenschweiß- oder
-schneidbrenner, wie bspw. einen WIG- oder Plasma-Brenner, mit
einer Elektrode, welche in einem Elektrodenhalter eingespannt
ist, der seinerseits in einem Gehäuse des Brennerkörpers
aufgenommen ist.
Ein wesentlicher Bestandteil bei Lichtbogenschweiß- und
Schneidbrennern ist der Elektrodenhalter, über welchen der
Strom für Erzeugung des Lichtbogens auf die Elektrode
übertragen wird.
Der Elektrodenhalter befindet sich in einem
Gehäuse des Brennerkörpers, wobei die Elektrode in den
Elektrodenhalter eingespannt wird. Um verschiedene
Elektrodendurchmesser benutzen zu können, verwendet man
austauschbare Elektrodenhalter, die gleiche Außendurchmesser,
aber unterschiedliche Innendurchmesser haben. Die
Elektrodenhalter besitzen Dehnungsschlitze und einen konischen
Teil, mit dessen Hilfe sie auf die Elektrode aufgepreßt werden.
Im Falle des WIG-Brenners ist eine Brennerkappe auf das hintere
Ende des Brennerkörpers aufgeschraubt, wodurch die Elektrode
innerhalb der Spannhülse festgeklemmt ist. Bei den bekannten
Brennern gestaltet sich die Zentrierung der Elektrode jedoch
schwierig, da diese bspw. im Falle eines WIG-Brenners von der
Bedienerperson zunächst nach Augenmaß ausgerichtet werden muß,
während gleichzeitig die Brennerkappe in den Brennerkörper
eingeschraubt wird. Hierbei kann es vorkommen, daß die
Elektrode nicht zentrisch im Gasstrom sitzt, so daß es zu
nachteiligen Strömungsverhältnissen um die Elektrode kommt.
Dabei oxydiert die Elektrode schneller und verbraucht sich
durch die geringere Gaskühlung bzw. Wirbelbildung mit
Luftansaugen.
Diese konstruktiv-mechanischen Probleme bei den bekannten
Lichtbogenschweiß- und -schneidbrennern führen auch zu einer
undefinierten Stromübertragung vom Brennerkörper bzw. Gehäuse
des Brenners auf den Elektrodenhalter und von dort auf die
Elektrode. So können bspw. bei einem WIG-Brenner im Falle eines
Austausches des Elektrodenhalters bei gleichem Innendurchmesser
und selbst bei einem Nachschleifen der Elektrode und
nachfolgendem Nachspannen völlig unterschiedliche Verhältnisse
bei der Stromübertragung auftreten. Mitunter ergeben sich
übermäßig hohe elektrische Übergangswiderstände zwischen
Elektrodenhalter und Elektrode, mit der Folge starker lokaler
Wärmebelastungen des Elektrodenhalter-Materials und einer
unerwünschten Wärmeableitung in den Brennerkörper und von dort
ggf. zu der eine Kunststoffbeschichtung aufweisenden
Brennerkappe.
Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen
Lichtbogenschweiß- oder -schneidbrenner dahingehend zu
verbessern, daß eine einfache und definierte Ausrichtung der
Elektrode bei günstiger Stromübertragung zwischen
Elektrodenhalter und Elektrode erreicht ist.
Zur Lösung der Aufgabe ist es nach der Erfindung i. w.
vorgesehen, daß das Gehäuse des Elektrodenhalters einen
kegelstumpfförmigen Sitz für den mit entsprechend ausgebildeten
Anlage- und Gleitflächen versehenen Elektrodenhalter aufweist,
wobei der Elektrodenhalter in Montagestellung mittels einer
entgegengesetzt zur Brennerdüse gerichteten Längskraft in dem
Kegelsitz des Gehäuses gehalten ist.
Dadurch, daß der Elektrodenhalter nach der Erfindung in einem
Kegelpreßsitz in dem Gehäuse bzw. im Brennerkörper mittels
einer entgegengesetzt der Brennerdüse gerichteten Längskraft
gehalten ist, erfolgt eine Selbstzentrierung des
Elektrodenhalters und zugleich eine selbsttätige Ausrichtung
der Elektrode zum jeweiligen Gasstrom. Darüber hinaus ergibt
sich ein äußerst breitflächiger Kontakt zwischen
Elektrodenhalter und Brennerkörper bzw. dem Gehäuse des
Elektrodenhalters, was eine gute und vor allem definierte
Stromübertragung auf die Elektrode mit niedrigen
Übergangswiderständen gewährleistet. Daraus ergibt sich
wiederum eine definierte Wärmeableitung von Elektrodenhalter
auf den Brennerkörper, wodurch sich die Standzeit des
Elektrodenhalters und bei WIG- oder Plasma-Brennern auch der
Elektrode selbst, wesentlich erhöht.
Nach einer ersten besonderen Ausführungsform der Erfindung ist
es vorgesehen, daß der Elektrodenhalter im Bereich seines bzgl.
der Brennerdüse hinteren Abschnittes in dem Gehäuse geführt
ist, wodurch die Ausrichtung des Elektrodenhalters und damit
auch der Elektrode selbst nochmals verbessert ist.
In konstruktiv besonders vorteilhafter Weise kann dabei der
Elektrodenhalter mit einem zylindrisch ausgebildeten Abschnitt
in dem Gehäuse des Brenners geführt sein.
Dadurch, daß der Elektrodenhalter mittels einer entgegengesetzt
zur Brennerdüse gerichteten Längskraft in dem Kegelsitz des
Gehäuses bzw. des Brennerkörpers in Montagestellung gehalten
ist, ist es, insbesondere bei WIG- und Plasma-Brennern, nach
der Erfindung nunmehr auch möglich, den Elektrodenhalter von
der Düsenseite des Brenners her in das Gehäuse bzw. in den
Kegelsitz einzusetzen, wodurch die Handhabung bei der Montage
des Brenners wesentlich vereinfacht und die Rüstzeit
entsprechend verkürzt ist.
Die Festlegung des Elektrodenhalters kann nach der Erfindung
dadurch erfolgen, daß dieser, vorzugsweise mit seinem der
Brennerdüse gegenüberliegenden Ende, mit dem Gehäuse des
Brenners verschraubbar ist, wobei zur einfacheren Montage der
Elektrodenhalter an seinem der Brennerdüse zugewandten
Endbereich eine Rändelung aufweist.
Alternativ ist es insbesondere für WIG- und Plasma-Brenner aber
auch möglich, daß der Elektrodenhalter mit seinem der
Brennerdüse gegenüberliegenden Ende mit der Brennerkappe
verschraubbar ist.
Nach einem besonderen Vorschlag der Erfindung ist es
vorgesehen, daß der Elektrodenhalter und das Gehäuse einen
Ringraum für das Schutzgas oder ggf. das Plasmagas bilden,
welches über umfangsseitig des Elektrodenhalters im Bereich
seiner Anlage- und Gleitflächen angeordnete und sich in
Strahlachse des Brenners erstreckende Leitkanäle in Richtung
der Brennerdüse nach außen geführt ist. Mittels der durch den
Kegelpreßsitz des Elektrodenhalters und seinen sich in
Strahlachse des Brenners erstreckenden Leitkanälen gebildeten
Durchgänge wird in Verbindung mit einer Gaslinse eine besonders
homogene und laminare Strömung des Schutzgases erreicht, was
durch die Vermeidung von Turbulenzen zu einer besseren
Gasabdeckung des Schmelzbades führt.
Weitere Ziele, Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten
der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele anhand der
Zeichnungen. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich
dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller
Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch
unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder
deren Rückbeziehung.
Es zeigen:
Fig. 1 in einem Längsschnitt einen WIG-Brenner mit einer
möglichen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Elektrodenhalters,
Fig. 2 den Elektrodenhalter gemäß Fig. 1,
Fig. 3 im Längsschnitt einen wiederum anderen WIG-Brenner
mit einer weiteren Ausführungsform eines
erfindungsgemäßen Elektrodenhalters und
Fig. 4 den Elektrodenhalter gemäß Fig. 3.
WIG-Brenner gemäß Fig. 1 weist einen Brennerkörper 1 auf,
der im Bereich seines Anschlusses an den Brennerhals 14 an das
(nicht dargestellte) Stromführungskabel, den Wasservor- und
-rücklauf 15, 16, den Gasschlauch 23 und die (ebenfalls nicht
dargestellte) Steuerleitung angeschlossen ist. Der
Brennerkörper 1 weist ein Gehäuse 4 zur Aufnahme eines
Elektrodenhalters 3 auf, in welchem die Elektrode 2 eingespannt
ist. Am vorderen Ende des Brennerkörpers 1 ist eine Brennerdüse
7 bzw. eine Gasdüse gehalten. Zur besseren Verteilung des
Schutzgases innerhalb der Brennerdüse 7 ist bei der
Ausführungsform gemäß Fig. 1 eine Gaslinse 17 eingesetzt, mit
deren Hilfe ein laminarer Gasstrom erzeugt und ein besseres
Abdecken der Schweißstelle erreicht werden soll. An dem der
Brennerdüse 7 gegenüberliegenden Ende des Brennerkörpers 1
befindet sich eine Brennerkappe 9, welche die stromführende
Elektrode 2 abdeckt.
Der zum Erzeugen des Lichtbogens zwischen Elektrode 2 und
Werkstück erforderliche Schweißstrom wird vom Stromkabel über
leitende Zwischenglieder des Brennerkörpers 1 von dem
Elektrodenhalter 3 auf die Elektrode 2 übertragen.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, weist das Gehäuse 4 des
Brennerkörpers 1 bzw. bei dem hier gewählten
Ausführungsbeispiel ein zwischen einem Außenkörper 24 des
Brennerkörpers 1 und dein Elektrodenhalter 3 angeordneter
Kühlkörper 25 einen Kegelsitz 5 für den mit entsprechenden
Anlage- und Gleitflächen 6 ausgebildeten Elektrodenhalter 3
auf. Der Elektrodenhalter 3 besitzt an seinem bzgl. der
Brennerdüse 7 hinteren Ende einen zylindrischen Abschnitt 8,
mittels welchem er i. w. paßgenau in dem Gehäuse 4 bzw. dem
Kühlkörper 25 geführt ist.
Bei der Montage des Brenners wird der Elektrodenhalter 3 von
der Düsenseite des Brenners her in das Gehäuse 4 eingesetzt,
wonach die Elektrode 2 auf ihren vorgegebenen Abstand bzgl. der
Gasdüse 7 eingestellt wird. Danach wird, wie auch bspw. im
Falle eines Nachsetzens der Elektrode 2 zwischen den
Schweißarbeiten, die Brennerkappe 9 aufgeschraubt, wobei sie
mit einem Innengewinde 18 in ein am hinteren Ende des
Elektrodenhalters 3 gebildetes Außengewinde 19 eingreift und
den Elektrodenhalter 3 mit seinen Anlage- und Gleitflächen 6 in
den Kegelsitz 5 des Gehäuses 4 bzw. des Kühlkörpers 25 preßt.
Hierbei ziehen sich die Dehnschlitze 13 des Elektrodenhalters 3
zusammen, wodurch die Elektrode 2 innerhalb des
Elektrodenhalters 3 bzw. der Spannhülse festgeklemmt ist. Durch
den Kegelsitz 5 des Elektrodenhalters 4 und unterstützt durch
die zylindrische Führung des Elektrodenhalters 3 mit seinem
hinteren Abschnitt 8 innerhalb des Gehäuses 4 bzw. des
Kühlkörpers 25 erfolgt eine Selbstzentrierung des
Elektrodenhalters 3 mit zentrischer Ausrichtung der Elektrode 2
bzgl. des Gasstromes, verbunden mit einer definierten und
breitflächigen Stromübertragung zwischen Gehäuses 4 und
Elektrodenhalter 3, was sich ebenfalls auf eine günstige
Stromübertragung mit niedrigen Übergangswiderständen auf die
Elektrode 2 und eine verbesserte Kühlung auswirkt.
Wie weiterhin aus Fig. 1 und 2 ersichtlich, bilden der
Elektrodenhalter 3 und das Gehäuse 4 einen Ringraum 11. Dieser
Ringraum 11 steht über umfangsseitig des Elektrodenhalters 3 im
Bereich seiner Anlage- und Gleitflächen 6 angeordnete und sich
in Strahlachse des Brenners erstreckende Leitkanäle 12 in
Strömungsverbindung mit einem zwischen der Gaslinse 17 und dem
Gehäuse 4 gebildeten Stauraum 22. Durch diese Leitkanäle 12 in
Verbindung mit der Gaslinse 17 wird eine besonders homogene und
laminare Strömung des Schutzgases und damit eine verbesserte
Gasabdeckung des Schmelzbades erreicht.
In Fig. 3 und 4 ist eine weitere Ausführungsform eines
Brenners zum WIG-Schweißen dargestellt, wobei die dem Brenner
gemäß Fig. 1 und 2 entsprechenden Funktionsteilen mit
gleichen Bezugszeichen angegeben sind, so daß insoweit auf eine
Beschreibung verzichtet werden kann. Der wesentliche
Unterschied des Brenners gemäß Fig. 3 und 4 gegenüber dem
zuvor beschriebenen besteht darin, daß der Elektrodenhalter 3
mit einem Außengewinde 20 direkt auf ein Innengewinde 21 des
Gehäuses 4 bzw. des Kühlkörpers 25 des Brennerkörpers 1
auf schraubbar ist. Zur Vereinfachung der Montage weist der
Elektrodenhalter 3 an seinem der Brennerdüse 7 zugewandten
Endbereich eine Rändelung 10 auf. Die Zuführung des Inertgases
erfolgt koaxial im Brennerkörper 1.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf WIG-Brenner
beschränkt, sondern kann mit Vorteil auch auf Plasmabrenner,
ebenso wie bspw. auf MIG- oder MAG-Brenner und deren
stromführende Kontaktdüse angewendet werden.
Bezugszeichenliste
1 - Brennerkörper
2 - Elektrode
3 - Elektrodenhalter
4 - Gehäuse
5 - Kegelsitz
6 - Anlage, Gleitfläche
7 - Brennerdüse
8 - zylindrischer Abschnitt
9 - Brennerkappe
10 - Rändelung
11 - Ringraum
12 - Leitkanal
13 - Dehnschlitz
14 - Brennerhals
15 - Wasservorlauf
16 - Wasserrücklauf
17 - Gaslinse
18 - Innengewinde
19 - Außengewinde
20 - Außengewinde
21 - Innengewinde
22 - Stauraum
23 - Gasschlauch
24 - Außenkörper
25 - Kühlkörper
2 - Elektrode
3 - Elektrodenhalter
4 - Gehäuse
5 - Kegelsitz
6 - Anlage, Gleitfläche
7 - Brennerdüse
8 - zylindrischer Abschnitt
9 - Brennerkappe
10 - Rändelung
11 - Ringraum
12 - Leitkanal
13 - Dehnschlitz
14 - Brennerhals
15 - Wasservorlauf
16 - Wasserrücklauf
17 - Gaslinse
18 - Innengewinde
19 - Außengewinde
20 - Außengewinde
21 - Innengewinde
22 - Stauraum
23 - Gasschlauch
24 - Außenkörper
25 - Kühlkörper
Claims (9)
1. Lichtbogenschweiß- oder -schneidbrenner, wie bspw. WIG- oder
Plasma-Brenner, mit einer Elektrode (2), welche in einem
Elektrodenhalter (3) eingespannt ist, der seinerseits in
einem Gehäuse (4) des Brennerkörpers (1) aufgenommen ist,
dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (4) einen
kegelstumpfförmigen Sitz (5) für den mit entsprechend
ausgebildeten Anlage- und Gleitflächen (6) versehenen
Elektrodenhalter (3) aufweist, wobei der Elektrodenhalter
(3) in Montagestellung mittels einer entgegengesetzt zur
Brennerdüse (7) gerichteten Längskraft in dem Kegelsitz (5)
des Gehäuses (4) gehalten ist.
2. Lichtbogenschweiß- oder -schneidbrenner nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrodenhalter (3) im
Bereich seines bzgl. der Brennerdüse (7) hinteren
Abschnittes in dem Gehäuse (4) geführt ist.
3. Lichtbogenschweiß- oder -schneidbrenner nach Anspruch 1 oder
2, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrodenhalter (3) mit
einem zylindrisch ausgebildeten Abschnitt (8) in dem Gehäuse
(4) des Brenners (1) geführt ist.
4. Lichbogenschweiß- oder -schneidbrenner nach einem der
Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der
Elektrodenhalter (3) von der Düsenseite des Brenners (1) her
in das Gehäuse (4) bzw. den Kegelsitz (5) des Gehäuses (4)
einsetzbar ist.
5. Lichtbogenschweiß- oder -schneidbrenner nach einem der
Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der
Elektrodenhalter (3), vorzugsweise mit seinem der
Brennerdüse (7) gegenüberliegenden Ende, mit dem Gehäuse (4)
des Brenners (1) verschraubbar ist (Fig. 3).
6. Lichtbogenschweiß- oder -schneidbrenner nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrodenhalter (3) an
seinem der Brennerdüse (7) zugewandten Endbereich eine
Rändelung (10) aufweist.
7. Lichtbogenschweiß- oder -schneidbrenner nach einem der
Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der
Elektrodenhalter (3) mit seinem der Brennerdüse (7)
gegenüberliegenden Ende mit der Brennerkappe (9)
verschraubbar ist (Fig. 1).
8. Lichtbogenschweiß- oder -schneidbrenner nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der
Elektrodenhalter (3) und das Gehäuse (4) einen Ringraum (11)
für das Schutzgas oder ggf. das Plasmagas bilden, welches
über umfangsseitig des Elektrodenhalters (3) im Bereich
seiner Anlage- und Gleitflächen (6) angeordnete und sich in
Strahlachse des Brenners (1) erstreckende Leitkanäle (12) in
Richtung der Brennerdüse (7) nach außen geführt ist.
9. Elektrodenhalter für einen Lichtbogenschweiß- oder
-schneidbrenner nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4314099A DE4314099C2 (de) | 1993-04-13 | 1993-04-29 | Lichtbogenschweiß- oder -schneidbrenner sowie Elektrodenhalter hierfür |
US08/226,559 US5473131A (en) | 1993-04-13 | 1994-04-12 | Arc welding or cutting torch and electrode holder used for same |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4311825 | 1993-04-13 | ||
DE4314099A DE4314099C2 (de) | 1993-04-13 | 1993-04-29 | Lichtbogenschweiß- oder -schneidbrenner sowie Elektrodenhalter hierfür |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4314099A1 true DE4314099A1 (de) | 1994-10-20 |
DE4314099C2 DE4314099C2 (de) | 1996-10-02 |
Family
ID=6485221
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4314099A Expired - Lifetime DE4314099C2 (de) | 1993-04-13 | 1993-04-29 | Lichtbogenschweiß- oder -schneidbrenner sowie Elektrodenhalter hierfür |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4314099C2 (de) |
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Also Published As
Publication number | Publication date |
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