DE4345010A1

DE4345010A1 - Appts. for light beam welding and soldering

Info

Publication number: DE4345010A1
Application number: DE19934345010
Authority: DE
Inventors: Michail Ivanovic Oparin; Andrej Nikolaevic Svobodov; Vladimir Pavlovic Zigalov; Julian Georg Evic Sutjagin; Valerij Fedorovic Dovgucic; Valerij Petrovic Scatskij; Leonid Ivanovic Cebonenko; Vladimir Petrovic Kireev; Andrej Anatol Evic Kosyrev; Andrej Igorevic Tenjakov
Original assignee: NI SKIJ MASINOSTROITEL NYJ I
Current assignee: NI SKIJ MASINOSTROITEL NYJ I
Priority date: 1993-12-30
Filing date: 1993-12-30
Publication date: 1995-07-06

Abstract

The appts. consists of an ellipsoidal reflector (2) and a spherical ring reflector (5) with an electric arc source (5) located at its radiation focal point. An additional ellipsoidal reflector (3) is connected to the main ellipsoidal reflector (2) via the spherical ring reflector (4) with the larger dia. of the spherical ring reflector joined to the main ellipsoidal reflector so that the focal point of the spherical ring reflector lies in their joining plane.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Lichtstrahl-Schweißen und -Löten der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Gattung.The invention relates to a device for Beam welding and soldering in the preamble of Claim 1 specified genus.

Aus der US-A-3 242 314 ist eine Vorrichtung zum Lichtstrahl- Schweißen und -Löten bekannt, die im Inneren eines ellipso idförmigen Reflektors ein langgestrecktes Heizelement ent hält. Beim Schweißen und Löten flächiger Erzeugnisse hat diese Vorrichtung einen ungenügenden Wirkungsgrad.From US-A-3 242 314 a device for light beam Welding and soldering are known to occur inside an ellipso id-shaped reflector ent an elongated heating element holds. When welding and soldering flat products this device has insufficient efficiency.

Bekannt ist ferner eine Vorrichtung zum Lichtstrahlschweißen und -löten, z. B. aus der US-A-3 621 198, deren Reflexionselement aus einem ellipsoidförmigen Reflektor und einem sphärischen Ringreflektor besteht, in dessen Strahlungs brennpunkt eine Lichtbogenquelle, z. B. eine leistungsstarke Xenonlampe, angeordnet ist.A device for light beam welding is also known and soldering, e.g. B. from US-A-3 621 198, the reflection element of an ellipsoidal reflector and one spherical ring reflector exists in its radiation focus an arc source, e.g. B. a powerful Xenon lamp, is arranged.

Diese Schweißvorrichtung hat jedoch relativ große Abmes sungen und ist kompliziert in der Handhabung sowie im konstruktiven Aufbau. Kleinere tragbare Ausführungen haben keine ausreichende Leistung.However, this welding device has relatively large dimensions and is complicated to use as well as in constructive structure. Have smaller portable designs insufficient performance.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer gat tungsgemäßen Schweiß- und Lotvorrichtung den Wirkungsgrad bei verminderten Außenabmessungen der Anordnung zu steigern.The invention is based, with a gat Welding and soldering device according to the efficiency increase with reduced external dimensions of the arrangement.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Licht strahlschweißen und -löten enthält ein Reflexionselement mit einem ellipsoidförmigen Reflektor und einem sphärischen Ringreflektor, in dessen Strahlungsbrennpunkt sich eine Lichtbogenquelle befindet. Erfindungsgemäß ist ein zusätz licher ellipsoidförmiger Reflektor mit dem ellipsoidförmigen Hauptreflektor über den sphärischen Ringreflektor verbunden. Der sphärische Ringreflektor ist an seinem kleineren Endteil mit dem zusätzlichen ellipsoidförmigen Reflektor und an sei nem größeren Endteil mit dem ellipsoidförmigen Hauptreflek tor verkoppelt, wobei sein Strahlungsbrennpunkt mit der Kopplungsfläche der letzteren zusammenfällt.This object is achieved by the specified in claim 1 Features resolved. The device according to the invention for light beam welding and soldering contains a reflection element with an ellipsoidal reflector and a spherical one Ring reflector, in the focal point of which there is a Arc source is located. According to the invention is an additional Licher ellipsoidal reflector with the ellipsoidal Main reflector connected via the spherical ring reflector. The spherical ring reflector is at its smaller end part with the additional ellipsoidal reflector and on nem larger end part with the ellipsoidal main reflector Tor coupled, its radiation focus with the Coupling area of the latter coincides.

Zweckmäßig enthält die erfindungsgemäße Vorrichtung ein Kühlsystem sowie an einer Stirnseite eine transparente Platte und an der anderen Stirnseite eine mit dem Reflektor flexibel verbundene Einheit zum Verstellen der Elektroden der Bogenlichtquelle, wobei der geschlossene Hohlraum mit Edelgas gefüllt und im Kühlsystem ein Kühlmittelverteiler angeordnet ist.The device according to the invention expediently contains a Cooling system and a transparent on one end Plate and on the other end one with the reflector flexibly connected unit for adjusting the electrodes the arc light source, the closed cavity with Noble gas filled and a coolant distributor in the cooling system is arranged.

Vorteilhaft sind die Elektroden der Lichtbogenquelle in einem Elektrodenhalter aus drei koaxial angeordneten Hülsen befestigt, dessen mittlere aus einem Dielektrikum besteht und Bohrungen zum Durchtritt der Lichtstrahlen aufweist.The electrodes of the arc source are advantageous in an electrode holder made of three coaxially arranged sleeves attached, the middle of which consists of a dielectric and has holes for the passage of the light rays.

Die Verstelleinheit für die Elektroden sollte vorzugsweise in Form einer gewellten Membran mit zwei gleichachsigen Muttern ausgeführt sein, von denen eine zum Andrücken der Membran an den Reflektor dient und die andere eine gewisse Beweglichkeit zuläßt.The adjustment unit for the electrodes should preferably be used in the form of a corrugated membrane with two coaxial Nuts, one of which is used to press the Serves membrane to the reflector and the other a certain Allows mobility.

Vorteilhaft sind in der äußeren Hülse zwischen den Öffnungen Brückenstege mit in Richtung der Elektroden angespitzten Enden angeordnet.Are advantageous in the outer sleeve between the openings Bridges with sharpened in the direction of the electrodes Ends arranged.

Das Kühlsystem des Reflektors enthält einen Mantel und zwei Wendelnuten mit einer Stirnseitennut an der äußeren Ober fläche des Reflektors, wobei die Wendelnuten einerseits mit dem Kühlmittelverteiler und andererseits mit der Stirnsei tennut verbunden sind.The reflector cooling system contains one jacket and two Spiral grooves with a face groove on the outer upper surface of the reflector, the spiral grooves on the one hand with the coolant distributor and on the other hand with the forehead tennut are connected.

Als Lichtbogenquelle wird zweckmäßig eine Xenonlampe be nutzt, die eine Bewegung des Lichtbogens quer zur Längsachse ermöglicht. An der hinteren Stirnseite des Reflektors kann ein Lüfter montiert sein, dessen Luftstrom teilweise durch eine Öffnung in der Reflektorrückwand geführt wird.A xenon lamp is expediently used as the arc source uses a movement of the arc transverse to the longitudinal axis enables. Can on the rear end of the reflector a fan may be installed, the air flow of which is partly through an opening is made in the reflector rear wall.

Am Halter der Lichtbogenquelle kann ein Kühlkörper und eine Vorrichtung zum Leiten eines Teils des Luftstroms vom Lüfter in Richtung zum Strahlungsbrennpunkt vorgesehen sein. Diese Leitvorrichtung kann die Form einer sphärischen Rille am Halter haben.A heat sink and a Device for directing part of the air flow from the fan be provided towards the radiation focus. These Guide device can be in the form of a spherical groove Have holder.

Die Xenonlampe kann mit ihrer Längsachse senkrecht zur Längsachse der Anordnung angeordnet sein und der Reflektor kann zerlegt werden, wobei der Reflektor am Gehäuse abgefedert und verstellbar angeordnet ist.The xenon lamp can be perpendicular to the longitudinal axis Longitudinal axis of the arrangement and the reflector can be disassembled, with the reflector on the housing cushioned and adjustable.

Zweckmäßig ist am Reflektor lichtstrahlaustrittsseitig eine Sicherungskappe angeordnet, an der ein Anschlag als Ab standshalter montiert sein kann. A light beam exit is expedient on the reflector side Safety cap arranged on which a stop as Ab stand holder can be mounted.

Vorteilhaft besteht das Gehäuse aus zwei Teilen, wobei am unbeweglichen Gehäuseteil eine Verstellvorrichtung zum Verstellen des Lichtbogens quer zur Längsachse der Anordnung angeordnet und am beweglichen Teil der Halter der Xenonlampe befestigt ist.The housing advantageously consists of two parts immovable housing part an adjusting device for Adjustment of the arc across the longitudinal axis of the arrangement arranged and on the movable part of the holder of the xenon lamp is attached.

Die Verstellvorrichtung des Lichtbogens kann eine Schraube sein, die mit einer Zugstange verbunden ist, die in einer im Halter der Xenonlampe angefertigten Nut liegt.The adjustment device of the arc can be a screw be connected to a pull rod which is in an im Holder of the xenon lamp made groove.

Die Vorrichtung zum Verstellen des Lichtbogens quer zur Längsachse der Anordnung kann auch ein diametral im un beweglichen Teil des Gehäuses untergebrachtes und in Wechselwirkung mit dem beweglichen Teil des Gehäuses be findliches Schraubenpaar sein.The device for adjusting the arc across Longitudinal axis of the arrangement can also be diametrically un Movable part of the housing housed and in Interaction with the moving part of the housing be a clever pair of screws.

Weitere Vorzüge und Ausgestaltungen der Erfindung sind bei den im folgenden anhand der Zeichnungen beschriebenen Ausführungsbeispielen verwirklicht. Es zeigen:Further advantages and refinements of the invention are in the those described below with reference to the drawings Realized embodiments. Show it:

Fig. 1 schematisch ein Reflexionselement der erfin dungsgemäßen Schweiß- und Lötvorrichtung, Fig. 1 shows schematically a reflective element of the modern welding and soldering device OF INVENTION dung,

Fig. 2 eine Gesamtansicht der erfindungsgemäßen Schweiß- und Lötvorrichtung, Fig. 2 is an overall view of welding and soldering apparatus according to the invention,

Fig. 3 einen Schnitt III-III in Fig. 2, Fig. 3 shows a section III-III in Fig. 2,

Fig. 4 einen Schnitt IV-IV in Fig. 2, Fig. 4 shows a section IV-IV in Fig. 2,

Fig. 5 die Gesamtansicht eines tragbaren Schweißgeräts gemäß der Erfindung mit einer in der Längsachse angeordneten Lichtbogenlampe, Fig. 5 is a general view of a portable welding apparatus according to the invention with a arranged in the longitudinal axis of arc lamp,

Fig. 6 einen Schnitt VI-VI in Fig. 5, Fig. 6 is a section VI-VI in Fig. 5,

Fig. 7 die Gesamtansicht einer anderen erfindungsgemäßen Ausführung mit einer quer zur Längsachse angeordneten Lichtbogenlampe, Fig. 7 is a general view of another embodiment of the invention with a transversely disposed to the longitudinal axis arc lamp,

Fig. 8 einen Schnitt VIII-VIII in Fig. 7. Fig. 8 is a section VIII-VIII in Fig. 7.

Die Schweiß- und Lötvorrichtung enthält ein in Fig. 1 vergrößert dargestelltes Reflexionselement 1, das einen ellipsoidförmigen Hauptreflektor 2 und einen ellipsoid förmigen zusätzlichen Reflektor 3 enthält, die durch einen sphärischen Ringreflektor 4 miteinander verbunden sind. Im Brennpunkt des Ringreflektors 4 ist eine Lichtbogenquelle 5 angeordnet. Der Ringreflektor 4 geht mit seinem kleineren Durchmesser in den zusätzlichen Reflektor 3 und mit seinem größeren Durchmesser in den Hauptreflektor 2 über, wobei sein Brennpunkt in der Kopplungsfläche der beiden Reflekto ren 2 und 4 liegt.The welding and soldering apparatus contains an enlarged scale in Fig. 1 represented reflection member 1 includes a main ellipsoidal reflector 2 and an ellipsoidal-shaped additional reflector 3, which are connected to each other by a spherical ring reflector 4. An arc source 5 is arranged in the focal point of the ring reflector 4 . The ring reflector 4 merges with its smaller diameter into the additional reflector 3 and with its larger diameter into the main reflector 2 , its focal point being the coupling surface of the two reflectors 2 and 4 .

Die in Fig. 2 dargestellte Vorrichtung enthält das Reflexionselement 1 und die Lichtbogenquelle 5 mit ihren Elek troden (Anode, Kathode) und einem Elektrodenhalter 7, die sich in einem geschlossenen Hohlraum 8 befinden. An der äußeren Stirnseite des Reflektors 1 ist eine optisch trans parente Platte 9 und an seiner inneren Stirnseite ist eine mit dem Reflektor 1 flexibel verbundene Einheit 10 zum Ein- und Verstellen der Elektroden (Anode) angeordnet. Der abge schlossene Hohlraum 8 ist mit einem Edelgas gefüllt. Im Kühlsystem befindet sich ein Kühlmittelverteiler 11.The device shown in Fig. 2 contains the reflection element 1 and the arc source 5 with their elec trodes (anode, cathode) and an electrode holder 7 , which are located in a closed cavity 8 . On the outer end face of the reflector 1 there is an optically transparent plate 9 and on its inner end face a unit 10 flexibly connected to the reflector 1 for adjusting and adjusting the electrodes (anode) is arranged. The closed cavity 8 is filled with an inert gas. A coolant distributor 11 is located in the cooling system.

Der Elektrodenhalter 7 besteht vorzugsweise aus drei koaxial angeordneten Hülsen 12-14, von denen die mittlere Hülse 13 aus einem Dielektrikum hergestellt ist und die äußere Hülse 12 Wandöffnungen 15 zum Austritt der Lichtstrahlen aufweist. Die Verstelleinheit 10 für die Elektroden kann zweckmäßig eine gewellte Membran 16 sein, die von zwei gleichachsigen Muttern 17 und 18 gehalten wird, von denen die eine Mutter 17 die Membran 16 an den Reflektor 1 andrückt und die innere Mutter 18 in der Mutter 17 längsbewegbar angeordnet ist. The electrode holder 7 preferably consists of three coaxially arranged sleeves 12-14 , of which the middle sleeve 13 is made of a dielectric and the outer sleeve 12 has wall openings 15 for the exit of the light rays. The adjusting unit 10 for the electrodes can expediently be a corrugated membrane 16 which is held by two coaxial nuts 17 and 18 , of which one nut 17 presses the membrane 16 against the reflector 1 and the inner nut 18 is arranged in the nut 17 so as to be longitudinally movable is.

In der äußeren Hülse 12 können zwischen den Öffnungen 15 in Fig. 3, 4 dargestellte Brücken 19 mit in Richtung der Elek troden angespitzten Enden angeordnet sein.In the outer sleeve 12 , bridges 19 shown with the ends pointed in the direction of the electrodes can be arranged between the openings 15 in FIGS. 3, 4.

Das Kühlsystem des Reflektors 1 ist als Mantel 20 mit zwei Wendelnuten 21 und einer stirnseitigen Nut 22 am äußeren Endteil des Reflektors 1 ausgeführt, wobei die Wendelnuten 21 einerseits mit einem Kühlmittelverteiler 11 und anderer seits mit der stirnseitigen Nut 22 kommunizieren.The cooling system of the reflector 1 is designed as a jacket 20 with two spiral grooves 21 and an end groove 22 on the outer end part of the reflector 1 , the spiral grooves 21 communicating with a coolant distributor 11 on the one hand and with the end groove 22 on the other hand.

Die Vorrichtung nach Fig. 5 enthält ein Gehäuse 23, an dem der Reflektor 1 befestigt ist. In Fig. 7 ist der Reflektor 1 zerlegbar ausgeführt und zwischen seinen Einzelteilen ist eine - nicht dargestellte - Zwischenlage vorgesehen, die zwei Hälften eines flachen Rings umfaßt und zum Ausgleich diametraler Masse der Xenonlampenstäbe dient. Die Zwischen lage wird in den Reflektor nach dem Einbau der Xenonlampe 27 eingesetzt. Bei beiden Ausführungen nach Fig. 5 und Fig. 7 ist am Reflektor 1 außenseitig eine Sicherungskappe 24 mon tiert, die bei der Anordnung nach Fig. 7 auf das Gehäuseende in Längsrichtung verstellbar aufgeschraubt wird. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 ist die Sicherungskappe 24 mit Hilfe eines Ringes 25 festgelegt und weist an ihrem Ende ggf. einen verstellbaren Anschlag 26 auf, mit dem der Abstand zwischen dem vorderen Ende der Schweißvorrichtung und dem Werkstoff festgelegt wird, damit der Brennpunkt auf der Werkstückfläche liegt.The apparatus of Fig. 5 includes a housing 23 on which the reflector 1 is fixed. In Fig. 7 the reflector 1 is designed to be dismantled and between its individual parts an intermediate layer (not shown) is provided which comprises two halves of a flat ring and serves to compensate for the diametrical mass of the xenon lamp rods. The intermediate layer is used in the reflector after the installation of the xenon lamp 27 . In both embodiments according to FIGS. 5 and Fig. 7 is a safety cap 24 is advantage mon to the reflector 1 on the outside, which is screwed adjustably in the arrangement of Fig. 7 on the housing end in the longitudinal direction. In the embodiment of FIG. 5, the safety cap 24 is fixed by means of a ring 25 and has, at its end, if necessary, an adjustable stop 26, with which the distance between the front end of the welding device and the material is set so that the focal point on the workpiece surface.

Im Reflektor 1 wird als Lichtbogenquelle eine Xenonlampe 27 verwendet, deren einer Lampenkontakt 28 in einem Halter 29 untergebracht ist, der mit Hilfe einer Platte 30 und drei Schrauben 31 am Reflektor (Fig. 5) befestigt wird. Der mehrteilige Lampenhalter 29 besteht aus einer Hülse mit einem Endflansch und einer Hülse, auf deren Außengewinde eine Mutter 33 aufgeschraubt ist. Ein Ende der Mutter 33 ist in einer ringförmigen Vertiefung an der Außenfläche der Hül se mit Flansch festgelegt, was eine Verdrehung der Mutter ermöglicht und eine Bewegung bezüglich der Flanschhülse ver hindert. Die Hülse mit Außengewinde, in der sich der Lampen kontakt befindet, ist zerlegbar und mit einer Schraube 34 verbolzt. Am anderen Ende der Hülse mit Außengewinde ist ein Kühlkörper zur Wärmeabführung von der Lichtbogenlampe 27 vorgesehen. Der Lampenhalter wird vom Kühlluftstrom eines hinter dem Reflektor 1 montierten Lüfters 35 angeblasen, wobei am Lampenhalter ein Leitelement 36 zum Führen eines Teilluftstroms im Gehäuse und zu Rippen des Lampenhalter kühlkörpers ausgeführt ist. Am Gehause ist ein Griff 37 (in Fig. 7 nicht gezeigt) befestigt, in dem sich Stromzuführun gen 38, ein Anlaßdruckschalter 39, ein Gasleiter 40 für das Edelgas mit Ein- und Ausgangsstutzen 41 befinden. In Fig. 7 ist der Gasleiter nicht gezeigt. Der Gasleiter kann auch zum Lüfter 35 geführt werden, wobei jedoch der Edelgasverbrauch ansteigt. Vom Ausgangsstutzen kann das Gas mit Hilfe eines nicht gezeigten Aufsatzes in einen begrenzten Bereich der Werkstoffbearbeitung geführt werden.In the reflector 1 , a xenon lamp 27 is used as the arc source, one lamp contact 28 of which is accommodated in a holder 29 which is fastened to the reflector with the aid of a plate 30 and three screws 31 ( FIG. 5). The multi-part lamp holder 29 consists of a sleeve with an end flange and a sleeve, on the external thread of which a nut 33 is screwed. One end of the nut 33 is fixed in an annular recess on the outer surface of the sleeve with a flange, which enables the nut to be rotated and prevents movement with respect to the flange sleeve. The sleeve with external thread, in which the lamp contact is located, can be dismantled and bolted with a screw 34 . A heat sink for dissipating heat from the arc lamp 27 is provided at the other end of the sleeve with an external thread. The lamp holder is blown by the cooling air flow of a fan 35 mounted behind the reflector 1 , a guide element 36 for guiding a partial air flow in the housing and for ribs of the lamp holder heat sink being carried out on the lamp holder. At the housing a handle 37 (not shown in Fig. 7) is attached, in which Stromzuführun conditions 38 , a starting pressure switch 39 , a gas conductor 40 for the noble gas with inlet and outlet nozzle 41 are located. The gas conductor is not shown in FIG. 7. The gas conductor can also be led to the fan 35 , but the noble gas consumption increases. The gas can be led from the outlet nozzle into a limited area of material processing with the help of an attachment (not shown).

Bei der in Fig. 7 dargestellten Ausführung liegt die Lichtbogenlampe 27 senkrecht zur Längsachse der Anordnung und ist mit Hilfe einer Kappe 42 festgelegt, die einen Teil des Gehäuses darstellt und eine etwa rechteckige Öffnung (vgl. Fig. 8) aufweist. In dieser Öffnung ist das Gehäuse 23 und ein mit diesem verbundener Mantel 43 des Lüfters unter gebracht. Das Gehäuse 23 wird durch ein Schraubenpaar 44 verstellt, das diametral gegenüberliegend in der etwa scheibenförmigen Kappe 42 angeordnet ist und in Wechsel wirkung mit dem Gehäuse steht. Die Verstellung der Licht bogenquelle 27 mit dem Halter 29 bewirkt eine Schraube 45, deren Schaft am Halter 29 angreift und deren Gewindeteil an der Kappe 42 angreift. Der zerlegbare Reflektor nach Fig. 7 ist am Gehäuse mit Hilfe einer Federscheibe 46 abgefedert, die eine Kühlluftbohrung 47 für den Luftstrom zur Kühlung der Lichtbogenquelle 27 umgibt. Zum Anschluß an das Strom netz oder an eine eigene Stromquelle, befindet sich im Griff 37 ein Steckverbinder 48.In the embodiment shown in FIG. 7, the arc lamp 27 is perpendicular to the longitudinal axis of the arrangement and is fixed with the aid of a cap 42 which forms part of the housing and has an approximately rectangular opening (cf. FIG. 8). In this opening, the housing 23 and a jacket 43 of the fan connected to it are placed under. The housing 23 is adjusted by a pair of screws 44 , which is arranged diametrically opposite in the approximately disc-shaped cap 42 and interacts with the housing. The adjustment of the arc source 27 with the holder 29 causes a screw 45 , the shaft engages the holder 29 and the threaded part engages the cap 42 . The separable reflector of FIG. 7 is cushioned on the housing by means of a spring washer 46 which surrounds a cooling air hole 47 for the air flow for cooling of the arc source 27. A connector 48 is located in the handle 37 for connection to the power supply or to a separate power source.

Bei der Ausführung nach Fig. 5 sind zwei Nuten 49 am Halter, und zwar an dessen Flanschhülse vorgesehen (vgl. Fig. 6), die senkrecht zueinander verlaufen und zur Halterung einer Verstellvorrichtung dienen, mit der die Lichtbogenquelle nach Fig. 5 in Richtungen senkrecht zur Längsachse und senkrecht zu den Nuten 49 verstellt werden kann.In the embodiment according to FIG. 5, two grooves 49 are provided on the holder, specifically on its flange sleeve (cf. FIG. 6), which run perpendicular to one another and serve to hold an adjusting device with which the arc source according to FIG. 5 is perpendicular in directions can be adjusted to the longitudinal axis and perpendicular to the grooves 49 .

Die Wirkungsweise der Vorrichtungen ist folgende. Beim Einschalten der Lichtbogenquelle 5 (Fig. 1) tritt ein Teil des Lichtstroms unbehindert aus dem Reflektor aus. Ein weiterer Teil des Lichtstroms wird von dem zusätzlichen ellipsoidförmigen Reflektor 3 auf den Wirkbrennpunkt fokussiert. Ein anderer Teil des Lichtstroms wird von dem sphärischen Ringreflektor 4 über den Brennpunkt, in dem sich die Lichtquelle befindet, auf den ellipsoidförmigen Hauptreflektor 2 reflektiert und von diesem ebenfalls auf den Wirkbrennpunkt fokussiert.The operation of the devices is as follows. When the arc source 5 ( FIG. 1) is switched on, part of the luminous flux emerges unhindered from the reflector. Another part of the luminous flux is focused by the additional ellipsoidal reflector 3 on the active focal point. Another part of the luminous flux is reflected by the spherical ring reflector 4 over the focal point in which the light source is located onto the ellipsoidal main reflector 2 and is also focused by it onto the active focal point.

Der Reflektor 1 ist aus einer Aluminiumlegierung gefertigt, und besitzt eine feinbearbeitete polierte Wirkoberfläche. Die Lage des Brennpunktes, in dem sich die Lichtquelle befindet, in der Kopplungsfläche des Hauptreflektors 2 mit dem Ringreflektor 4 und seine Lage gegenüber dem Wirkbrenn punkt ermöglicht die Erzielung eines Raumwinkels von bis zu 300°, wodurch der Wirkungsgrad der Strahlung wesentlich erhöht wird. Ferner ermöglicht die beschriebene Kopplungs variante des sphärischen Ringreflektors mit dem zusätzlichen ellipsoidförmigen Reflektor 3 und mit dem ellipsoidförmigen Hauptreflektor 2 eine Anpassung dieser Reflektorelemente mit verschiedenen Brennweiten.The reflector 1 is made of an aluminum alloy and has a finely machined active surface. The location of the focal point in which the light source is located in the coupling surface of the main reflector 2 with the ring reflector 4 and its position in relation to the active focal point enables a solid angle of up to 300 ° to be achieved, which significantly increases the efficiency of the radiation. Furthermore, the coupling variant described enables the spherical ring reflector with the additional ellipsoidal reflector 3 and with the ellipsoidal main reflector 2 to adapt these reflector elements with different focal lengths.

Vor Inbetriebnahme der Vorrichtung nach z. B. Fig. 2 wird z. B. Wasser als Kühlmittel in ein Gefäß mit 5 bis 6 l Inhalt eingegossen, das von z. B. einer bei Kraftfahrzeugen ge bräuchlichen Pumpe über einen Schlauch zum Kühlmittelver teiler 11 der Vorrichtung gefördert wird. Ein Teil des Was sers gelangt zu dem Elektrodenhalter 7 zur Kühlung der Elektrode. Ein weiterer Teil fließt über einen Schlauch in eine Wendelnut 21 des Reflektorkühlsystems über die Stirn seitennut 22 und über die zweite Wendelnut 21 zurück und wird mit dem die Elektrode kühlenden Teilstrom in das Gefäß zurückgeleitet. Im Spalt zwischen den Elektroden wird ein Lichtbogen gezündet. Mit Hilfe der Mutter 18 ist eine Ein stellung der Lichtbogenquelle 5 durch Bewegung des Elektro denhalters 7 in der Längsachse bis zum Zusammenfallen des Lichtbogens mit dem Brennpunkt des Reflektors 1 möglich. Die gewellte Membran 13 läßt durch ihre Verformung eine Verset zung des Elektrodenhalters um einen erforderlichen Betrag in der Längsachse zu. Da die Abnutzung der Wolframelektroden nur unwesentlich ist, sind keine größeren Versetzungen des Lichtbogens bis zu seinem Zusammenfallen mit dem Brennpunkt des Reflektors erforderlich. Da jedoch die bewegliche Anode (Elektrode 6) im Laufe der Nutzung abbrennt, verlängert sich der Lichtbogen und es ergibt sich eine Versetzung gegenüber dem Strahlungsbrennpunkt des Reflektors. Mit Hilfe der Ver stellvorrichtung des Elektrodenhalters kann dieser Abbrand kompensiert und das Zusammenfallen des Lichtbogenflecks mit dem Brennpunkt des Reflektors 1 aufrechterhalten werden. Der Lichtbogen brennt in einem geschlossenen Raum, der durch den Reflektor 1, die transparente Stirnplatte 9, den Elektroden halter 7 und die Membran 16 der Verstellvorrichtung des Elektrodenhalters begrenzt wird und mit Edelgas unter einem Druck von 5-7 atü gefüllt ist. Die Edelgasfüllung erhöht den Wirkungsgrad der Vorrichtung und ermöglicht kleinere Außen abmessungen, da kleinere Xenonlampen eingesetzt werden kön nen.Before putting the device into operation according to e.g. B. Fig. 2 is z. B. poured water as a coolant in a vessel with 5 to 6 l content, the z. B. a ge in motor vehicles pump via a hose to the coolant distributor 11 of the device is promoted. Part of the water comes to the electrode holder 7 for cooling the electrode. Another part flows back via a hose into a spiral groove 21 of the reflector cooling system via the end groove 22 and via the second spiral groove 21 and is conducted back into the vessel with the partial flow cooling the electrode. An arc is ignited in the gap between the electrodes. With the help of the nut 18 , a position of the arc source 5 is possible by moving the electric denholder 7 in the longitudinal axis until the arc coincides with the focal point of the reflector 1 . The corrugated membrane 13 allows a displacement of the electrode holder by a required amount in the longitudinal axis by their deformation. Since the wear of the tungsten electrodes is only insignificant, no major dislocations of the arc are required until it coincides with the focal point of the reflector. However, since the movable anode (electrode 6 ) burns off during use, the arc lengthens and there is a displacement relative to the radiation focal point of the reflector. With the help of the adjusting device of the electrode holder, this erosion can be compensated and the coincidence of the arc spot with the focal point of the reflector 1 can be maintained. The arc burns in a closed space, which is limited by the reflector 1 , the transparent end plate 9 , the electrode holder 7 and the membrane 16 of the adjusting device of the electrode holder and is filled with inert gas under a pressure of 5-7 atm. The noble gas filling increases the efficiency of the device and enables smaller external dimensions, since smaller xenon lamps can be used.

Die Füllung des Hohlraums mit Edelgas unter einem Druck von 5-7 atü führt zu einer problematischeren Kühlung der be weglichen Anode (Elektrode 6) und erfordert eine hermetische Abdichtung des Hohlraums 8. Der Druck unterhalb 5 atü verringert die Anodenkühlung, während eine Druckerhöhung über 7 atü eine Enthermetisierung des Hohlraums 8 im Betrieb bewirkt, da im Betrieb der Druck bis zu 20 atü steigen kann. Die Platte 9 besteht aus sphärisch geformtem Quarzglas, dessen Mittelpunkt im Wirkbrennpunkt des Reflektors 1 liegt, wodurch sich Strahlungsverluste durch Brechung ausschließen lassen. Die Lage der Platte 9 kann die Anpassung einzelner Abschnitte der komplizierten Oberfläche des Reflektors 1 beeinflussen, die verschiedene Brennweiten besitzen, und mindert die Verluste des Lichtstroms bzw. schließt diese aus.The filling of the cavity with inert gas under a pressure of 5-7 atü leads to a more problematic cooling of the movable anode (electrode 6 ) and requires a hermetic seal of the cavity 8 . The pressure below 5 atü reduces the anode cooling, while an increase in pressure above 7 atü causes the cavity 8 to de-thermite during operation, since the pressure can rise up to 20 atü during operation. The plate 9 consists of spherically shaped quartz glass, the center of which lies in the active focal point of the reflector 1 , as a result of which radiation losses due to refraction can be excluded. The position of the plate 9 can influence the adaptation of individual sections of the complicated surface of the reflector 1 , which have different focal lengths, and reduces or excludes the losses of the luminous flux.

Mit dem Anlaß-Druckschalter 39 (Fig. 5), der zwei feste Schaltzustände besitzt, wird die Stromzuführung ein- bzw. ausgeschaltet, die den "Leergang" der Xenonlampe besorgt.With the start pressure switch 39 ( Fig. 5), which has two fixed switching states, the power supply is switched on or off, which ensures the "empty gear" of the xenon lamp.

Beim "Leergang" erzeugt die Lampe einen Lichtstrom, der durch den Reflektor 1 fokussiert wird. Nach dem Lichtfleck an dem in Bearbeitung befindlichen Werkstoff kann die Justierung der Xenonlampe geprüft werden.When "empty", the lamp generates a luminous flux that is focused by the reflector 1 . After the light spot on the material being processed, the adjustment of the xenon lamp can be checked.

Ist die Justierung gestört, wird eine - nicht dargestellte - Justiervorrichtung eingesetzt, in deren Gehäuse eine Schrau be mit Zugstange untergebracht ist, die in die Nut 49 des Halters eingreift. Die Vorrichtung wird anstelle der abge nommenen Platte 30 und Befestigungsschraube 31 bei gelösten Schrauben 31 im abgenommenen Gehäuse 23 angeordnet. Nach Beendigung der Justierung wird die Flanschhülse des Halters 29 mit Hilfe der Platten 30 und der Schrauben 31 an die Stirnseite des Reflektors 1 angezogen. Nötigenfalls wird die Lichtbogenquelle in der Längsachse der Lampe und der Anord nung (Fig. 5) mit Hilfe der Mutter 33 justiert, deren Ver drehen in der Hülse mit Außengewinde eine Verstellung der Xenonlampe bewirkt. Nach Beendigung der Justierung wird das Gehäuse 23 an seine Stelle gebracht.If the adjustment is disturbed, an adjustment device (not shown) is used, in the housing of which a screw is accommodated with a pull rod which engages in the groove 49 of the holder. The device is arranged instead of the recessed abge plate 30 and fastening screw 31, by loosening the screws 31 in the housing removed 23rd After completion of the adjustment, the flange sleeve of the holder 29 is tightened to the end face of the reflector 1 with the aid of the plates 30 and the screws 31 . If necessary, the arc source in the longitudinal axis of the lamp and the Anord voltage ( Fig. 5) is adjusted with the help of the nut 33 , whose rotation in the sleeve with an external thread causes an adjustment of the xenon lamp. After completion of the adjustment, the housing 23 is brought into its place.

Beim Anlassen der Vorrichtung nach Fig. 7 mit quer ausge richteter Bogenlampe wird die Bogenlampe ebenfalls mit Hilfe des Anlaßschalters (in Fig. 7 nicht gezeigt) im "Leerlauf zustand" gezündet. Mit Hilfe der Schrauben 44 wird die Bo genlampe in der zur Längsachse der Anordnung senkrechten Richtung durch Verstellen des Gehäuses gegenüber der Kappe 42 mit dem darauf sitzenden Lampenhalter 29 justiert. In derselben Ebene, jedoch in Richtung senkrecht zur genannten Justierungsrichtung wird die Bogenlampe durch ihre Verstel lung in ihrer Längsachse durch Verdrehen der Schraube 45 justiert. Der Schraubenschaft greift in die Nut am Lampen halter 29 ein und bewegt den Halter. Die Justierung der Lichtbogenquelle in der Längsachse erfolgt durch Verstellen des Reflektors 1 im Gehäuse 23 durch Verdrehen der Siche rungskappe 24 und das Anziehen bzw. das Lösen der Ringblatt feder 46.When starting the device according to FIG. 7 with the arc lamp oriented transversely, the arc lamp is also ignited with the help of the starter switch (not shown in FIG. 7) in the “idle state”. With the help of screws 44 , the Bo gen lamp is adjusted in the direction perpendicular to the longitudinal axis of the arrangement by adjusting the housing relative to the cap 42 with the lamp holder 29 seated thereon. In the same plane, but in the direction perpendicular to the direction of adjustment mentioned, the arc lamp is adjusted by its adjustment in its longitudinal axis by turning the screw 45 . The screw shaft engages in the groove on the lamp holder 29 and moves the holder. The adjustment of the arc source in the longitudinal axis is carried out by adjusting the reflector 1 in the housing 23 by rotating the hedging cap 24 and tightening or loosening the annular leaf spring 46th

Gleichzeitig mit dem Zünden der Xenonlampe in den "Leer laufzustand" wird der Lüfter 35 angelassen, der den Luft strom an den Lampenhalter 29 (Fig. 25) treibt und mit Hilfe der Leitvorrichtung seinen Hauptteil in die Durchgangsboh rung 47 im Reflektor zur Belüftung der Lichtbogenquelle führt. In der Anordnung nach Fig. 7 wird die Bogenlampe durch den Lüfter ohne Drehung des Luftstroms belüftet.Simultaneously with the ignition of the xenon lamp in the "idle state", the fan 35 is started, which drives the air current to the lamp holder 29 ( FIG. 25) and with the help of the guide device its main part in the passage 47 in the reflector for ventilation of the arc source leads. In the arrangement according to FIG. 7, the arc lamp is ventilated by the fan without rotating the air flow.

Claims

1. Device for light beam welding and soldering, with a reflection element made of an ellipsoidal reflector and a spherical ring reflector, in the radiation focus of which an arc source is arranged, characterized in that an additional ellipsoidal reflector ( 3 ) with the ellipsoidal main reflector ( 2 ) over the spherical Rical ring reflector ( 4 ) is connected, the spherical ring reflector ( 4 ) with its smaller diameter water with the additional reflector ( 3 ) and with its larger diameter with the ellipsoidal main reflector ( 2 ) is coupled, while its radiation focal point in the Coupling surface of the ring reflector ( 4 ) and the main reflector ( 3 ).

2. Device according to claim 1, characterized in that on an end face of the reflection element ( 1 ) an optically transparent plate ( 9 ) and on the other end face a flexible unit connected to the reflector adjustment unit ( 10 ) for the electrodes ( 6 ) of the arc source are arranged, the closed cavity ( 8 ) being filled with inert gas and a cooling system with a coolant distributor ( 11 ) being provided.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the electrodes ( 6 ) of the arc source in an electrode holder ( 7 ) from three coaxially arranged sleeves ( 12-14 ) are fixed, the middle sleeve ( 13 ) consists of a dielectric and whose outer sleeve ( 12 ) has openings ( 15 ) for the exit of the light beam development.

4. Apparatus according to claim 1 to 3, characterized in that the adjusting device contains a corrugated membrane ( 16 ) and two coaxial nuts ( 17 , 18 ), one of which ( 17 ) defines the membrane ( 16 ) on the reflector ( 1 ) and allow the other mother ( 18 ) to move.

5. Apparatus according to claim 1 to 4, characterized in that in the outer sleeve ( 12 ) between the openings ( 15 ) webs ( 19 ) are arranged with pointed ends in the direction of the electrodes ( 6 ).

6. The device according to claim 1 to 5, characterized in that the cooling system of the reflector ( 1 ) has a jacket ( 20 ) with two spiral grooves ( 21 ) and an end groove ( 22 ) on the outer surface of the reflector ( 1 ), where the spiral grooves ( 21 ) are connected on the one hand to the coolant distributor ( 11 ) and on the other hand to the end face groove ( 22 ).

7. The device according to claim 1 to 6, characterized in that the arc source ( 27 ) is a xenon lamp which is arranged for adjusting the arc transversely to the longitudinal axis, and that in the cooling system on the ineffective end face of the reflector ( 1 ) a fan ( 35 ) is arranged, the cooling air flow of which is guided through a rear opening of the reflector ( 1 ) to the arc source.

8. Apparatus according to claim 1 to 7, characterized in that on the holder ( 29 ) of the arc source ( 27 ) a cooling body and a guide device ( 36 ) for part of the air flow from the fan ( 35 ) are provided in the direction of the radiation focus.

9. The device according to claim 8, characterized in that the guide device ( 36 ) for part of the cooling air flow is designed as a spherical groove on the holder ( 29 ) on the side of the attachment of the fan ( 35 ).

10. The device according to claim 1 to 9, characterized in that the xenon lamp ( 27 ) is arranged with its longitudinal axis perpendicular to the longitudinal axis of the arrangement and the reflector gate ( 1 ) is designed to be dismantled, the reflector on the housing ( 23 ) being cushioned and in the Longitudinal axis is arranged adjustable.

11. The device according to claim 1 to 10, characterized in that on the reflector ( 1 ) on its outside a hedging cap ( 24 ) is arranged.

12. The apparatus according to claim 11, characterized in that a stop ( 26 ) is arranged as a spacer on the securing cap ( 24 ).

13. The apparatus according to claim 1 to 12, characterized in that the housing ( 23 ) consists of two parts, a device for adjusting the arc arranged transversely to the longitudinal axis on the immovable housing part and on the movable housing part of the holder ( 29 ) of the xenon lamp ( 27 ) is attached.

14. The apparatus according to claim 1 to 13, characterized in that the device for moving the arc transversely to the longitudinal axis is a screw ( 45 ), the shaft is guided with an actuator in a in the holder ( 29 ) of the xenon lamp ( 27 ) made groove .

15. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the device for adjusting the arc transverse to the longitudinal axis in the form of a diametrically housed in the immovable part of the housing ( 23 ) and in interaction with the movable part of the housing ( 23 ) located screw pair ( 44 ) is executed.

16. The apparatus of claim 8, 9, 12 and 13, characterized in that the device for adjusting the reflector in the longitudinal axis in the form of a pair of screws arranged on the housing ( 23 ) and on the securing cap ( 24 ) leads out.