DE4314100C2 - Schlauchpaket mit Versorgungsleitungen für flüssigkeitsgekühlte Lichtbogenschweiß- oder -schneidbrenner - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Schlauchpaket mit Versorgungsleitungen für den Kühlflüssigkeitsvor- und -rücklauf und mit einem Stromkabel, welches im Kühlflüssigkeitsrücklaufschlauch angeordnet ist, zum Anschluß an flüssigkeitsgekühlte Schutzgasschweiß- oder -schneidbrenner mit einem die Schweißelektrode nach Art einer Hülse umfassenden Elektrodenhalter.

Ein Schlauchpaket der eingangs genannten Art ist bspw. aus "Lehrbuch des Schutzgasschweißens", Ch. Bohlen, 3. Aufl., Essen: Giradet, 1984, bekannt. Es dient zur Versorgung eines flüssigkeitsgekühlten Lichtbogenschweiß- oder -schneidbrenners mit Schweißstrom, Schutzgas, Kühlflüssigkeit, ggf. mit Schweißdraht und dgl. und ermöglicht aufgrund seiner Flexibilität eine verbesserte Handhabung des Brenners. Dabei sind das Schweißstromkabel, der Schutzgasschlauch, das Steuerkabel sowie die Schläuche für den Vor- und Rücklauf der Kühlflüssigkeit und ggf. der Drahtführungsschlauch bei MIG/MAG-Brennern in einem sogenannten Schlauchpaket zusammengefaßt, welches normalerweise von der Maschinenseite zum Schweißbrenner führt. Bei Maschinenbrennern mit kurzen Entfernungen zwischen Brenner und Maschine führen die einzelnen Schläuche und Kabel auch direkt zur Maschine. Um eine Kühlung des Schweißstromkabels zu erreichen und es damit im Vergleich zu einem ungekühlten Kabel bei gleicher elektrischer Leistung im Querschnitt kleiner und flexibler zu halten, ist die Stromleitung zum Brenner in der Kühlwasser-Rücklaufleitung geführt bzw. der Kühlwasserrücklauf fließt durch das als Schlauch ausgebildete Schweißstromkabel. Der das Schweißstromkabel aufnehmende Schlauch für den Rücklauf der Kühlflüssigkeit bzw. das vom Kühlflüssigkeitsrücklauf durchströmte Schweißstromkabel muß daher in seinem Durchmesser entsprechend groß ausgeführt sein. Die bekannten Versorgungsleitungen bzw. Schlauchpakete weisen daher nach wie vor einen relativ großen Querschnitt auf, was bei verhältnismäßig hohem Gewicht zu einer verminderten Flexibilität und insbesondere bei kleinen Brennern zu einem unhandlichen Arbeiten führt.

In der US 2 949 528 ist ein als Zange ausgebildeter Elektrodenhalter für das offene Lichtbogenschweißen beschrieben, bei welchem den beiden Zangen, die eine separate Kontaktfläche zur Schweißelektrode aufweisen, in etwa der gleiche Strom zugeführt wird. Hierfür ist im Kühlwasservorlauf und im Kühlwasserrücklauf jeweils ein Stromkabel angeordnet, wodurch die Erwärmung aufgrund des Übergangswiderstandes der Kontaktflächen zwischen den Elektrodenzangen und der Elektrode reduziert werden soll.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Leitungssystem zur Versorgung von flüssigkeitsgekühlten Lichtbogenschweiß- oder Schneidbrennern dahingehend zu verbessern, daß bei Reduzierung des Gewichtes die Flexibilität des Leitungssystems wesentlich verbessert ist.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Schlauchpaket mit den Merkmalen des Anspruches 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den Unteransprüchen.

Es hat sich gezeigt, daß der Leitungsquerschnitt der beiden Stromkabel im Vergleich zu einem einzähligen, durch den Flüssigkeitsrücklauf gekühlten Stromkabel wesentlich kleiner gehalten werden kann. Hierdurch ergibt sich eine wesentliche Reduzierung des Durchmessers des Schlauches für den Kühlflüssigkeitsrücklauf, so daß insgesamt die Flexibilität der Versorgungsleitungen zum Brenner erheblich verbessert ist, bei gleichzeitig vermindertem Gesamtgewicht des Leitungssystems zum Brenner. Es hat sich gezeigt, daß der Durchmesser des Schlauchpaketes um bis zu 50% gegenüber den bekannten Schlauchpaketen reduziert werden kann, so daß ein verhältnismäßig leichtes und handliches Schlauchpaket zur Verfügung steht. Obgleich bei dem erfindungsgemäßen Leitungssystem auch der Kühlflüssigkeitsvorlauf zur Kühlung des einen der beiden Schweißstromkabel herangezogen wird, ergeben sich gegenüber den bekannten Schlauchpaketen mit im Kühlflüssigkeitsrücklauf geführtem Schweißstromkabel keine Nachteile bzgl. der Kühlung des Brenners.

Erfindungsgemäß sind dabei die beiden Schweißstromkabel selbst als Schläuche ausgebildet, durch welche das Kühlwasser zu- und abfließt.

Nach einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, daß die Kühlflüssigkeit zentral durch die beiden Schweißstromkabel zu- und abfließt. Hierdurch wird eine besonders effiziente Kühlung des Stromkabels erreicht. Zum einen findet eine Abführung der in dem Schweißstromkabel auftretenden Wärme über die zentrisch durch das Schweißstromkabel fließende Kühlflüssigkeit statt. Darüber hinaus findet eine Abführung der an dem Schweißstromkabel anstehenden Wärme über die Oberfläche des das Schweißstromkabel umfangsseitig umgebenden Schlauches bzw. dessen Mantel durch Konvektion statt. Dabei ist im Falle, daß die Kühlflüssigkeit in einem Führungsschlauch geführt ist, der Gefahr einer Korrosion des Stromkabels im Vergleich zu einer Ausführungsform, bei welcher die Kühlflüssigkeit direkt mit dem Stromkabel in Kontakt tritt, vorgebeugt.

Bevorzugt weisen die beiden Schweißstromkabel gleichen Querschnitt auf, wie in herstellungstechnisch vorteilhafterweise und im Hinblick auf eine einfache Lagerhaltung auch die Schläuche für den Kühlflüssigkeitsvor- und -rücklauf gleichen Durchmesser aufweisen können.

Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Brenners mit einer möglichen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schlauchpaketes,

Fig. 2 einen Querschnitt einer möglichen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Stromkabels und

Fig. 3 einen Querschnitt einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Stromkabels.

Der Brenner 1 gemäß Fig. 1 ist bei dem hier gewählten Ausführungsbeispiel als Wolfram-Inertgas-Schweißbrenner ausgebildet. Die Funktionsweise des dargestellten Brenners ist jedoch hier ohne Belang, so daß auf eine Beschreibung verzichtet wird. An dem Brenner 1 ist ein Schlauchpaket 2 angeschlossen, durch welches Schweißstrom, Schutzgas und Kühlwasser dem Brenner 1 zu- bzw. abgeführt werden. Zusätzlich enthält das Schlauchpaket 2 noch ein (nicht dargestelltes) Steuerkabel.

Das Schlauchpaket 1 weist einen äußeren schlauchförmigen Mantelschlauch 3 aus flexiblem und reißfestem Material auf, innerhalb welchem die beiden Schläuche 4, 5 für den Kühlflüssigkeitsvor- und rücklauf sowie die Schutzgasleitung 8 geführt sind. Dabei befindet sich sowohl im Schlauch 4 für den Kühlflüssigkeitsvorlauf als auch in dem Schlauch 5 für den Kühlflüssigkeitsrücklauf jeweils ein Schweißstromkabel 6, 7, welche bei dem hier gewählten Ausführungsbeispiel einen gleichen Leitungsquerschnitt aufweisen. Aufgrund der größeren Oberflächen der beiden Schweißstromkabel 6, 7 im Vergleich zu einem einzähligen Stromkabel und der damit verbundenen besseren Kühlung können die Leitungsquerschnitte der beiden Schweißstromkabel 6, 7 bei gleicher elektrischer Leistung wesentlich kleiner als der Leitungsquerschnitt bei nur einem Schweißstromkabel gehalten werden. Grundsätzlich können die Leitungsquerschnitte der beiden Schweißstromkabel 6, 7 jeweils bis auf nahezu ein Viertel des Querschnittes des einzähligen Stromkabels bei den bekannten Leitungssystemen reduziert werden. Demgemäß kann der Querschnitt des Schlauches 5 für den Kühlflüssigkeitsrücklauf und damit auch das Schlauchpaket 2 selbst wesentlich reduziert werden, ohne das die Kühlwirkung auf den Brenner 1 abnimmt. Dadurch erhöht sich die Flexibilität des Schlauchpakets 2 bei gleichzeitig vermindertem Gewicht, was bei handelsüblichen Längen von 4 bis 8 m beträchtlich ist. Insgesamt ist daher das Schlauchpaket 2 wesentlich handlicher.

Beispielsweise beträgt der Außendurchmesser eines Schlauchpaketes für einen wassergekühlten WIG-Brenner mit einer Strombelastung von maximal 500 A nur 17 mm, im Vergleich zu dem Außendurchmesser eines üblichen Schlauchpaketes von ca. 31 mm. Bei MIG/MAG-Brennern mit einer Belastung von 400 A konnte der Außendurchmesser des Schlauchpaketes von 28 mm auf 18 bis 22 mm reduziert werden.

Fig. 2 und 3 zeigen im Querschnitt mögliche Ausführungsformen für ein flüssigkeitsgekühltes Schweißstromkabel. Gemäß Fig. 2 sind die Stromkabel 6 bzw. 7 innerhalb des äußeren Mantels 9 angeordnet, wobei die Kühlflüssigkeit in dem Zwischenraum 10 zwischen Stromkabel 6 bzw. 7 und dem äußeren Mantel 9 zu- bzw. abfließt.

Die besondere Ausgestaltung eines flüssigkeitsgekühlten Schweißstromkabels gemäß Fig. 3 ist dadurch gekennzeichnet, daß das Schweißstromkabel 6 bzw. 7 konzentrisch um den Flüssigkeitsschlauch 4 bzw. 5 angeordnet ist und radial außen mit einem Mantel 9, beispielsweise aus Kunststoff umgeben ist. Hierdurch erfolgt eine besonders effektive Kühlung des Schweißstromkabels 6, 7, einmal indirekt über die zentral durch das Schweißstromkabel 6, 7 in dem verbleibendem Zwischenraum 10 strömende Kühlflüssigkeit und zum anderen über die Wärmeabgabe infolge Konvektion über den Mantel 9. Die Führung der Kühlflüssigkeit in einem Kühlflüssigkeitsschlauch 4, 5 hat den Vorteil, daß die Kühlflüssigkeit nicht direkt mit den Schweißstromkabel 6, 7 in Kontakt tritt, so daß Korrosionen an den elektrischen Leitungen vermieden sind.

Bezugszeichenliste

1 Brenner
2 Schlauchpaket
3 Mantelschlauch
4 Kühlflüssigkeitsschlauch (Vorlauf)
5 Kühlflüssigkeitsschlauch (Rücklauf)
6 Schweißstromkabel
7 Schweißstromkabel
8 Schutzgasleitung
9 Mantel
10 Zwischenraum

Claims (5)

1. Schlauchpaket (2) mit Versorgungsleitungen für den Kühlflüssigkeitsvor- und -rücklauf und mit einem Stromkabel (6), welches im Kühlflüssigkeitsrücklaufschlauch (5) angeordnet ist, zum Anschluß an flüssigkeitsgekühlte Schutzgasschweiß- oder -schneidbrenner (1) mit einem die Schweißelektrode nach Art einer Hülse umfassenden Elektrodenhalter, dadurch gekennzeichnet, daß dem Schutzgasschweiß- oder -schneidbrenner (1) der Schweißstrom über zwei Stromkabel (6, 7) zugeführt wird, wobei das weitere Stromkabel (7) in dem Kühlflüssigkeitsvorlaufschlauch (4) angeordnet ist.

2. Schlauchpaket nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schweißstromkabel (6, 7) selbst als Schläuche ausgebildet sind, durch welche das Kühlwasser zu- und abfließt.

3. Schlauchpaket nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlflüssigkeit zentral durch die beiden Schweißstromkabel (6, 7) zu- und abfließt.

4. Schlauchpaket nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schweißstromkabel (6, 7) gleichen Querschnitt aufweisen.

5. Schlauchpaket nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlflüssigkeitsschläuche (4, 5) gleichen Durchmesser aufweisen.