EP3976305A1 - Schnellwechselsystem für schutzgas-schleppdüsen - Google Patents

Schnellwechselsystem für schutzgas-schleppdüsen

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Publication number
EP3976305A1
EP3976305A1 EP20728671.7A EP20728671A EP3976305A1 EP 3976305 A1 EP3976305 A1 EP 3976305A1 EP 20728671 A EP20728671 A EP 20728671A EP 3976305 A1 EP3976305 A1 EP 3976305A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
recess
adapter ring
carrier element
gas nozzle
burner
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP20728671.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Michael PFREUNTNER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Linde GmbH
Original Assignee
Linde GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Linde GmbH filed Critical Linde GmbH
Publication of EP3976305A1 publication Critical patent/EP3976305A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K37/00—Auxiliary devices or processes, not specially adapted for a procedure covered by only one of the other main groups of this subclass
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/14—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/16—Arc welding or cutting making use of shielding gas
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/24—Features related to electrodes
    • B23K9/28—Supporting devices for electrodes
    • B23K9/29—Supporting devices adapted for making use of shielding means
    • B23K9/291—Supporting devices adapted for making use of shielding means the shielding means being a gas
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23K26/14—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor
    • B23K26/1462—Nozzles; Features related to nozzles
    • B23K26/1482—Detachable nozzles, e.g. exchangeable or provided with breakaway lines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/32—Accessories
    • B23K9/325—Devices for supplying or evacuating shielding gas

Definitions

  • the invention relates to a device for replaceable fastening of a gas nozzle for a welding process.
  • gases are introduced into the work area on the workpiece for various purposes.
  • these are protective gases, that is to say for example inert gases that surround a gas layer
  • the machining area Form the machining area and prevent oxidation of the materials during or after a welding process or during heat treatment.
  • gases can be used specifically to influence machining parameters.
  • the shielding gas is usually emitted via nozzles that are integrated with the burner. Depending on the processed material and the desired effect, it may also be necessary or useful, in addition to the protective gas directly
  • Processing area to apply gas to the further or already processed area, for example until the oxidation temperature is undershot.
  • This secondary gas protection is often achieved by so-called drag nozzles, which are also attached to the burner or to trailing covers such as e.g. attached to a towing shoe.
  • the drag nozzle is usually attached via hose clamps and the like
  • Clamping elements attached to the torch or to the drag shoe For example, a clamp is fixed on the burner tube, into which a gas nozzle can be inserted and then firmly clamped by screwing the clamp. Another possibility is to use nozzles that are provided with a suitable thread and firmly screwed to the burner element or a cover. Drag nozzles can also already be permanently integrated into a burner.
  • the invention is therefore based on the object of achieving a simpler arrangement of a gas nozzle.
  • This object is achieved in that a device for replaceable fastening of a gas nozzle is proposed, the device comprising a long support element which has a nozzle section for fastening a gas nozzle and is provided with a curved hanging section, and a
  • Holding component which is provided with at least one recess which is shaped so that the suspension section of the carrier element can be introduced into the recess, so that a positive engagement between the carrier element and the holding component is created.
  • a gas nozzle can be attached to a corresponding holding component by simply hanging and unhooking it, and it can be quickly replaced without the use of tools.
  • Such a device is particularly suitable for drag gas nozzles that are additionally attached, but can also be used for other gas nozzles.
  • the holding component can comprise an adapter ring which can be fastened to a tubular component, such as directly to a burner or another element.
  • a recess can then be arranged, for example, in an axial end surface and / or in the outer circumferential surface of the adapter ring.
  • the attachment can thus be flexibly adapted to the respective space conditions.
  • the adapter ring can also be provided with a plurality of recesses spaced apart from one another in the axial direction and / or along the circumference of the adapter ring, so that the nozzle position can be quickly changed at defined intervals without repositioning the adapter ring.
  • a recess can run at an angle to the central axis of the adapter ring, the angle being less than 90 °.
  • All of the recesses can be made as a blind hole, elongated hole or as a through hole or in the form of a milling. Such a recess can be implemented, for example, by milling along the circumferential direction of the adapter ring.
  • the shape of the at least one recess essentially corresponds to the shape of the suspension section, the dimensions being relatively accurate or with Game can be provided as long as the hold of the components is sufficiently strong to one another.
  • the carrier element can be made from a strip-shaped piece of material, for example from a sufficiently thick one
  • Sheet metal strip that can be easily formed into a carrier element by bending or other forming processes.
  • the holding component can be made in one piece with a
  • a device according to the invention for attaching a gas nozzle offers various advantages. Since the gas nozzle can be fixed to the rigid carrier element and the position and distance from the adapter ring can thus remain constant, the optimal distance between the gas nozzle and the processing area can be reliably maintained. By moving the adapter ring on the burner, this distance can also be changed as required and set to a new value. The nozzle can be attached and detached without tools and makes it easier to change or clean the nozzle, so that downtimes are significantly reduced. A change of the gas nozzle to suit the respective welding task is easily possible thanks to the quick assembly. In addition, such a system can be used with any burner as long as the corresponding adapter element can be attached or a suitable recess is available for the carrier element.
  • adapter rings in different diameters can be provided with a single nozzle carrier element and can thus be adapted to several types of torch.
  • Another advantage is that even if the gas nozzle collides with the component surface, e.g. by bumping, the so executed
  • Fastening of the gas nozzle gives way and e.g. is partially pushed upwards out of the recess so that the burner and the gas nozzle are not damaged.
  • FIG. 1 shows a perspective illustration of an adapter ring on a burner with a carrier element according to an embodiment of the invention
  • FIG. 2 outlines a first embodiment of the invention with a vertical blind hole in cross section
  • Figure 3 shows a further embodiment of the invention with a vertical
  • FIG. 4 shows a further embodiment of the invention with a recess inclined with respect to the axis in cross section
  • Figure 5 shows a further embodiment of the invention with a recess in the circumferential surface in cross section
  • FIG. 6 shows a further embodiment of the invention with several recesses in the circumferential surface in cross section.
  • a quick-change holder which comprises a carrier element for a gas nozzle and a corresponding recess on a holding component such as on a burner, on an adapter element or on another suitable element.
  • the recess is designed in such a way that a curved suspension section of the carrier element can be introduced into the recess and can hold the carrier element there in a predetermined position by means of a form fit.
  • the dimensions of the recess therefore correspond at least to the suspension section to be introduced therein, but can also be designed to be larger by a certain amount, as long as a secure hold of the carrier element in the recess is ensured.
  • an adapter element it should be dimensioned with regard to its wall thickness or its circumference such that the recess can be accommodated therein.
  • the recess can be opened essentially in a direction which, when the adapter element is attached, points away from the burner nozzle during operation.
  • the quick-change holder can preferably be designed as a two-part device, in which a separate adapter element with the corresponding recess is provided as the holding component.
  • the adapter element in turn has
  • the adapter element can be a one-part or multi-part adapter ring which is designed so that it can be attached, for example, around a burner tube or attached to it and clamped there by screwing can be fixed.
  • a recess 22 can then be provided at at least one point in the adapter ring 20, which recess is shaped in such a way that it can receive a hanging section 12 of a carrier element 10 and can bring the carrier element into positive engagement with the adapter ring 20.
  • the end region of the carrier element 10 and thus also the recess 22 can be designed with a uniform rectangular or flat cross section, or alternatively with a cross section that follows the curved circumference of the adapter ring, for example.
  • the recess can be provided, for example, in an axial end face 24 of the adapter ring 20 and run essentially perpendicular to the ring axis, so that the suspended carrier element through its
  • Weight causes the form fit.
  • the recess 22 can also be at an angle ⁇ to the axis of the
  • Adapter rings 20 run, as will be described in more detail in further embodiments, the angle should be smaller than 90 ° and preferably smaller than about 45 ° or smaller than 30 ° in order to ensure a secure form fit
  • suspension section 12 of the carrier element 10 can then also run at an angle.
  • the carrier element 10 shown in Fig. 1 is designed in the form of a simple strip-shaped angle.
  • a carrier element 10 can be produced very simply by suitable forming processes from a strip-shaped piece of material, for example a sufficiently stable metal sheet, and therefore offers a particularly cost-effective production process.
  • differently shaped carrier elements can also be used, which have the same fastening principle in a corresponding
  • FIGS. 2 to 6 radial cross-sections through an adapter ring 20 in the area of one or more recesses 22 are shown by way of example, with Recesses correspondingly shaped carrier elements 10 can be introduced. It goes without saying that the features shown there by way of example
  • Carrier elements or recesses which are provided integrally in burner holders or other components can be transferred.
  • the elements can have other components such as fastening elements,
  • FIG. 2 shows a radial cross section through an adapter element in the form of an adapter ring 20 which, as in FIG. 1, can be attached to a burner 40 or a holder, etc.
  • the recess 22 for the carrier element is made here in the form of a vertical blind hole in the upper annular surface 24, that is to say in the surface which faces away from the burner nozzle during operation.
  • the suitably shaped carrier element is hung with a curved end region 12 in the recess 22 so that a secure form fit is produced by the weight of the carrier element 10 and the nozzle 30 attached to it.
  • connection can be released again by simply lifting the carrier element 10 in the opposite direction, and the gas nozzle 30 attached to the carrier element 10 can thus be changed quickly.
  • the suspension section 12 is shown here as an angularly curved area with two essentially right-angled bends, but can also be curved or rounded, e.g. with U-shaped profile.
  • the carrier element 10 comprises a nozzle section 16 for fastening a gas nozzle 30, in which, for example, integrated fastening means or receptacles for separate fastening means can be provided in order to fasten a gas nozzle to the carrier element.
  • These can be openings for screws, clamping elements such as hose clamps, internal or external threads for receiving a correspondingly designed mating thread or other means.
  • Support element 10 can be releasably or permanently rigidly fixed.
  • the fastening means can also be designed so that different nozzle elements, for example with different diameters, or different fastening systems such as screws and clamp brackets can be connected to them.
  • the nozzle section 16 of the carrier element 10 is no longer shown, but will of course be transferred to these examples.
  • the shape and design of the nozzle section can also be designed differently than shown here, as long as the gas nozzle can be attached.
  • Ring axis extending recess 22 is introduced in the end face 24 of the ring.
  • the recess is designed as a through hole here.
  • the corresponding suspension section 12 of the carrier element can then be made shorter than the hole or also longer, so that the suspended carrier element 12 depending on
  • the extended length of the suspension section 12 can ensure a particularly stable fit.
  • FIG. 4 shows an embodiment in which a recess 22 is also arranged in the axial end face 24, but is tilted outwards by an angle ⁇ with respect to the central axis of the ring 20.
  • a recess 22 is also arranged in the axial end face 24, but is tilted outwards by an angle ⁇ with respect to the central axis of the ring 20.
  • Such a design can simplify the insertion of the carrier element 12 into the recess and also offers a slight hold against the carrier element 10 being pushed out upwards, for example if the carrier element or the gas nozzle accidentally hit.
  • the angle and the dimensions of the suspension section are preferably matched to one another in order to ensure a secure hold.
  • FIG. 5 shows an embodiment in which a recess 22 is arranged in the outer peripheral surface 26 of the adapter ring 20.
  • the recess is tilted at an angle ⁇ to the axis.
  • a recess in the circumferential surface 26 offers advantages, for example, when there is only little space upwards along the ring axis (or the burner axis).
  • such a recess can also easily be made in any other component with sufficient wall thickness, for example directly in a holder or casing of a welding torch.
  • FIG. 6 shows an adapter ring 20 in which two recesses 22a, 22b configured as in FIG. 5 are attached one above the other. It goes without saying that the recesses do not have to be arranged directly one above the other, but can also be arranged offset over the circumference of the ring 20. On In this way, several holding options at different distances from the workpiece can be provided for the gas nozzle 30, which can also be carried out without moving the
  • Adapter element 20 can be adjusted quickly and allow precisely defined dimensions. Significantly more than two recesses could be made along the axis of the burner and the nozzle position could be varied flexibly by hanging and unhooking the carrier element without having to move the adapter ring 20.
  • a plurality of recesses 22 can also be arranged around the circumference of the adapter ring 20 in all the embodiments shown. In this way, the angle of the gas nozzle 30 to the processing area can be adjusted quickly, or the gas nozzle can be relocated for a short time in the case of special space conditions, especially during manual welding.
  • recesses in the circumferential surface 26 and recesses in the end surface 24 can of course also be combined with one another as desired.
  • Hanging section also include several separate areas.
  • the end area of the carrier element could be designed in such a way that two or more separate hook arms engage in corresponding, matching recesses in the adapter ring.
  • the recesses for these arms could be designed contiguously or individually.
  • a wider or stepped adapter ring could also be used, which makes it possible to change the distance between the gas nozzle and the burner in a simple manner, even in the radial direction.
  • several recesses spaced apart in the radial direction could be made on a wider adapter ring so that a suitably shaped suspension section with a sufficiently wide support surface can be suspended at different radii or distances from the burner axis.
  • the suspension section should be designed for all embodiments in such a way that it can be suspended in the adapter ring in any intended position without risking the correct suspension and secure fit of the gas nozzle.
  • the The upper area which adjoins the hook-in section 12 and, in embodiments as shown, for example, in FIGS. 2 and 3, comes to rest on the edge of the adapter ring, have a sufficient width.
  • the width of this area can optionally also be used to define the distance between the attached gas nozzle and the burner.
  • Form carrier element so for example with a corresponding
  • Hanging section which is provided for hanging in the recesses as described above.
  • the material for the carrier element 10 and the holding component 20 is suitable
  • the suspension portion 12 help to fix the carrier element 10 more firmly in the recess 22 by clamping force.
  • a corresponding recess can also be provided directly in the cover instead of an adapter element.
  • a burner could already be equipped in one piece with a holding component that has at least one corresponding recess.
  • Drag gas nozzle for secondary gas protection but also as a holder for a primary Shielding gas nozzle or active gas nozzle can be used and used for all types of torches or welding devices. It is also understood that the elements described, such as the adapter ring, do not necessarily have to be designed in the form of a ring, but rather, in particular, can be designed as desired in the free area outward.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur auswechselbaren Befestigung einer Gasdüse, umfassend ein längliches Trägerelement (10), das einen Düsenabschnitt (16) zur Befestigung einer Gasdüse (30) aufweist und mit einem gekrümmten Einhängeabschnitt (12) versehen ist, und ein Haltebauteil (20), das mit mindestens einer Ausnehmung (22) versehen ist, welche so geformt ist, dass der Einhängeabschnitt (12) des Trägerelements in die Ausnehmung (22) eingebracht werden kann, so dass ein formschlüssiger Eingriff zwischen dem Trägerelement (10) und dem Haltebauteil (20) entsteht.

Description

Beschreibung
Schnellwechselsvstem für Schutzaas-Schleppdüsen
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur auswechselbaren Befestigung einer Gasdüse für einen Schweißprozess.
Im Bereich der Schweißtechnik werden zu verschiedenen Zwecken Gase in den Arbeitsbereich am Werkstück eingeleitet. Insbesondere handelt es sich dabei um Schutzgase, also beispielsweise um Inertgase, die eine Gasschicht um den
Bearbeitungsbereich bilden und eine Oxidation der Materialien bei oder nach einem Schweißprozess bzw. bei einer Wärmebehandlung verhindern. Außerdem können Gase gezielt eingesetzt werden, um Bearbeitungsparameter zu beeinflussen. Das Schutzgas wird üblicherweise über Düsen ausgegeben, die mit dem Brenner integriert sind. Je nach verarbeitetem Werkstoff und gewünschtem Effekt kann es auch notwendig oder sinnvoll sein, zusätzlich zum Schutzgas im direkten
Bearbeitungsbereich auch den weiteren bzw. schon bearbeiteten Bereich mit Gas zu beaufschlagen, beispielsweise bis zum Unterschreiten der Oxidationstemperatur. Dieser sekundäre Gasschutz wird oftmals durch sogenannte Schleppdüsen erreicht, die zusätzlich am Brenner oder an nachlaufenden Abdeckungen wie z.B. einem Schleppschuh angebracht werden.
Üblicherweise wird die Schleppdüse über Schlauchschellen und ähnliche
Klemmelemente am Brenner oder am Schleppschuh befestigt. Es wird also beispielsweise eine Schelle am Brennerrohr fixiert, in welche eine Gasdüse eingeführt und dann durch Verschrauben der Schelle fest eingeklemmt werden kann. Als weitere Möglichkeit werden Düsen verwendet, die mit einem geeigneten Gewinde versehen und fest mit dem Brennerelement oder einer Abdeckung verschraubt sind. Ebenso können auch Schleppdüsen bereits fest in einen Brenner integriert sein.
In all diesen Fällen wird aber ein Wechsel der Schutzgasdüse, etwa zur Reinigung, oder ein Wechsel der Brennerelektrode sehr aufwendig, so dass die Ausfallzeit bei Schweißprozessen erhöht wird.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine einfachere Anordnung einer Gasdüse zu erreichen. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass eine Vorrichtung zur auswechselbaren Befestigung einer Gasdüse vorgeschlagen wird, wobei die Vorrichtung ein lang es Trägerelement umfasst, das einen Düsenabschnitt zur Befestigung einer Gasdüse aufweist und mit einem gekrümmten Einhängeabschnitt versehen ist, und ein
Haltebauteil, das mit mindestens einer Ausnehmung versehen ist, welche so geformt ist, dass der Einhängeabschnitt des Trägerelements in die Ausnehmung eingebracht werden kann, so dass ein formschlüssiger Eingriff zwischen dem Trägerelement und dem Haltebauteil entsteht. Auf diese Weise kann eine Gasdüse durch einfaches Ein- und Aushängen in ein entsprechendes Haltebauteil befestigt werden und schnell ohne Werkzeuggebrauch ausgewechselt werden. Eine derartige Vorrichtung bietet sich insbesondere für Schleppgasdüsen an, die zusätzlich angebracht werden, kann aber auch für andere Gasdüsen einsetzbar sein.
Dabei kann das Haltebauteil einen Adapterring umfassen, der an einem rohrförmigen Bauteil, wie etwa direkt an einem Brenner oder einem anderen Element befestigbar ist.
Eine Ausnehmung kann dann beispielsweise in einer axialen Endfläche und/oder in der äußeren Umfangsfläche des Adapterrings angeordnet sein. So kann die Befestigung flexibel auf die jeweiligen Platzverhältnisse angepasst werden.
Der Adapterring kann auch mit mehreren in axialer Richtung und/oder entlang des Umfangs des Adapterrings voneinander beabstandeten Ausnehmungen versehen sein, so dass auch ohne Umsetzen des Adapterrings eine schnelle Veränderung der Düsenposition in definierten Abständen möglich ist.
Optional kann eine Ausnehmung in einem Winkel zur Mittelachse des Adapterrings verlaufen, wobei der Winkel kleiner als 90° ist. Dabei können alle Ausnehmungen als Sackloch, Langloch oder als Durchgangsloch oder in Form einer Fräsung gefertigt sein. Eine solche Ausnehmung kann beispielsweise durch eine Fräsung entlang der Umfangsrichtung des Adapterrings ausgeführt werden.
Bevorzugt entspricht die Form der mindestens einen Ausnehmung im Wesentlichen der Form des Einhängeabschnitts, wobei die Abmessungen relativ passgenau oder mit Spiel vorgesehen sein können, solange der Halt der Bauteile zueinander ausreichend fest ist.
In einer Ausführungsform kann das Trägerelement aus einem streifenförmigen Materialstück gefertigt sein, beispielsweise aus einem ausreichend dicken
Blechstreifen, der auf einfache Weise durch Biegen oder andere Umformverfahren zu einem Trägerelement geformt werden kann.
In einer weiteren Ausführungsform kann das Haltebauteil einstückig mit einem
Schweißbrenner oder einer Halterung für einen Schweißbrenner ausgebildet sein, so dass kein Adapter notwendig ist.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Gasdüsenbefestigung bietet verschiedene Vorteile. Da die Gasdüse an dem starren Trägerelement fixiert werden kann und Lage und Abstand zum Adapterring damit konstant bleiben können, kann zuverlässig der optimale Abstand der Gasdüse zum Bearbeitungsbereich eingehalten werden. Durch Versetzen des Adapterrings am Brenner kann dieser Abstand auch nach Wunsch verändert und auf einen neuen Wert festgelegt werden. Das Ein- und Aushängen der Düse ist ohne Werkzeug möglich und erleichtert das Wechseln oder Säubern der Düse, so dass Ausfallzeiten erheblich reduziert werden. Ein Wechsel der Gasdüse passend zur jeweiligen Schweißaufgabe ist durch die schnelle Montage problemlos möglich. Außerdem kann ein derartiges System mit jedem beliebigen Brenner verwendet werden, solange das entsprechende Adapterelement angebracht werden kann bzw. eine passende Ausnehmung für das Trägerelement vorhanden ist.
Beispielsweise können Adapterringe in unterschiedlichen Durchmessern mit einem einzelnen Düsenträgerelement bereitgestellt werden und so auf mehrere Brennertypen angepasst werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass auch bei einer Kollision der Gasdüse mit der Bauteiloberfläche, z.B. durch Anstoßen, die so ausgeführte
Befestigung der Gasdüse nachgibt und z.B. nach oben teilweise aus der Ausnehmung geschoben wird, so dass der Brenner und die Gasdüse dabei keinen Schaden nehmen.
Die Erfindung sowie weitere Einzelheiten der Erfindung werden im Folgenden anhand von in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert, wobei Figur 1 eine perspektivische Darstellung eines Adapterrings an einem Brenner mit einem Trägerelement gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;
Figur 2 eine erste Ausführungsform der Erfindung mit einem senkrechten Sackloch im Querschnitt skizziert;
Figur 3 eine weitere Ausführungsform der Erfindung mit einem senkrechten
Durchgangsloch im Querschnitt skizziert,
Figur 4 eine weitere Ausführungsform der Erfindung mit einer gegenüber der Achse geneigten Ausnehmung im Querschnitt zeigt;
Figur 5 eine weitere Ausführungsform der Erfindung mit einer Ausnehmung in der Umfangsfläche im Querschnitt zeigt; und
Figur 6 eine weitere Ausführungsform der Erfindung mit mehreren Ausnehmungen in der Umfangsfläche im Querschnitt zeigt.
Ausführliche Beschreibung
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird eine Schnellwechselhalterung bereitgestellt, die ein Trägerelement für eine Gasdüse sowie eine entsprechende Ausnehmung an einem Haltebauteil wie an einem Brenner, an einem Adapterelement oder an einem anderen geeigneten Element umfasst. Die Ausnehmung ist so gestaltet, dass ein gekrümmter Einhängeabschnitt des Trägerelements in die Ausnehmung eingebracht werden kann und dort das Trägerelement in einer vorgegebenen Position durch einen Formschluss halten kann. Die Ausnehmung entspricht also in ihren Abmessungen mindestens dem darin einzubringenden Einhängeabschnitt, kann aber auch um ein gewisses Maß größer gestaltet sein, solange ein sicherer Halt des Trägerelements in der Ausnehmung gewährleistet ist. Falls ein Adapterelement verwendet ist, soll dieses in Bezug auf seine Wandstärke bzw. seinen Umfang so bemessen sein, dass die Ausnehmung darin untergebracht werden kann. Dabei kann die Ausnehmung im Wesentlichen in eine Richtung geöffnet sein, die bei Anbringung des Adapterelements im Betrieb von der Brennerdüse weg weist.
Bevorzugt kann die Schnellwechselhalterung als zweiteilige Vorrichtung ausgestaltet sein, bei der als Haltebauteil ein gesondertes Adapterelement mit der entsprechenden Ausnehmung vorgesehen ist. Das Adapterelement wiederum weist
Befestigungsbereiche auf, mit denen es beispielsweise an einem Schweißbrenner 40 oder einem anderen rohrförmigen Bauteil wie einer Halterung befestigt werden kann. In einer in Figur 1 perspektivisch dargestellten beispielhaften Ausführungsform kann es sich bei dem Adapterelement um einen ein- oder mehrteiligen Adapterring handeln, der so gestaltet ist, dass er z.B. um ein Brennerrohr herum angebracht werden kann bzw. auf dieses aufgesteckt werden kann und dort durch Verschrauben geklemmt fixiert werden kann.
An mindestens einer Stelle in dem Adapterring 20 kann dann eine Ausnehmung 22 vorgesehen sein, die so ausgeformt ist, dass sie einen Einhängeabschnitt 12 eines Trägerelements 10 aufnehmen kann und das Trägerelement in formschlüssigen Eingriff mit dem Adapterring 20 bringen kann. In einer einfachen Ausführungsform kann der Endbereich des Trägerelements 10 und damit auch die Ausnehmung 22 mit einem gleichmäßigen rechteckigen bzw. flachen Querschnitt ausgebildet sein, oder alternativ mit einem Querschnitt, der beispielsweise dem gekrümmten Umfang des Adapterrings folgt. Dabei kann die Ausnehmung beispielsweise in einer axialen Endfläche 24 des Adapterrings 20 vorgesehen sein und im Wesentlichen senkrecht zur Ringachse verlaufen, so dass das eingehängte Trägerelement durch seine
Gewichtskraft den Formschluss bewirkt.
Alternativ kann die Ausnehmung 22 auch in einem Winkel ß zur Achse des
Adapterrings 20 verlaufen, wie in weiteren Ausführungsformen ausführlicher beschrieben wird, wobei der Winkel kleiner als 90° sein soll und bevorzugt kleiner als ca. 45° oder kleiner als 30° sein kann, um einen sicheren Formschluss beim
Einhängen zu gewährleisten. Entsprechend kann dann auch der Einhängeabschnitt 12 des Trägerelements 10 in einem Winkel verlaufen.
Das in Fig. 1 gezeigte Trägerelement 10 ist in Form eines einfachen streifenförmigen Winkels gestaltet. Ein solches Trägerelement 10 ist sehr einfach durch geeignete Umform verfahren aus einem streifenförmigen Materialstück, etwa einem ausreichend stabilen Metallblech herstellbar und bietet daher ein besonders kostengünstiges Herstellungsverfahren. Ebenso können aber auch anders geformte Trägerelemente genutzt werden, die demselben Befestigungsprinzip in einer entsprechenden
Ausnehmung 22 folgen.
In den Figuren 2 bis 6 sind beispielhaft radiale Querschnitte durch einen Adapterring 20 im Bereich einer oder mehrerer Ausnehmungen 22 gezeigt, wobei in die Ausnehmungen entsprechend geformte Trägerelemente 10 eingebracht werden können. Es versteht sich, dass die dort beispielhaft gezeigten Merkmale auf
Ausnehmungen in anderen Elementen, beispielsweise in nicht-ringförmigen
Trägerelementen oder Ausnehmungen, die integral in Brennerhalterungen oder anderen Bauteilen vorgesehen sind, übertragen werden können. Außerdem können die Elemente weitere Bestandteile aufweisen wie etwa Befestigungselemente,
Klemmschrauben, weitere Öffnungen und anderes, das in diesen schematischen Zeichnungen nicht dargestellt ist.
Figur 2 zeigt einen radialen Querschnitt durch ein Adapterelement in Form eines Adapterrings 20, der wie in Figur 1 auf einen Brenner 40 oder eine Halterung etc. angebracht werden kann. Die Ausnehmung 22 für das Trägerelement ist hier in Form eines senkrechten Sacklochs in der oberen Ringfläche 24 eingebracht, also in der Fläche, die im Betrieb von der Brennerdüse weg weist. Wie in der Figur zu sehen ist, wird das passend geformte Trägerelement mit einem gekrümmten Endbereich 12 in die Ausnehmung 22 eingehängt, so dass durch die Gewichtskraft des Trägerelements 10 und der daran befestigten Düse 30 ein sicherer Formschluss hergestellt wird.
Gleichzeitig kann die Verbindung durch einfaches Anheben des Trägerelements 10 in die Gegenrichtung wieder gelöst werden und so ein schneller Wechsel der an dem Trägerelement 10 angebrachten Gasdüse 30 erfolgen. Der Einhängeabschnitt 12 ist hier als eckig gekrümmter Bereich mit zwei im Wesentlichen rechtwinkligen Biegungen gezeigt, kann aber auch geschwungen bzw. abgerundet geformt sein, z.B. mit U- förmigem Profil.
An seinem anderen Ende umfasst das Trägerelement 10 einen Düsenabschnitt 16 zur Befestigung einer Gasdüse 30, in dem beispielsweise integrierte Befestigungsmittel oder Aufnahmen für separate Befestigungsmittel vorgesehen sein können, um eine Gasdüse an dem Trägerelement zu befestigen. Dabei kann es sich um Öffnungen für Schrauben, Klemmelemente wie Schlauchschellen, Innen- oder Außengewinde zur Aufnahme eines entsprechend gestalteten Gegengewindes oder andere Mittel handeln. Mittels dieser Befestigungsmittel kann eine Gasdüse 30 dann an dem
Trägerelement 10 lösbar oder dauerhaft starr fixiert werden. Die Befestigungsmittel können auch so ausgebildet sein, dass verschiedene Düsenelemente, z.B. mit verschiedenen Durchmessern, oder unterschiedliche Befestigungssysteme wie Schrauben und Klemmhalterungen damit verbindbar sind. In den folgenden Figuren wird der Düsenabschnitt 16 des Trägerelements 10 zur Vereinfachung nicht mehr gezeigt, soll aber selbstverständlich auf diese Beispiele übertragen werden. Die Form und Ausführung des Düsenabschnitts dagegen kann auch anders gestaltet sein als hier gezeigt, solange eine Befestigung der Gasdüse möglich ist.
In Figur 3 ist ein Adapterring 20 gezeigt, in dem wie in Figur 2 eine parallel zur
Ringachse verlaufende Ausnehmung 22 in der Endfläche 24 des Rings eingebracht ist. Allerdings ist die Ausnehmung hier als Durchgangsloch ausgeführt. Der entsprechende Einhängeabschnitt 12 des Trägerelements kann dann kürzer als das Loch oder auch länger ausgeführt werden, so dass das eingehängte Trägerelement 12 je nach
Abmessung auch an der anderen Ringfläche wieder austreten kann. Die erweiterte Länge des Einhängeabschnitts 12 kann für einen besonders stabilen Sitz sorgen.
Figur 4 zeigt eine Ausführungsform, bei der eine Ausnehmung 22 ebenfalls in der axialen Endfläche 24 angeordnet ist, aber gegenüber der Mittelachse des Rings 20 um einen Winkel ß nach außen verkippt ist. Eine solche Ausführung kann das Einschieben des Trägerelements 12 in die Ausnehmung vereinfachen und bietet außerdem auch einen leichten Halt gegen ein Herausschieben des Trägerelements 10 nach oben, beispielsweise bei einem versehentlichen Anstoßen des Trägerelements oder der Gasdüse. Der Winkel und die Abmessungen des Einhängeabschnitts sind bevorzugt aufeinander abgestimmt, um einen sicheren Halt zu gewährleisten.
In Figur 5 ist eine Ausführungsform gezeigt, bei der eine Ausnehmung 22 in der äußeren Umfangsfläche 26 des Adapterrings 20 angeordnet ist. Wie bereits bei der vorherigen Ausführungsform ist die Ausnehmung um einen Winkel ß zur Achse verkippt. Eine Ausnehmung in der Umfangsfläche 26 bietet beispielsweise Vorteile, wenn entlang der Ringachse (bzw. der Brennerachse) nach oben nur wenig Platz vorhanden ist. Insbesondere kann eine solche Ausnehmung auch in beliebigen anderen Bauteilen mit ausreichender Wanddicke leicht eingebracht werden, beispielsweise direkt in einer Halterung oder Ummantelung eines Schweißbrenners.
Schließlich ist in Figur 6 ein Adapterring 20 dargestellt, bei dem zwei wie in Figur 5 gestaltete Ausnehmungen 22a, 22b übereinander angebracht sind. Es versteht sich, dass die Ausnehmungen nicht direkt übereinander angeordnet sein müssen, sondern auch über den Umfang des Rings 20 hinweg versetzt angeordnet sein können. Auf diese Weise können mehrere Haltemöglichkeiten in verschiedenen Abständen zum Werkstück für die Gasdüse 30 vorgesehen sein, die auch ohne Versetzen des
Adapterelements 20 schnell eingestellt werden können und dabei exakt definierte Abmessungen ermöglichen. So könnten auch deutlich mehr als zwei Ausnehmungen entlang der Achse des Brenners angebracht werden und flexibel die Düsenposition durch Ein- und Aushängen des Trägerelements variiert werden, ohne den Adapterring 20 verschieben zu müssen.
Zusätzlich oder alternativ können auch mehrere Ausnehmungen 22 in allen gezeigten Ausführungsformen um den Umfang des Adapterrings 20 herum angeordnet sein. So kann der Winkel der Gasdüse 30 zum Bearbeitungsbereich schnell verstellt werden, oder die Gasdüse bei besonderen Platzverhältnissen insbesondere beim manuellen Schweißen kurzfristig versetzt werden.
Außerdem können natürlich auch Ausnehmungen in der Umfangsfläche 26 und Ausnehmungen in der Endfläche 24 miteinander beliebig kombiniert werden.
In einer weiteren Ausführungsform kann die Ausnehmung zur Aufnahme des
Einhängeabschnitts auch mehrere separate Bereiche umfassen. Beispielsweise könnte der Endbereich des Trägerelements so gestaltet sein, dass zwei oder mehr separate Hakenarme in entsprechende passende Ausnehmungen im Adapterring eingreifen. Die Ausnehmungen für diese Arme könnten zusammenhängend oder einzeln ausgestaltet sein.
Ebenso könnte ein breiterer oder gestufter Adapterring verwendet werden, der es möglich macht, auch in radialer Richtung den Abstand der Gasdüse zum Brenner auf einfache Weise zu verändern. Beispielsweise könnten auf einem breiteren Adapterring mehrere in radialer Richtung von einander beabstandete Ausnehmungen eingebracht sein, so dass ein geeignet geformter Einhängeabschnitt mit einer ausreichend breiten Auflagefläche in verschiedenen Radien bzw. Abständen zur Brennerachse eingehängt werden kann.
Der Einhängeabschnitt soll für alle Ausführungsformen so gestaltet sein, dass er in jeder vorgesehenen Position in den Adapterring eingehängt werden kann, ohne dabei die korrekte Einhängung und den festen Sitz der Gasdüse zu riskieren. Dazu sollte der obere Bereich, der an den Einhängeabschnitt 12 anschließt und in Ausführungsformen wie zum Beispiel in den Figuren 2 und 3 gezeigt auf dem Rand des Adapterrings zu liegen kommt, eine ausreichende Breite aufweisen. Über die Breite dieses Bereichs kann optional auch der Abstand der angefügten Gasdüse zum Brenner definiert werden.
Es ist ebenso denkbar, eine Gasdüse 30 einteilig mit einem entsprechenden
Trägerelement auszubilden, also beispielsweise mit einem entsprechenden
Einhängeabschnitt, der zum Einhängen in die Ausnehmungen wie vorstehend beschrieben vorgesehen ist.
Als Material für das Trägerelement 10 und das Haltebauteil 20 bietet sich
beispielsweise ein Metall an, wie etwa ein beliebiger Stahl, aber auch Kunststoffe oder andere geeignete Materialien sind denkbar. Es versteht sich, dass dabei
Hitzebeständigkeit und andere Merkmale wie die ausreichende Steifigkeit des
Materials für die Auswahl zu beachten sind. Optional könnte beispielsweise auch eine kompressible Elastomerbeschichtung der Ausnehmung 22 und/oder des
Einhängeabschnitts 12 dazu beitragen, das Trägerelement 10 in der Ausnehmung 22 durch Klemmkraft stärker zu fixieren.
Falls ein Schleppschuh oder eine ähnliche Abdeckung oder Brennerkonfiguration genutzt wird, kann anstelle eines Adapterelements auch direkt in der Abdeckung eine entsprechende Ausnehmung vorgesehen sein.
Ebenso könnte ein Brenner auch bereits mit einem Haltebauteil einteilig ausgestattet sein, der mindestens eine entsprechende Ausnehmung aufweist.
Alle vorstehend für ein Adapterelement beschriebenen Konfigurationen und Optionen können selbstverständlich ebenso auf Ausnehmungen in anderen Elementen angewandt werden.
Es versteht sich, dass alle Ausführungsformen der Erfindung und Kombinationen davon nicht nur in den beschriebenen Situationen eingesetzt werden können, sondern in allen Anwendungen, in denen eine Gasdüse oder ähnliche Vorrichtungen befestigt werden sollen. Insbesondere kann eine solche Befestigung nicht nur für eine
Schleppgasdüse für sekundären Gasschutz, sondern auch als Halter für eine primäre Schutzgasdüse oder Aktivgasdüse genutzt werden und für alle Arten von Brennern oder Schweißgeräten genutzt werden. Ebenso versteht sich, dass beschriebene Elemente wie etwa der Adapterring nicht zwingend ringförmig ausgebildet sein müssen, sondern insbesondere nach außen im freien Bereich beliebig ausgestaltet sein können.
Bezuqszeichenliste
10 Trägerelement
12 Einhängeabschnitt
16 Düsenabschnitt
20 Adapterring
22 Ausnehmung
24 axiale Endfläche des Adapterrings 26 äußere Umfangsfläche des Adapterrings
30 Gasdüse
40 Brenner

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zur auswechselbaren Befestigung einer Gasdüse, umfassend:
ein längliches Trägerelement (10), das einen Düsenabschnitt (16) zur
Befestigung der Gasdüse (30) aufweist und mit einem gekrümmten
Einhängeabschnitt (12) versehen ist,
und ein Haltebauteil (20), das mit mindestens einer Ausnehmung (22) versehen ist, welche so geformt ist, dass der Einhängeabschnitt (12) des Trägerelements in die Ausnehmung (22) eingebracht werden kann, so dass ein formschlüssiger Eingriff zwischen dem Trägerelement (10) und dem
Haltebauteil (20) entsteht.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , wobei das Haltebauteil einen Adapterring (20)
umfasst, der an einem rohrförmigen Bauteil befestigbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die mindestens eine Ausnehmung (22) in einer axialen Endfläche (24) des Adapterrings (20) angeordnet ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, wobei die mindestens eine
Ausnehmung (22) in der äußeren Umfangsfläche (26) des Adapterrings angeordnet ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei der Adapterring mit
mehreren in axialer Richtung und/oder entlang des Umfangs des Adapterrings (20) voneinander beabstandeten Ausnehmungen (22a, 22b) versehen ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei die Ausnehmung (22) in einem Winkel (ß) zur Mittelachse des Adapterrings (20) verläuft, wobei der Winkel kleiner als 90° ist.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die mindestens eine Ausnehmung (22) als Sackloch oder als Durchgangsloch oder mittels einer Fräsung gefertigt ist. 8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Form der mindestens einen Ausnehmung (22) im Wesentlichen der Form des
Einhängeabschnitts (12) entspricht. 9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das
Trägerelement (10) aus einem streifenförmigen Materialstück gefertigt ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 1 , wobei das Haltebauteil (20) einstückig mit einem Schweißbrenner (40) oder einer Halterung für einen Schweißbrenner ausgebildet ist.
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einer an dem
Düsenabschnitt (16) befestigten Gasdüse (30). 12. Brenner mit einer Vorrichtung nach Anspruch 11 , wobei ein Bauteil des Brenners
(40) oder der Brenner (40) selbst mittels des Haltebauteils (20) mit der Vorrichtung verbunden ist.
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