PL201179B1 - Urządzenie do regulacji wydajności chłodzenia urządzenia chłodzącego, jego zastosowanie do spawania łukiem elektrycznym, urządzenie chłodzące oraz urządzenie do sterowania jednym z kilku dołączonych narzędzi - Google Patents

Abstract

Urz adzenie (9, 10, 11, 12) do regulacji wy- dajno sci ch lodzenia urz adzenia ch lodz acego, gdzie urz adzenie ch lodz ace jest dolaczone do lacz acego urz adzenia (7, 8), przeznaczonego do do laczania ko ncówki jednego z kilku do la- czanych narz edzi, które po do laczeniu i pod- czas dzia lania ma by c ch lodzone przez urz a- dzenie ch lodz ace za pomoc a ch lodziwa prze- p lywaj acego przez ko ncówk e lacz ac a i gdzie to urz adzenie (9, 10, 11, 12) jest przeznaczone do do laczenia w sensie sygna lów do urz adzenia steruj acego wydajno scia ch lodzenia, znamien- ne tym, ze jest przeznaczone do umieszczenia w i/lub w bezpo srednim pobli zu lacz acego urz adzenia (7, 8), a ponadto zawiera z jednej strony srodki do wykrywania obecno sci lub nieobecno sci ko ncówki lacz acej w lacz acym urz adzeniu (7, 8), w postaci czujnika (9), a z drugiej strony do generowania sygna lu od- powiadaj acego wynikowi wykrywania w postaci czujnika sygnalizacyjnego (11). PL PL PL PL

Description

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 201179 (21) Numer zgłoszenia: 365119 ^{(13) B1} (22) Data zgłoszenia: 03.12.2001 ^{(51) Int.Cl.}

B23K 9/10 (2006.01) (86) Data i numer zgłoszenia międzynarodowego:

03.12.2001, PCT/SE01/02662 (87) Data i numer publikacji zgłoszenia międzynarodowego:

06.06.2002, WO02/43914 PCT Gazette nr 23/02

Urządzenie do regulacji wydajności chłodzenia urządzenia chłodzącego, (54) jego zastosowanie do spawania łukiem elektrycznym, urządzenie chłodzące oraz urządzenie do sterowania jednym z kilku dołączonych narzędzi

(30) Pierwszeństwo:	(73) Uprawniony z patentu:
01.12.2000,SE,0004444-6	ESAB AB,Goteborg,SE
(43) Zgłoszenie ogłoszono:	(72) Twórca(y) wynalazku: Ake Landmark,Laxa,SE
27.12.2004 BUP 26/04
(45) O udzieleniu patentu ogłoszono:	(74) Pełnomocnik:
31.03.2009 WUP 03/09	Rokicki Bogdan, Kancelaria Patentowa Bogdan Rokicki s.c.

(57) Urządzenie (9, 10, 11, 12) do regulacji wydajności chłodzenia urządzenia chłodzącego, gdzie urządzenie chłodzące jest dołączone do łączącego urządzenia (7, 8), przeznaczonego do dołączania końcówki jednego z kilku dołączanych narzędzi, które po dołączeniu i podczas działania ma być chłodzone przez urządzenie chłodzące za pomocą chłodziwa przepływającego przez końcówkę łączącą i gdzie to urządzenie (9, 10, 11, 12) jest przeznaczone do dołączenia w sensie sygnałów do urządzenia sterującego wydajnością chłodzenia, znamienne tym, że jest przeznaczone do umieszczenia w i/lub w bezpoś rednim pobliżu łączącego urządzenia (7, 8), a ponadto zawiera z jednej strony środki do wykrywania obecności lub nieobecności końcówki łączącej w łączącym urządzeniu (7, 8), w postaci czujnika (9), a z drugiej strony do generowania sygnał u odpowiadającego wynikowi wykrywania w postaci czujnika sygnalizacyjnego (11).

PL 201 179 B1

Opis wynalazku

Przedmiotowy wynalazek dotyczy urządzenia do regulacji wydajności chłodzenia urządzenia chłodzącego, jego zastosowania do spawania łukiem elektrycznym, urządzenia chłodzącego oraz urządzenia do sterowania jednym z kilku dołączonych narzędzi.

Urządzenie chłodzące, które może być wykorzystywane zamiennie przez różne narzędzia dołączane do tego urządzenia i posiadające różne wymagania, jeśli chodzi o chłodzenie, musi być zdolne do dostosowania wydajności chłodzenia do zapotrzebowania narzędzia, które właśnie zostało dołączone. Wymaganie to może być spowodowane warunkami temperaturowymi krytycznymi dla procesu, w którym uż ywane jest narzę dzie. Inną przyczyną takiego wymagania moż e być ś rodowisko pracy, gdzie trzeba do minimum zmniejszyć poziom hałasu, albo aspekty czysto ekonomiczne, kiedy celem jest przedłużenie żywotności urządzenia. Aby to zilustrować, weźmiemy przykład maszyny do spawania łukiem elektrycznym.

Przy spawaniu metalu w osłonie gazowej, zwanym dalej spawaniem metodą MIG/MAG, urządzenie złożone jest między innymi ze źródła prądu spawania i mechanizmu doprowadzania drutu elektrody, jak również z uchwytu elektrody, który może być dołączony do źródła prądu i/lub mechanizmu doprowadzania drutu elektrody poprzez kabel spawalniczy należący do uchwytu elektrody. Ponadto często stosowany jest również zespół chłodzący przeznaczony do chłodzenia uchwytu elektrody i kabla spawalniczego, należącego do tego uchwytu. Zadaniem tego zespołu chłodzącego jest powodowanie wymuszonego chłodzenia kabla spawalniczego i/lub uchwytu elektrody.

Kabel spawalniczy, który doprowadza prąd spawania do uchwytu elektrody, musi mieć małe wymiary, aby umożliwić maksymalną dostępność i ruchliwość uchwytu elektrody oraz zmniejszyć obciążenie spawacza. Z drugiej strony kabel ten musi mieć wymiary zapewniające mały spadek napięcia, aby uniknąć nadmiernego wytwarzania w nim ciepła przy często dużych natężeniach prądu stosowanych przy spawaniu metodą MIG/MAG. Konflikt ten jest często rozwiązywany przez stosowanie kabla spawalniczego osłoniętego rurą chłodzącą, przez którą płynie chłodziwo pomiędzy zespołem chłodzącym a uchwytem elektrody. Uchwyt elektrody wymaga wymuszonego chłodzenia podczas spawania łukiem o dużej energii.

Kiedy spawanie przeprowadza się przy małych natężeniach prądu i/lub przy małym wykorzystaniu, to znaczy z długimi przerwami pomiędzy kolejnymi wystąpieniami łuku, często można wykorzystywać uchwyt spawalniczy z chłodzeniem własnym, to znaczy uchwyt, który jest chłodzony tylko przez powietrze otoczenia i przez gaz ochronny przepływający przez ten uchwyt. Ponieważ uchwyt elektrody tego rodzaju jest lżejszy i mniejszy, uchwyty takie są korzystne zarówno ze względu na łatwy dostęp podczas robót spawalniczych w ograniczonych przestrzeniach, jak i ze względu na wygodę, ponieważ uchwyt oraz kabel spawalniczy, który nie musi zawierać wtedy rur chłodzących, jest lżejszy i zmniejsza ryzyko przeciążenia spawacza.

Z powyższego wynika, że często mogą pojawić się sytuacje, w których ten sam zestaw złożony ze źródła prądu spawania i mechanizmu doprowadzania drutu elektrody, jest na przemian używany do spawania z uchwytem chłodzonym samoczynnie oraz do spawania z uchwytem z wymuszonym chłodzeniem.

Łączenie rur chłodzących ze źródłem prądu lub mechanizmem doprowadzania drutu elektrodowego, by doprowadzać lub odprowadzać chłodziwo, często przeprowadza się za pomocą szybkich złączy z automatycznymi ogranicznikami, aby uniemożliwiać wyciek chłodziwa po połączeniu lub rozłączeniu rur. Po odłączeniu rur pompa chłodząca będzie, zatem działać wbrew tym ogranicznikom i nie ma obiegu chłodziwa. Pompa nie jest normalnie dostosowana do pracy w takich warunkach. W związku z tym niektórzy producenci dostarczają również urządzenie łączące do bezpośredniego sprzęgania ze sobą dwóch złączy rurowych na źródle prądu lub mechanizmie doprowadzania drutu elektrodowego, aby utrzymywać cyrkulację, nawet, gdy uchwyt elektrody nie jest dołączony do obwodu chłodziwa. Problem takiego rozwiązania polega na tym, że po każdym łączeniu i odłączaniu rur chłodzących trzeba przeprowadzić dodatkowy zabieg mocowania. Ponadto istnieje ryzyko zgubienia niewielkiego urządzenia łączącego. Dalszy problem polega na tym, że pompa chłodząca będzie działać cały czas niezależnie od tego, czy chłodzenie jest potrzebne, czy też nie. Prowadzi to do zbędnego zużycia pompy oraz do irytujących i niepotrzebnie wysokich poziomów hałasu.

Inne rozwiązanie tego problemu polega na tym, że ręczny wyłącznik pompy chłodziwa musi zostać wyłączony, gdy używa się uchwytu elektrody z samoczynnym chłodzeniem. Ma to zalety w porównaniu z poprzednim rozwiązaniem w odniesieniu do zużycia i poziomu hałasu. Jednakże rozwiązanie to

PL 201 179 B1 wiąże się z ryzykiem, że pompa taka przez przeoczenie nie zostanie ponownie uruchomiona po dołączeniu chłodzonego uchwytu elektrody. Można wtedy doprowadzić do uszkodzenia uchwytu na skutek przegrzania.

Trzecie rozwiązanie oparte jest na elemencie kontrolującym przepływ w obwodzie chłodziwa, który może wykrywać brak narzędzia dołączonego do chłodzenia zespołu i może następnie przykładowo odłączyć pompę chłodziwa. Jednakże dla wielu rodzajów urządzeń rozwiązanie takie jest zbyt drogie, by znalazło praktyczne zastosowanie.

Oczywiście potrzebne chłodzenie zmienia się również w grupie uchwytów elektrody z wymuszonym chłodzeniem. W nowoczesnych rozwiązaniach zespół chłodzący jest, zatem dostosowany do największego wymaganego chłodzenia i zapewnia takie chłodzenie niezależnie od tego, jaki uchwyt elektrody jest dołączony w danej chwili do obwodu chłodzenia. Powoduje to niepotrzebne zużycie i kłopotliwy hałas.

Od dawna znane jest stosowanie narzędzi spawalniczych z oznaczeniem, takim jak wartość rezystancji, reprezentującym typ narzędzia, które nadaje się do odczytywania przez dołączane urządzenie spawalnicze. Urządzenie spawalnicze może dzięki temu dostosować maksymalną dopuszczalną wydajność do typu narzędzia. W ten sposób można również dostosować wydajność chłodzenia, jak opisano np. w WO 0044523.

Problem z taką regulacją wydajności chłodzenia polega na tym, że dołączenie elektryczne uchwytu elektrody w większości przypadków przeprowadzane jest całkowicie oddzielnie od dołączania pętli chłodzenia. Odczytanie przykładowo takiego kodu rezystancji nie daje, zatem żadnej gwarancji, że wydajność chłodzenia będzie dostosowana do narzędzia, ponieważ rury chłodzenia mogą po prostu nie być dołączone. Wynalazek daje możliwość sprawdzenia, czy rury chłodzenia są dołączone.

Celem wynalazku jest opracowanie rozwiązania problemu ochrony zespołu chłodzącego i/lub narzędzia po przemiennym mocowaniu narzędzi samoczynnie chłodzonych i narzędzi z wymuszonym chłodzeniem do tego samego urządzenia oraz sposobu ograniczania zużycia i hałasu powodowanego przez zespół chłodzący po mocowaniu wymiennie narzędzi o różnym wymaganym chłodzeniu bez niedogodności związanych ze stanem techniki.

Urządzenie do regulacji wydajności chłodzenia urządzenia chłodzącego, gdzie urządzenie chłodzące jest dołączone do łączącego urządzenia, przeznaczonego do dołączania końcówki jednego z kilku dołączanych narzędzi, które po dołączeniu i podczas działania ma być chłodzone przez urządzenie chłodzące za pomocą chłodziwa przepływającego przez końcówkę łączącą i gdzie to urządzenie jest przeznaczone do dołączenia w sensie sygnałów do urządzenia sterującego wydajnością chłodzenia, charakteryzuje się tym, że jest przeznaczone do umieszczenia w i/lub w bezpośrednim pobliżu łączącego urządzenia, a ponadto zawiera z jednej strony środki do wykrywania obecności lub nieobecności końcówki łączącej w łączącym urządzeniu w postaci czujnika, a z drugiej środki do generowania sygnału odpowiadającego wynikowi wykrywania w postaci czujnika sygnalizacyjnego.

Korzystnie środki do wykrywania obecności lub nieobecności końcówki łączącej w łączącym urządzeniu w postaci czujnika są ponadto zdolne do rozróżniania rozmiaru dołączonej końcówki lub dołączonego do niej przewodu rurowego, a środki do generowania sygnału odpowiadającego wynikowi wykrywania w postaci czujnika sygnalizacyjnego mogą generować sygnał odpowiadający temu rozmiarowi.

Korzystnie środki do wykrywania obecności lub nieobecności końcówki łączącej w łączącym urządzeniu w postaci czujnika lub środki do generowania sygnału odpowiadającego wynikowi wykrywania w postaci czujnika sygnalizacyjnego zawierają sprężysty element przeznaczony do spoczywania na przewodzie rurowym lub końcówce, kiedy jest ona dołączona do urządzenia łączącego.

Korzystnie sprężysty element zakrywa otwór urządzenia łączącego, kiedy końcówka nie jest dołączona.

Korzystnie środki do generowania sygnału odpowiadającego wynikowi wykrywania w postaci czujnika sygnalizacyjnego zawierają element rezystancyjny, indukcyjny, pojemnościowy lub optyczny.

Urządzenie chłodzące, zawierające urządzenie łączące do dołączania jednego z kilku dołączanych narzędzi, które po dołączeniu jest chłodzone przez urządzenie chłodzące, charakteryzuje się tym, że zawiera urządzenie do regulacji wydajności chłodzenia urządzenia chłodzącego.

Urządzenie do sterowania jednym z kilku dołączanych narzędzi, które mają różne zapotrzebowanie na wydajność chłodzenia, zawierające urządzenie łączące do takich narzędzi oraz urządzenie chłodzące dołączone narzędzie, charakteryzuje się tym, że zawiera urządzenie do regulacji wydajności chłodzenia urządzenia chłodzącego.

PL 201 179 B1

Zastosowanie urządzenia do regulacji wydajności chłodzenia urządzenia chłodzącego do spawania łukiem elektrycznym charakteryzuje się tym, że do maszyny spawalniczej do spawania łukiem elektrycznym, przeznaczonej do zasilania jednego z kilku dołączanych uchwytów elektrody energią potrzebną do utworzenia łuku elektrycznego dołączone jest urządzenie do regulacji wydajności chłodzenia urządzenia chłodzącego.

Zastosowanie urządzenia do regulacji wydajności chłodzenia urządzenia chłodzącego do spawania łukiem elektrycznym charakteryzuje się tym, że do mechanizmu doprowadzania drutu do spawania łukiem elektrycznym, przeznaczonego do dostarczania jednemu z kilku dołączanych uchwytów elektrody przemieszczanej do przodu elektrody spawalniczej, dołączone jest urządzenie chłodzące, przeznaczone do zapewniania dołączonemu uchwytowi elektrody potrzebnej wydajności chłodzenia.

Fig. 1 przedstawia kompletne urządzenie chłodzące przeznaczone do zastosowania w maszynie spawalniczej.

Fig. 2 przedstawia urządzenie łączące do dołączania narzędzia do obwodu chłodzenia urządzenia chłodzącego według przykładu realizacji wynalazku.

Fig. 3 przedstawia od wewnątrz (zwrócone do urządzenia chłodzącego) szczegóły z fig. 2.

Poniżej na podstawie fig. 1-3 zostaną przedstawione ilustracyjne wykonania wynalazku.

Fig. 1 przedstawia kompletny zespół chłodzący do spawarki ze zbiornikiem 1 chłodziwa, pompą 2 chłodziwa, chłodnicą 3, pierwszym łączącym zespołem 4, drugim alternatywnym łączącym zespołem 5, dmuchawą 6 i przepływomierzem 14. Zespoły łączące mają wykonanie wynalazku, które jest pokazane dokładnie na fig. 2 i 3.

Fig. 2 przedstawia łączący zespół 4, 5 z przyłączem zasilającym 7 i przyłączem powrotnym 8 oraz z czujnikiem 9 umieszczonym w bezpośrednim połączeniu z przyłączem zasilającym. Sprężysty czujnik pokazano w położeniu, w którym został on przemieszczony ze swego położenia spoczynkowego, by dać miejsce do dołączenia końcówki przyłączowej (nie pokazano) narzędzia do przyłącza zasilającego. Czujnik został tu wyposażony we wgłębienie pasujące do końcówki narzędzia, aby ułatwić przemieszczenie czujnika 9 z jego położenia spoczynkowego, kiedy zakrywa on całkowicie lub częściowo otwór przyłącza zasilającego, bez konieczności używania więcej niż jednej ręki.

Fig. 3 przedstawia tylną powierzchnię zespołu łączącego z fig. 2, to znaczy powierzchnię, która jest skierowana do wewnątrz do zespołu chłodzącego lub urządzenia dołączonego do tego zespołu chłodzącego. Rysunek ten przedstawia oś 10 czujnika, która wspiera czujnik 9 i sprężynę, która nadaje czujnikowi właściwości sprężyste oraz umożliwia mu spoczywanie na końcówce przyłączowej narzędzia lub rury, tak że kąt obrotu jest proporcjonalny do średnicy końcówki/rury i może stanowić dzięki temu miarę wydajności chłodzenia potrzebnej dla dołączonego narzędzia. Jeżeli wymagane chłodzenie jest większe, wówczas końcówka przyłączowa i/lub rura ma większą średnicę.

Pomiar kąta obrotu można przeprowadzić za pomocą zespołu czujnikowego (nie pokazano), takiego jak potencjometr, optyczny czujnik kąta, przelicznik itp. Sygnał z takiego zespołu czujnikowego może być następnie przetwarzany w urządzeniu do regulacji wydajności chłodzenia, przez co regulacja zostaje dostosowana do określonych wymagań. Regulację można przeprowadzać przykładowo za pomocą prędkości pompy i/lub dmuchawy. Zamiast mierzenia kąta obrotu można w podobny sposób mierzyć jak daleko końcówka wchodzi w przyłącze zasilające i/lub powrotne. Duża końcówka nie może być wprowadzana w przyłącze tak daleko jak mniejsza. Położenie to można również mierzyć środkami rezystancyjnymi, optycznymi lub indukcyjnymi. W takim przypadku korzystny byłby pomiar pojemnościowy. Przyjęto, że końcówka i urządzenie łączące są wykonane z metalu, przy czym co najmniej jedna część ma nieprzewodzącą warstwę powłokową.

Najprostsza postać sterowania wydajności polega jedynie na sterowaniu dwustanowym. Pompa i/lub dmuchawa albo pracuje, albo nie pracuje. W tym celu potrzebny jest tylko czujnik sygnalizacyjny 11. Mimośrodowy zespół czujnikowy uruchamia czujnik sygnalizacyjny 11, który wysyła sygnał do urządzenia sterującego, by uruchomić elementy składowe zespołu chłodzącego. Czasami można również przerywać doprowadzanie prądu do silnika pompy bezpośrednio przez łącznik uruchamiany bezpośrednio przez mimośród zespołu czujnikowego.

Oczywiście wynalazek nie jest ograniczony do urządzeń spawalniczych, na których ten przykład został oparty, natomiast objęty jest zakresem zastrzeżeń patentowych.

PL 201 179 B1

Claims (9)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Urządzenie (9, 10, 11, 12) do regulacji wydajności chłodzenia urządzenia chłodzącego, gdzie urządzenie chłodzące jest dołączone do łączącego urządzenia (7, 8), przeznaczonego do dołączania końcówki jednego z kilku dołączanych narzędzi, które po dołączeniu i podczas działania ma być chłodzone przez urządzenie chłodzące za pomocą chłodziwa przepływającego przez końcówkę łączącą i gdzie to urządzenie (9, 10, 11, 12) jest przeznaczone do dołączenia w sensie sygnałów do urządzenia sterującego wydajnością chłodzenia, znamienne tym, że jest przeznaczone do umieszczenia w i/lub w bezpośrednim pobliżu łączącego urządzenia (7, 8), a ponadto zawiera z jednej strony środki do wykrywania obecności lub nieobecności końcówki łączącej w łączącym urządzeniu (1, 8) w postaci czujnika (9), a z drugiej strony środki do generowania sygnału odpowiadającego wynikowi wykrywania w postaci czujnika sygnalizacyjnego (11).
2. 2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że środki do wykrywania obecności lub nieobecności końcówki łączącej w łączącym urządzeniu (1, 8) w postaci czujnika (9) są ponadto zdolne do rozróżniania rozmiaru dołączonej końcówki lub dołączonego do niej przewodu rurowego, a środki do generowania sygnału odpowiadającego wynikowi wykrywania w postaci czujnika sygnalizacyjnego (11) mogą generować sygnał odpowiadający temu rozmiarowi.
3. 3. Urządzenie według zastrz.1 albo 2, znamienne tym, że środki do wykrywania obecności lub nieobecności końcówki łączącej w łączącym urządzeniu (1, 8) w postaci czujnika (9) lub środki do generowania sygnału odpowiadającego wynikowi wykrywania w postaci czujnika sygnalizacyjnego (11) zawierają sprężysty element przeznaczony do spoczywania na przewodzie rurowym lub końcówce, kiedy jest ona dołączona do urządzenia łączącego.
4. 4. Urządzenie według zastrz. 3, znamienne tym, że sprężysty element zakrywa otwór urządzenia łączącego, kiedy końcówka nie jest dołączona.
5. 5. Urządzenie według zastrz. 2 albo 3, albo 4, znamienne tym, że środki do generowania sygnału odpowiadającego wynikowi wykrywania w postaci czujnika sygnalizacyjnego (11) zawierają element rezystancyjny, indukcyjny, pojemnościowy lub optyczny.
6. 6. Urządzenie chłodzące, zawierające urządzenie łączące do dołączania jednego z kilku dołączanych narzędzi, które po dołączeniu jest chłodzone przez urządzenie chłodzące, znamienne tym, że zawiera urządzenie według zastrz. 1-5.
7. 7. Urządzenie do sterowania jednym z kilku dołączanych narzędzi, które mają różne zapotrzebowanie na wydajność chłodzenia, zawierające urządzenie łączące do takich narzędzi oraz urządzenie chłodzące dołączone narzędzie, znamienne tym, że zawiera urządzenie według zastrz, 1-5.
8. 8. Zastosowanie urządzenia według zastrz, 1 albo 2, albo 3, albo 4, albo 5 do spawania łukiem elektrycznym, znamienne tym, że do maszyny spawalniczej do spawania łukiem elektrycznym, przeznaczonej do zasilania jednego z kilku dołączanych uchwytów elektrody energią potrzebną do utworzenia łuku elektrycznego dołączone jest urządzenie do regulacji wydajności chłodzenia urządzenia chłodzącego.
9. 9. Zastosowanie urządzenia według zastrz, 1 albo 2, albo 3, albo 4, albo 5 do spawania łukiem elektrycznym, znamienne tym, że do mechanizmu doprowadzania drutu do spawania łukiem elektrycznym, przeznaczonego do dostarczania jednemu z kilku dołączanych uchwytów elektrody przemieszczanej do przodu elektrody spawalniczej, dołączone jest urządzenie chłodzące, przeznaczone do zapewniania dołączonemu uchwytowi elektrody potrzebnej wydajności chłodzenia.