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Die Erfindung betrifft einen Brenner zum elektrischen
Schutzgasschweißen.
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Das unter dem Namen "MIG-MAG" bekannte Schweißverfahren
arbeitet mit einem Lichtbogen, der zwischen einem in dem
Schweißbrenner kontinuierlich ablaufenden Schweißdraht und
dem zu schweißenden Werkstück aufrechterhalten wird. Das
Schmelzebad und der Lichtbogen werden mit einem inerten
(MIG) oder aktiven (MAG) Gas, das durch eine am
Brennerkörper befestigte und einen Gasdiffuser, ein Kontaktrohr und
den Schweißdraht umschließende Düse geführt wird, ummantelt
und dadurch gegen die Umgebungsluft geschützt.
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Während des Betriebs steigt die Temperatur der Werkstücke.
Sie kann 200 bis 300ºC erreichen.
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Die Düse muß an dem Brennerkörper so befestigt sein, daß sie
schnell entfernt werden kann, selbst wenn sie sehr heiß ist.
Zum anderen muß ihre Befestigung sicher und so ausgelegt
sein, daß ein ungewolltes Abfallen während des Betriebs
unterbunden wird. Zudem ist ein guter thermischer Übergang
zwischen der Düse und dem Körper anzustreben, um ggfs. den
Betrieb störende Temperaturunterschiede zwischen den Teilen
zu unterdrücken.
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Nach einer bekannten Technik wird die Düse über eine
steilgängige Verschraubung auf dem Brennerkörper befestigt, siehe
z.B. US-A-4 731 518. Es besteht kein Risiko, daß die Düse in
das Schmelzebad fällt. Die Teile sind jedoch in der
Handhabung relativ komplex und haben folglich einen relativ hohen
Gestehungspreis. Für den Bediener dauert die Demontage der
Düse lange, zumal stets das Risiko besteht, daß das Gewinde
frißt, was sehr unangenehm ist, wenn die Düse sehr heiß ist.
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Nach einem anderen bekannten Technik, siehe z.B. DE-A-2 645
679, umfaßt das Ende des Brenners eine Aussparung, in der
ein elastisches Element zu liegen kommt, das eine
Spiralfeder oder mindestens ein Sprengring sein kann. Die Düse wird
dann durch Zusammendrücken des oder der elastischen Elemente
auf dem Brenner gehalten. Die Montage und die Demontage
gestaltet sich sehr einfach, die Düsen sind einfach
ausgebildet, jedoch ist der Wärmeübergang zwischen der Düse und dem
Brenner schlecht. Die Temperatur der Düse steigt schnell,
was zu einer Störung des Schutzgasflusses führt.
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Nach einem weiteren bekannten Technik ist das Ende des die
Düse aufnehmenden Brennerkörpers leicht konisch und der
untere Durchmesser der Düse ist an den kleinen Durchmesser
dieses konischen Bereichs angepaßt. Die Montage wird so
durchgeführt, daß Druck auf die Düse ausgeübt wird und sich
der geschlitzte Bereich der Düse durch elastische
Deformation an die Konusform des Brenners anschmiegt. Zur
Verbesserung der Verbindung kann eine am Umfang liegende Feder
vore gesehen sein, um diesen geschlitzten Bereich zusammenzuspan
nen, wodurch der Kontakt zwischen der Düse und dem Brenner
verbessert wird, was für einen guten Wärmeaustausch zwischen
der Düse und dem Brenner vorteilhaft ist. Diese Lösung hat
die Vorteile, daß die Herstellung der Werkstücke sowie die
Montage sehr einfach und der Wärmeaustausch zwischen der
Düse und dem Brenner gut sind. Bei intensivem Gebrauch des
Brenners steigt jedoch die Düsentemperatur, der elastische
Bereich der Düse lockert sich, die Feder entspannt sich und
die Düse kann in das Schmelzebad fallen.
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Die Erfindung hat die Aufgabe, eine Vorrichtung ohne die
Nachteile der bekannten Lösungen bereitzustellen, die bei
geringen Kosten gleichzeitig eine einfache Montage der Düse
auf dem Brenner, eine sichere Befestigung, auch im erhitzten
Zustand, und eine gute Wärmeübertragung zwischen der Düse
und dem Brennerkörper bietet.
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Um diese Ergebnis zu erzielen, wird erfindungsgemäß ein
Brenner zum elektrischen Schutzgasschweißen bereitgestellt,
umfassend einen mit Führungsmitteln für eine Drahtelektrode
ausgestatteten, im wesentlichen zylindrischen Körper, eine
Düse zur Montage auf das vordere Ende des Körpers und der
Trennung von Körper und Düse entgegenwirkende Haltemittel,
die einen geschlitzten Zylinder umfassen, der die Düse über
mehr als die Hälfte ihrer Außenfläche umschließt, und
mindestens einen ersten, nach innen weisenden Vorsprung, der in
einer an der Außenfläche der Düse ausgebildeten,
ringförmigen Ausnehmung aufgenommen ist, und mindestens einen
zweiten, nach innen weisenden Vorsprung, der mit einem auf dem
Körper ausgebildeten, axialen Anschlag zusammenwirkt,
aufweist.
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Ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung wird nun anhand
der Zeichnung beschrieben. Es zeigt:
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- Fig. 1 eine Aufsicht eines erfindungsgemäßen
Brenners in Explosionsdarstellung;
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- Fig. 2 einen Schnitt des Brenners nach Fig. 1 im
montierten Zustand;
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- Fig. 3 eine perspektivische Ansicht der Haltefeder
in den Figuren 1 und 2;
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- Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV in
Fig. 1, der vergrößert ist und dabei eine
Abwandlung darstellt.
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Der anhand der Zeichnung beschriebene Brenner umfaßt einen
Brennerkörper 1, der an einem seiner Enden, in den Figuren 1
und 2 rechts, an eine Versorgungsleitung 2 angeschlossen
ist, durch die das Gas zur Erzeugung der Schutzatmosphäre
strömt sowie die Drahtelektrode (nicht dargestellt)
herangeführt wird.
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Der Körper 1 ist vom üblichen, dem Fachmann bekannten Typ
und wird nicht ausführlicher beschrieben, außer hinsichtlich
der Bauteile, die einen direkten Bezug zur Erfindung haben.
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Auf dem Körper 1 ist eine normalerweise zylindrisch/konische
Düse 3 angeordnet, deren hinterer Bereich, der dazu bestimmt
ist, in Kontakt mit dem Körper zu kommen, Längsschlitze 4
aufweist, damit ein elastischer Kontakt mit der Oberfläche
des Körpers sichergestellt ist. Entgegen der Richtung der
Versorgungsleitung 2 gesehen, hat die Düse außen, vor den
Schlitzen 4, eine ringförmige Vertiefung 5, deren Zweck
weiter unten beschrieben wird.
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Nach einem Merkmal der Erfindung ist eine Haltefeder 6
vorgesehen, die anhand von Fig. 3 genauer beschrieben wird. Sie
ist eine Flachfeder, die in eine zylindrische Form gerollt
ist und die Düse über etwas weniger als 360º umgibt und
folglich einen geschlitzten Zylinder bildet, der am Umfang
durch einen Längsschlitz unterbrochen ist. Der Zylinder 6
hat nahe einem seiner Enden zwei diametral gegenüber
angeordnete Vorsprünge 7, die radial nach innen weisen und axial
von zwei ungefähr radial angeordneten Flächen begrenzt sind.
Der Zylinder hat nahe seinem entgegengesetzten Ende zwei
weitere, sich gegenüberliegende Vorsprünge 8, die analog zu
den Vorsprüngen 7 sind.
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Die Form der Vorsprünge 7 ist so, daß sie praktisch ohne
Spiel in die Vertiefung 5 eingreifen können, die in
transversaler Richtung einen ungefähr quadratischen oder
rechtekkigen Querschnitt hat. Im nicht montierten Zustand ist der
Innendurchmesser der Feder 6 in dem Bereich, der die
Vertiefung 5 umfaßt, etwas kleiner als der Außendurchmesser der
Düse 3. Wegen ihrer durch die Längsschlitze 4 erzeugten
Elastizität kann die Feder 6 auf die Düse 3, ausgehend von de
ren dem kegelstumpfförmigen Bereich entgegengesetzten Ende,
aufgeschoben werden. Die Federkraft 6 ist so gewählt, daß
die Feder soweit aufgeschoben werden kann, bis die
Vorsprünge 7 in die Vertiefung 5 springen, so daß sich eine sichere,
spielfreie Verbindung zwischen der Düse 3 und der Feder 6
ergibt.
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Der Körper 1 hat in der Nähe seiner Verbindung mit der
Versorgungsleitung 2 eine außenliegende, ringförmige Rippe 9
mit ungefähr radialen Begrenzungsflächen Diese Rippe 9 ist
so angeordnet, daß sie einen Anschlag bildet, der die
gewünschte Position der Düse 3 festlegt. Die Rippe 9 ist durch
zwei sich diametral gegenüberliegende angeordnete
Ausnehmungen 10 mit zur Körperachse parallelem Boden unterbrochen.
Die Vorsprünge 8 der Haltefeder 6 können diese passieren und
so, in Richtung der Versorgungsleitung gesehen, hinter die
Rippe 9 gelangen.
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Der Abstand zwischen den Vorsprüngen 7 und 8 der Feder ist
so gewählt, daß, wenn die Vorsprünge 7 in der Ausnehmung 5
liegen und sich die Düse 3 in ihrer normalen Montagestellung
befindet, d.h. an der Rippe 9 abstützt, der Abstand zwischen
den Vorsprüngen 7 und den Vorsprüngen 8 ein wenig kleiner
als der Abstand zwischen der Ausnehmung 5 und der Fläche der
Rippe 9 ist, die in Richtung der Versorgungsleitung zeigt,
so daß, nachdem die Vorsprünge 9 die Durchlässe 10 passiert
haben und man die Feder 6 um die Achse des Körpers gedreht
hat, die Reibung zwischen den Vorsprüngen 8 und der hinteren
Fläche der Rippe 9 ausreicht, um eine Verschiebung der Feder
6 gegenüber dem Körper 1 zu verhindern. Diese Reibung kann
durch geeignete Profilierung, z.B. Einkerbungen, der mit den
Rändern der Vorsprünge 8 zusammenwirkenden Fläche der Rippe
9 erhöht werden.
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In der Praxis wird als erstes die Feder 6 auf der Düse 3
angeordnet und dann die Anordnung aus der Feder 6 und der Düse
3 um die Achse des Körpers gedreht bis die Vorsprünge 8 in
die gewünschte Position gelangt sind.
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Figur 4 zeigt eine Abwandlung, bei der jede der
Ausnehmungen 10 eine Anschrägung 11 aufweist, deren Fläche sich in
Richtung der Versorgungsleitung 2 radial von der des Körpers
1 entfernt. Diese Anschrägungen haben die Aufgabe, mit den
Vorsprüngen der Haltefeder 6 zusammenzuwirken, so daß diese
Vorsprünge die Rippe 9 überlaufen können, wenn die Feder in
Richtung der Verbindung mit der Versorgungsleitung 2
geschoben wird, bis sie hinter dieser Rippe wieder
zusammenschnappen.
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Wenn die Vorsprünge sich bereits in der Ausnehmung 5
befinden, ist die Feder montiert, sobald die Vorsprünge 8 die
Anschrägungen 11 überlaufen haben. Vorsichtshalber ist es
jedoch ratsam, die Feder mit oder ohne Düse um einen Winkel
von einigen zehn Grad gegenüber der Stellung, die ihrer
tagestellung entspricht, zu drehen, so daß kein Risiko
besteht, daß die Vorsprünge 8 das Metall in Nähe der
Anschrägung 11 ermüden.
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Weiter oben wurde das Zusammensetzen des erfindungsgemäßen
Brenners beschrieben. Wenn der Brenner zerlegt werden soll,
ist es, wenn die Ausnehmungen parallel zur Achse des Körpers
sind, ausreichend, die Feder 6 oder die Einheit aus Düse 3
und Feder 6 zu drehen, um die Vorsprünge 8 mit den
Ausnehmungen zur Deckung zu bringen. Wenn Anschrägungen 11
vorhanden sind, genügt es, die Feder 6 anzuheben, um die
Vorsprünge
8 auf die entgegengesetzte Seite der Rippe 9 zu bringen.
Dazu kann irgendein geeignetes Werkzeug verwendet werden.
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In Fig. 2 ist bei 12, in der Nähe der Verbindung mit der
Versorgungsleitung 2, eine Reihe von auf dem Körper
liegenden Rippen oder Stegen dargestellt, die dessen Kühlung
während des Betriebs verbessern. Selbstverständlich haben diese
Stege 12 von der Rippe 9 einen Abstand, der mindestens der
Länge der Vorsprünge 8 entspricht.
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Die Erfindung kann abgewandelt werden. Z.B. können die
Vorsprünge 7 und 8 durch aufgesetzte, an der Innenseite der
Haltefeder 6 durch entsprechende Mittel befestigte
Vorsprünge ersetzt sein. Die Anzahl, die Form und die Lage dieser
Vorsprünge kann auch von der beschriebenen Ausführungsform
abweichen, unter der Voraussetzung, daß die Ausnehmung 5,
die Rippe 9 und die Anschrägungen 11 entsprechend
ausgebildet sind.