DE4143181C1 - Gas-shielded welding torch - with gas nozzle mounting and lock nut with internal thread for continuous adjustment of overlap between gas-and current-nozzle - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schutzgas­ schweißbrenner mit stufenlos einstellbarem Überdeckungs­ grad zwischen Stromdüse und Gasdüse.

Bekannte Schutzgasschweißbrenner enthalten einen Brenner­ kopf, der prinzipiell aus einer Stromdüsenaufnahme mit Stromdüse, einer Gasdüsenaufnahme mit Gasdüse, die die Stromdüse konzentrisch umgibt und entsprechenden Isolier­ hülsen zwischen dem Stromdüsen- und Gasdüsenbereich auf­ gebaut ist.

Beim Schweißen unter Schutzgas wird je nach Leistungsbe­ reich mit unterschiedlichen Stromdüsenüberdeckungsgraden der Gasdüse gearbeitet. In dem Kurzlichtbogenbereich tritt die Stromdüsenspitze durch die Gasdüsenöffnung hin­ durch, während im Langlichtbogenbereich die Stromdüse vollständig von der Gasdüse überdeckt sein soll.

Bei den Schutzgasschweißbrennern der CS- und CP-Serie der Tokin Corporation Japan (Firmenschrift) ist z. B. die Stromdüsenaufnahme an ihrem dem Brennerhals zugewandten rohrförmigen Ende mit zwei durch einen Anschlagring ge­ trennten Außengewinden versehen. Mit dem hinteren Gewinde wird die Stromdüsenaufnahme in den Brennerhals einge­ schraubt, während auf das vordere Gewinde die Gasdüsen­ aufnahme gegen den Anschlagring aufgeschraubt ist. Da Strom- und Gasdüse fest mit ihren Aufnahmen verbunden sind, ist somit der relative Abstand zwischen Stromdüsen­ spitze und Gasdüsenöffnung konstruktionsbedingt vorgege­ ben und kann nicht verändert werden.

Bei anderen Brennerkonstruktionen ist die Gasdüse auf der Gasdüsenaufnahme aufgesteckt und kann in Längsrichtung verschoben werden. Dadurch ist aber nur eine ungenaue Einstellung des Überdeckungsgrades möglich, die auch nicht fixiert werden kann.

In DE-GM 74 39 748 ist ein Schutzgasschweißbrenner mit einer Gasdüse, einer Gasdüsenaufnahme, mit einem strom­ führenden Brennerrohr und einem Schlauchpaket beschrie­ ben, der gekennzeichnet ist durch eine konisch ausgestal­ tete Gasdüsenaufnahme, die sich in Richtung ihres vorde­ ren Endes verjüngt, eine darauf aufschiebbare Gasdüse, die an ihrem hinteren Ende und in ihrer Längsrichtung an­ geordnete Dehnschlitze hat sowie einen am hinteren Ende dieser Gasdüse verschiebbaren Spannring, der beim Ver­ schieben zum hinteren Ende der Gasdüse die aufgeschobene Gasdüse auf der Gasdüsenaufnahme festpreßt.

Aus DE-OS 35 35 384 ist ein Schweißbrenner zum Lichtbo­ genschweißen unter Schutzgas bekannt, bei dem die Gasdüse und mit ihr die Isolierschicht sowie das Kontaktrohr durch eine Überwurfmatte fest mit dem Gehäuse verbunden ist.

In DE-GM 77 07 981 ist ein Schweißbrenner offenbart, bei dem die Gasdüse in Form einer Hülse aus hochschmelzendem keramischem Werkstoff ausgebildet ist, die mittels eines Gewindes auf das Rohr für die Schweißdraht- und Schutz­ gaszuführung aufgeschraubt ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Schutzgasschweißbrenner zu schaffen, der eine stufenlose Verstellung des Überdeckungsgrades zwischen Stromdüse und Gasdüse ermöglicht, wobei die jeweilige Einstellung fixiert werden kann.

Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Schutzgasschweiß­ brenner mit Brennerkopf und einem sich an den Brennerkopf anschließenden Brennerhals, dessen Ende als Verbindungs­ stück mit einem Innengewinde versehen ist, wobei der Brennerkopf in konzentrischer Anordnung eine Stromdüsen­ aufnahme mit damit verbundener Stromdüse und eine umge­ bende hülsenförmige Gasdüsenaufnahme mit auf dem vorderen Teil befestigten Gasdüse aufweist, wobei das hintere Ende der Stromdüsenaufnahme ein Außengewinde aufweist, das in Eingriff mit dem Innengewinde des Verbindungsstückes steht und die Gasdüse durch die Gasdüsenaufnahme elek­ trisch von den stromführenden Bauteilen isoliert ist, da­ durch gekennzeichnet, daß die Gasdüsenaufnahme und eine Kontermutter aus elektrisch isolierendem Material zur Fi­ xierung der Stellung der Gasdüsenaufnahme jeweils mit ei­ nem Innengewinde versehen sind und auf einem komplementä­ ren Außengewinde am Brennerhals in Längsrichtung beweg­ lich auf der von Verbindungsstück und Stromdüsenaufnahme gebildeten Achse angeordnet sind.

Diese konstruktive Gestaltung eines Schutzgasschweißbren­ ners ermöglicht die stufenlose Verschiebung der Gasdüsen­ aufnahme in Richtung der Achse des Brennerkopfes und so­ mit der Gasdüse in Achsrichtung des Brennerkopfes bei gleichzeitig feststehender Stromdüse. Dadurch läßt sich der Relativabstand zwischen Gasdüsenöffnung und Strom­ düsenspitze und somit der Überdeckungsgrad zwischen Gas­ düse und Stromdüse exakt einstellen, wobei die gewünschte Position der Gasdüsenaufnahme entlang der Brennerkopfach­ se durch eine Kontermutter fixiert werden kann.

In einer ersten Ausführungsform ist das als Verbindungs­ stück ausgearbeitete Ende des Brennerhalses zusätzlich mit einem Außengewinde versehen, auf das Gasdüsenaufnahme und Kontermutter aufgeschraubt sind, während in einer weiteren Ausführungsform Gasdüsenaufnahme und Kontermut­ ter auf ein Außengewinde der Stromdüsenaufnahme aufge­ schraubt sind.

Das Verbindungsstück des Brennerhalses, die Stromdüsen­ aufnahme und die Stromdüse sind, um die Übertragung des Schweißstroms und die Abführung der beim Schweißen ent­ stehenden Wärme zu gewährleisten, aus einem elektrisch und thermisch leitfähigen Metall, vorzugsweise aus Kupfer oder Kupferlegierungen hergestellt. Die Gasdüsenaufnahme besteht aus Messing und die Gasdüse besteht, um die Schweißwärme gut abführen zu können, aus gut wärmeleiten­ dem Material, z. B. aus Kupfer oder Kupferlegierungen. Für den sicheren Betrieb des Schweißbrenners ist es aber not­ wendig, daß nicht nur Gasdüse und Stromdüse voneinander elektrisch isoliert sind, sondern auch außen keine strom­ führenden Teile vorhanden sind.

Die elektrische Isolierung der Gasdüse gegenüber dem stromführenden Verbindungsstück des Brennerhalses kann durch Ausbildung der gesamten Gasdüsenaufnahme aus einem elektrisch und wärmeisolierenden Material erfolgen. Es ist jedoch auch möglich, die hülsenförmige Gasdüsenauf­ nahme aus Metall herzustellen und innen eine relativ dün­ ne Gewindehülse mit Innengewinde aus elektrisch isolie­ rendem Material zu integrieren, um die Verschleißneigung des Außengewindes der Gasdüsenaufnahme zu verringern.

Die erfindungsgemäß vorgesehene Kontermutter für die Fixierung der Stellung der Gasdüsenaufnahme ist aus elek­ trisch isolierendem Material.

Als elektrisch isolierende Materialien für Gasdüsenauf­ nahme und Kontermutter kommen Keramik und hochtemperatur­ beständige Kunststoffe in Frage.

Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der Figuren, die den Brennerkopf in Explosionsdarstellungen schema­ tisch zeigen, näher erläutert.

Der in Fig. 1 gezeigte Brennerkopf weist eine Stromdüsen­ aufnahme 2, eine Stromdüse 3, eine Gasdüsenaufnahme 4 und eine Gasdüse 5 auf und wird über ein Verbindungsstück 6 des Brennerhalses mit dem Brennerhals verbunden. Das Ver­ bindungsstück 6 ist mit einem durchgehenden Außengewinde 7 und mit einer zentralen Bohrung mit Innengewinde 8 ver­ sehen, in das die Stromdüsenaufnahme 2 mit einem korre­ spondierenden Außengewinde 9 einschraubbar ist. Die Stromdüse 3 ist ebenfalls in die Stromdüsenaufnahme 2 einschraubbar. Die Gasdüse 5 weist an dem dem Brennerhals zugewandten Ende ein Innengewinde 10 auf, mit dem sie auf ein korrespondierendes Außengewinde 11 der Gasdüsenauf­ nahme 4 aufschraubbar ist. Die Gasdüsenaufnahme 4 ist ih­ rerseits als Hülse mit einem Innengewinde 12 ausgebildet, das in Eingriff mit dem Außengewinde 7 am Ende des Ver­ bindungsstückes 5 des Brennerhalses gebracht wird. Um die Gasdüse 5 vom metallischen Verbindungsstück 6 elektrisch zu isolieren, ist die Gasdüsenaufnahme 4 aus elektrisch isolierendem und wärmeisolierendem Material gefertigt. Die Stellung der Gasdüsenaufnahme 4 in Richtung der Längsachse des Brennerkopfes relativ zur in das Verbin­ dungsstück 6 eingeschraubten Stromdüsenaufnahme 6 läßt sich durch Verdrehen der Gasdüsenaufnahme 4 auf dem Außengewinde 7 des Verbindungsstückes 6 verändern und da­ mit auch die Stellung des vorderen Endes der Gasdüse 5 relativ zur Stromdüse 3.

Zur Fixierung der Stellung der Gasdüsenaufnahme 4 auf dem Außengewinde des Verbindungsstückes 6 dient eine Konter­ mutter 16 aus elektrisch isolierendem Material, die zu­ erst mit ihrem Innengewinde auf das Außengewinde 7 des Verbindungsstückes 6 aufgeschraubt wird. Anschließend wird davor das Innengewinde 12 der Gasdüsenaufnahme 4 mit dem Außengewinde 7 des Verbindungsstückes in Eingriff ge­ bracht. Auf diese Weise läßt sich der gewünschte Abstand zwischen dem vorderen Ende der auf der Gasdüsenaufnahme 4 aufgeschraubten Gasdüse 5 und der Stromdüsenspitze 15 exakt einstellen.

Die Stellung der auf der Gasdüsenaufnahnme 4 aufge­ schraubten Gasdüse 5 ist fest fixiert. Grundsätzlich sind auch andere Befestigungen der Gasdüse auf der Gasdüsen­ aufnahme möglich, beispielsweise Klemmsitz mit Spannring.

In Fig. 2 sind eine Gasdüse 5 und eine Gasdüsenaufnahme 4 mit Klemmsitz wiedergegeben. Die Gasdüsenaufnahme 4 weist ein Innengewinde 12 zum Eingriff mit dem Außenge­ winde des Verbindungsstückes 6 auf, so daß die Stellung der Gasdüsenaufnahme 4 auf dem Verbindungsstück 6 ein­ stellbar ist. Anstelle eines Außengewindes weist die Gas­ düsenaufnahme 4 eine zylindrische oder konische Außenflä­ che 13 zum Eingriff mit einer korrespondierenden Innen­ fläche 17 der Gasdüse 5 auf, um Klemmsitz zu erreichen. Die Verbindung zwischen Gasdüse 5 und Gasdüsenaufnahme 4 ist nicht kritisch, entscheidend ist, daß erfindungsgemäß die miteinander verbundene Gasdüse 5 und Gasdüsenaufnahme 4 durch Verdrehen auf dem Außengewinde 7 des Verbindungs­ stückes 6 in Achsrichtung in ihrer Stellung zur Stromdüse 3 verändert werden können.

Fig. 3 zeigt eine Gasdüsenaufnahme 4, bei der das Innen­ gewinde 12 als Gewindehülse 18 fest in die durchgehende Bohrung der Gasdüsenaufnahme 4 eingefügt ist. Die Gewin­ dehülse 18 kann aus elektrisch isolierendem Material sein, so daß die Gasdüsenaufnahme 4 dadurch elektrisch gegenüber dem Verbindungsstück 6, auf das sie aufschraub­ bar ist, isoliert ist. Sie kann aber auch aus Metall sein, wenn die Gasdüsenaufnahme 4 aus elektrisch isolie­ rendem Material gefertigt ist.

Claims (5)

1. Schutzgasschweißbrenner mit Brennerkopf und einem sich an den Brennerkopf anschließenden Brennerhals, des­ sen Ende als Verbindungsstück (6) mit einem Innengewinde (8) versehen ist, wobei der Brennerkopf in konzentrischer Anordnung eine Stromdüsenaufnahme (2) mit damit verbunde­ ner Stromdüse (3) und eine umgebende hülsenförmige Gasdü­ senaufnahme (4) mit auf dem vorderen Teil befestigter Gasdüse (5) aufweist, wobei das hintere Ende der Stromdü­ senaufnahme (2) ein Außengewinde (9) aufweist, das in Eingriff mit dem Innengewinde (8) des Verbindungsstückes (6) steht und die Gasdüse (5) durch die Gasdüsenaufnahme (4) elektrisch von den stromführenden Bauteilen (2, 3, 6) isoliert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasdüsenaufnahme (4) und eine Kontermutter (16) aus elektrisch isolierendem Material zur Fixierung der Stellung der Gasdüsenaufnahme (4) jeweils mit einem In­ nengewinde (12, 19) versehen sind und auf einem komple­ mentären Außengewinde am Brennerhals in Längsrichtung be­ weglich auf der von Verbindungsstück (6) und Stromdüsen­ aufnahme (2) gebildeten Achse angeordnet sind.

2. Schutzgasschweißbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsstück (6) mit einem Außengewinde (7) versehen ist, auf das Gasdüsenaufnahme (4) und Kontermut­ ter (16) aufgeschraubt sind.

3. Schutzgasschweißbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Gasdüsenaufnahme (4) und Kontermutter (16) auf ein Außengewinde der Stromdüsenaufnahme (2) aufgeschraubt sind.

4. Schutzgasschweißbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Innengewinde der Gasdüsenaufnahme (4) als Gewin­ dehülse (12) aus einem elektrisch isolierenden und wär­ meisolierenden Material ausgearbeitet und fest in der Gasdüsenaufnahme (4) integriert ist.

5. Schutzgasschweißbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Gasdüsenaufnahme (4) aus einem elektrisch und wärmeisolierenden Material besteht.