DE4446015C2 - Gas nozzle for inert gas arc welding and cutting torches - Google Patents

Description

Die Gasdüse für einen Schutzgaslichtbogenschweiß- und Schneidbrenner ist ein empfindliches Brennerteil, da sie einmal einer hohen thermischen Belastung und zum anderen Schweißspritzern direkt ausgesetzt ist. Das führt zu einem hohen Materialverschleiß und/oder zu häufigen Reinigungsarbeiten an der Gasdüse. Außerdem führt die hohe thermische Belastung der Gasdüse zur Überhitzung des Brennerhalses und damit auch zu erschwerten Arbeitsbedingungen, denen der Schweißer, also die Arbeitskraft, ausgesetzt ist. Die Gasdüse wird bekannter Weise auf die Gasdüsenaufnahme geklemmt, mittels Klemm- oder Schraubenzwingen befestigt oder mit der Gasdüsenaufnahme verschraubt. Aus DE 93 11 142.8 U1 ist die Kombination einer Klemm-Schraubverbindung zwischen Gasdüse und Gasdüsenaufnahme bekannt, die auch die Anordnung von Dehnungsschlitzen im Steckbereich der Gasdüse anwendet.The gas nozzle for an inert gas arc welding and cutting torch is a sensitive part of the burner because it has a high thermal Load and other welding spatter is directly exposed. The leads to high material wear and / or to frequent Cleaning work on the gas nozzle. In addition, the high thermal Load on the gas nozzle to overheat the torch neck and thus also to difficult working conditions, which the welder, i.e. the Worker who is exposed. The gas nozzle is known to the Gas nozzle receptacle clamped using clamp or screw clamps attached or screwed to the gas nozzle holder. From DE 93 11 142.8 U1 is the combination of a clamping screw connection between the gas nozzle and gas nozzle holder known, which also the arrangement of Expansion slots in the plug area of the gas nozzle.

Nicht zufriedenstellend gelöst ist bisher die notwendige schnelle Abkühlung des Brenners. Alle bekannten Varianten der Brennerkühlung haben Lösungen zur Kühlung der Gasdüsenaufnahme oder Stromkontaktdüsenaufnahme zum Gegenstand. Bekannt ist auch eine wassergekühlte Gasdüse, wobei das Kühlwasser über die Gasdüsenaufnahme geführt wird und dadurch Gasdüse und Gasdüsenaufnahme besonders konstruiert sind. Dadurch ist logischerweise die Gasdüse auch nur im Verbund mit der Gasdüsenaufnahme austauschbar. Aus DE 38 43 770 C2 bzw. EP 376 015 A1 ist ein interessantes Wasserkühlsystem im Brennerhalsbereich und für die Gasdüsenaufnahme bekannt. Die Gasdüse wird aber auch hier nur indirekt und ungenügend über den Außenmantel der Gasdüsenaufnahme gekühlt.The necessary rapid cooling has not yet been satisfactorily resolved of the burner. Have all known variants of burner cooling Solutions for cooling the gas nozzle holder or Power contact nozzle holder to the object. One is also known water-cooled gas nozzle, the cooling water via the gas nozzle holder is performed and thereby gas nozzle and gas nozzle holder particularly are constructed. As a result, the gas nozzle is logically only in the Interchangeable with the gas nozzle holder. From DE 38 43 770 C2 or EP 376 015 A1 is an interesting water cooling system in the Torch neck area and known for the gas nozzle holder. The gas nozzle but is also only indirectly and insufficiently over the outer jacket the gas nozzle holder is cooled.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Gasdüse direkt zu kühlen und dadurch die Standzeit der Gasdüse und der mit ihr in Verbindung stehenden Teile zu erhöhen und dabei das unkomplizierte Austauschen der Gasdüse im Bedarfsfall zu gewährleisten.The invention is therefore based on the object of directly closing the gas nozzle cool and thereby the service life of the gas nozzle and with it in Increase related parts while doing the uncomplicated To ensure replacement of the gas nozzle if necessary.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Gasdüse für einen Schutzgaslichtbogenschweiß- und Schneidbrenner im vorderen Teil doppelwandig ausgebildet und mit einem Kühlmedium im doppelwandigen Bereich gefüllt ist. Der Kontaktbereich mit der Gasdüsenaufnahme ist anfangs zylindrisch mit einem Gewinde ausgebildet und verläuft konisch weiter. Der doppelwandig ausgeführte Teil ist einmal geschlossen und mit einem Gel gefüllt oder über die Anordnung eines Doppelschnellanschlusses separat wassergekühlt. Die selbstanschließenden Schnellanschlüsse ermöglichen ein unkompliziertes Wechseln der Gasdüse. Die mit der Erfindung und ihrer Kombination mit bekannten konstruktiven Elementen, wie Dehnungsfugen im Kontaktbereich der Gasdüse und die Kombination von Steck- und Schraubverbindung zwischen Gasdüsenaufnahme und Gasdüse, erzielten Vorteile bestehen darin, daß die Wärmebelastung der Gasdüse und des gesamten Brennerkopfes verringert wird, das Strömumgsverhältnis des Schweißgases weitestgehend konstant gehalten wird und Verschmutzungen durch Schweißspritzer stark verringert werden. Die Dehnungsfugen haben dabei eine weitere Funktion, sie dienen gleichzeitig zur Selbstreinigung der Gasdüse, da anfallende Schmutzpartikel herausgedrückt werden. Die separat gekühlte Gasdüse gewährleistet außerdem in Verbindung mit der Gasdüsenaufnahme den schnellen Wärmeübergang von einem Material zum anderen, z. B. von der Gasdüseninnenwand über das Kühlmedium an die Außenfläche der Gasdüse und über den Steckbereich der Gasdüse auf die Gasdüsenaufnahme. Die in der Gasdüse beim Schweißen freiwerdende Wärme wird aufgesplittet und dadurch, zeitlich schneller als mit bekannten Lösungen möglich, aus dem Gasdüsenbereich abgeführt.This object is achieved in that the gas nozzle for an inert gas arc welding and cutting torch in the front part double-walled and with a cooling medium in the double-walled Area is filled. The contact area with the gas nozzle holder is initially cylindrical with a thread and tapered further. The double-walled part is closed once and with filled with a gel or via the arrangement of a double quick connector separately water-cooled. The self-connecting quick connections allow an easy change of the gas nozzle. The one with the Invention and its combination with known structural elements, like expansion joints in the contact area of the gas nozzle and the combination of Plug and screw connection between gas nozzle holder and gas nozzle, The advantages achieved are that the thermal load on the gas nozzle and of the entire burner head is reduced, the flow ratio of Welding gas is kept largely constant and contamination can be greatly reduced by welding spatter. The expansion joints have another function, they also serve for self-cleaning of the Gas nozzle, as dirt particles are pressed out. The separately cooled gas nozzle also ensures in connection with the Gas nozzle holder the rapid heat transfer from one material to the other, e.g. B. from the gas nozzle inner wall via the cooling medium to the Outer surface of the gas nozzle and over the plug area of the gas nozzle on the  Gas nozzle receiving. The heat released in the gas nozzle during welding is split up and therefore faster in time than with known ones Solutions possible, removed from the gas nozzle area.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigenThe invention is described in more detail with reference to the drawings. Show it

Fig. 1 Schnitt der Gasdüse Fig. 1 section of the gas nozzle

Fig. 2 Schnitt der Gasdüse mit Wasserkühlung Fig. 2 section of the gas nozzle with water cooling

Der Kontaktbereich der Gasdüse für einen Schutzgaslichtbogenschweiß- und Schneidbrenner mit der Gasdüsenaufnahme ist mit einem Gewindebereich 4 und im Anschluß daran über den gesamten Steckbereich 3 konisch ausgebildet. Über den Gewindeteil 4 bis in den konischen Steckbereich 3 hinein sind in bekannterweise mehrere Dehnungsfugen angeordnet, die mit einem Federring den straffen Sitz im Steckbereich 3 zwischen Gasdüse und Gasdüsenaufnahme gewährleisten. Außerdem sind die Dehnungsfugen an ihrer Innenseite scharfkantig ausgebildet und kratzen so Verschmutzungen von der Gasdüsenaufnahme ab, die durch die Fugen nach außen gedrückt und dadurch aus dem Brenner entfernt werden. Die doppelwandige Ausführung der Gasdüse in Fig. 1 zeigt die Füllung mit dem Kühlmedium 1, wobei das Kühlmedium 1 ein Gel ist.The contact area of the gas nozzle for a protective gas arc welding and cutting torch with the gas nozzle receptacle is conical with a threaded area 4 and then over the entire plug area 3 . As is known, several expansion joints are arranged over the threaded part 4 into the conical plug-in area 3 , which ensure the tight fit in the plug-in area 3 between the gas nozzle and the gas nozzle receptacle with a spring ring. In addition, the expansion joints are sharp-edged on their inside and so scrape off dirt from the gas nozzle receptacle, which is pressed outwards by the joints and thereby removed from the burner. The double-walled design of the gas nozzle in FIG. 1 shows the filling with the cooling medium 1 , the cooling medium 1 being a gel.

Fig. 2 zeigt die Anordnung der Schnellanschlüsse 5 am Außenmantel 2 der Gasdüse für einen Schutzgaslichtbogenschweiß- und Schneidbrenner, der die Gasdüse über einen, von den anderen Brennerteilen separaten Wasserkreislauf kühlt, d. h. das Kühlmedium 1 ist Wasser. Dieser Wasserkühlkreislauf wird mittels, in Fig. 2 nicht erkennbar, Doppelschnellanschluß 5 realisiert. Doppelschnellanschluß 5 garantiert ohne Abstellen der Wasserzuführung ein unkompliziertes Austauschen der Gasdüse im Bedarfsfall. Fig. 2 shows the arrangement of the quick connections 5 on the outer jacket 2 of the gas nozzle for an inert gas arc welding and cutting torch which cools the gas nozzle via a water circuit separate from the other torch parts, ie the cooling medium 1 is water. This water cooling circuit is realized by means of double quick connection 5, which cannot be seen in FIG. 2. Double quick connector 5 guarantees an uncomplicated replacement of the gas nozzle if necessary, without switching off the water supply.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Gasdüse für einen Schutzgaslichtbogenschweiß- und Schneidbrenner nach Fig. 1 und Fig. 2 ist gleich. Während des Lichtbogenschweiß- oder Schneidprozesses wird Wärme durch den Lichtbogen frei, die zur Erwärmung bzw. Erhitzung der Gasdüse führt. Das im Hohlraum der Gasdüse befindliche Kühlmedium 1 nimmt die Wärme auf und leitet sie über Steckbereich 3 an die Gasdüsenaufnahme ab, die wiederum mit dem Brennerkühlsystem verbunden ist. Das Kühlmedium 1 kann eine wesentlich größere Wärmemenge aufnehmen und abführen in vergleichbarer Zeiteinheit, als das nach bisherigem Stand der Technik mit einer indirekten Kühlung der Gasdüse über das Kühlsystem des Brennerrohres bzw. der Gasdüsenaufnahme möglich war. Die stoffliche Art des Kühlmediums 1 unterstützt den erfindungsgemäßen Erfolg der direkten Gasdüsenkühlung zusätzlich zu den bekannten Kühlsystemen bei Lichtbogenschweiß- und Schneidbrennern.The operation of the gas nozzle according to the invention for a Schutzgaslichtbogenschweiß- and cutting torch according to Fig. 1 and Fig. 2 is the same. During the arc welding or cutting process, heat is released by the arc, which leads to the heating or heating of the gas nozzle. The cooling medium 1 located in the cavity of the gas nozzle absorbs the heat and conducts it via plug-in area 3 to the gas nozzle receptacle, which in turn is connected to the burner cooling system. The cooling medium 1 can absorb and dissipate a much larger amount of heat in a comparable time unit than was possible in the prior art with indirect cooling of the gas nozzle via the cooling system of the burner tube or the gas nozzle holder. The material type of the cooling medium 1 supports the success of the direct gas nozzle cooling according to the invention in addition to the known cooling systems in arc welding and cutting torches.

Claims (4)

1. Gasdüse für Schutzgaslichtbogenschweiß- und Schneidbrenner mit Steck- und Schraubverbindung im Kontaktbereich zwischen Gasdüse und Gasdüsenaufnahme und Dehnungsschlitzen im Kontaktbereich der Gasdüse dadurch gekennzeichnet, daß der Außenmantel (2) der Gasdüse über die gesamte Länge als doppelwandiges, geschlossenes Rohr ausgebildet und mit einem Kühlmedium (1) gefüllt ist.1. Gas nozzle for gas arc welding and cutting torch with plug and screw connection in the contact area between the gas nozzle and gas nozzle receptacle and expansion slots in the contact area of the gas nozzle, characterized in that the outer jacket ( 2 ) of the gas nozzle is formed over the entire length as a double-walled, closed tube and with a cooling medium ( 1 ) is filled. 2. Gasdüse nach Anpruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlmedium (1) Wasser ist.2. Gas nozzle according to claim 1, characterized in that the cooling medium ( 1 ) is water. 3. Gasdüse nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß am Außenmantel (2) der Gasdüse Doppelschnellanschluß (5) angeordnet ist.3. Gas nozzle according to claim 1 and 2, characterized in that the gas nozzle double quick connector ( 5 ) is arranged on the outer jacket ( 2 ). 4. Gasdüse nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlmedium (1) ein Gel ist.4. Gas nozzle according to claim 1, characterized in that the cooling medium ( 1 ) is a gel.