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DE102008014814A1 - Schlauchpaket - Google Patents

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DE102008014814A1
DE102008014814A1 DE102008014814A DE102008014814A DE102008014814A1 DE 102008014814 A1 DE102008014814 A1 DE 102008014814A1 DE 102008014814 A DE102008014814 A DE 102008014814A DE 102008014814 A DE102008014814 A DE 102008014814A DE 102008014814 A1 DE102008014814 A1 DE 102008014814A1
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Emil Dr.-Ing. Schubert
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Alexander Binzel Schweisstechnik GmbH and Co KG
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Alexander Binzel Schweisstechnik GmbH and Co KG
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Priority to JP2010530494A priority patent/JP2011500332A/ja
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    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23K9/00Arc welding or cutting
    • B23K9/12Automatic feeding or moving of electrodes or work for spot or seam welding or cutting
    • B23K9/122Devices for guiding electrodes, e.g. guide tubes
    • B23K9/123Serving also as contacting devices supplying welding current to an electrode
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B9/00Power cables
    • H01B9/001Power supply cables for the electrodes of electric-welding apparatus or electric-arc furnaces

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schlauchpaket eines Lichtbogen-Schweiß- oder -schneidbrenners mit wenigstens einer stromführenden Leitung (9, 20, 25, 44). Die wenigstens eine Leitung (9, 20, 25, 44) weist einen Aluminiumdraht auf, dessen Außenmantel mit einer Kupferschicht versehen ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Schlauchpaket eines Lichtbogen-Schweiß- oder Schneidbrenners mit wenigstens einer stromführenden Leitung.
  • Stand der Technik
  • Lichtbogen-Schweiß- und -Schneidbrenner sind im Stand der Technik seit langem bekannt. Derartige Schweiß- und -Schneidbrenner können für manuelles oder automatisiertes Schweißen ausgebildet sein. Lichtbogen-Schweiß- und -Schneidbrenner für den manuellen Einsatz weisen meist eine Basis und ein Handstück auf, die über ein Schlauchpaket miteinander verbunden sind. Bei manuellen Lichtbogen-Schweiß- und -Schneidbrennern ist es erforderlich, das Handstück möglichst frei bewegen zu können. Damit muss das Material insbesondere eine gute mechanische Wechselfestigkeit bei Biege- und Torsionsbelastung aufweisen.
  • Lichtbogen-Schweiß- und -Schneidbrenner für automatisiertes Schweißen sind häufig wie Roboter mit einem beweglichen Roboterarm aufgebaut, der die zu schweißenden Bereiche anfährt. Ein Schlauchpaket ist dabei zwischen einer Basis und einem Effektor vorgesehen. Beim automatisierten Schweißen wird zugunsten der Schweißgeschwindigkeiten häufig mit hohen Beschleunigungen des Roboterarmes gearbeitet. Die Schläuche schwingen in gewissen Grenzen frei und werden dabei hohen mechanischen Belastungen ausgesetzt.
  • Für das Schweißen sind hohe Leistungen erforderlich, die über Stromkabel von der Basis zu dem Handstück transportiert werden müssen. Aufgrund der guten elektrischen Leitfähigkeit wird für Stromkabel von Lichtbogenschweiß- und -Schneidbrenner im Stand der Technik ausschließlich Kupfer verwendet. Eine weitere Eigenschaft von Kupfer ist die gute Wärmeleitfähigkeit, die es ermöglicht, die durch den Widerstand entstehende Wärme schnell abzutransportieren.
  • Weiterhin erfüllt Kupfer die Anforderungen an die mechanischen Eigenschaften. Im Stand der Technik ist es üblich, die Stromkabel als Litzen auszuführen.
  • Weiterhin ist es bekannt, dass elektrische Leiter aus allen Metallen hergestellt werden können.
  • Ein Schlauchpaket mit den eingangs genannten Merkmalen ist auch aus der DE 15 15 145 A bekannt. Das Schweißkabel enthält zur Führung des Schweißdrahts eine Hülle aus nachgiebigem synthetischem Material mit einer vollkommen glatten Innenwand. Diese Hülle ist von einem gewendelten Kupferdrahtbündel oder auch aus Aluminiumdrähten zur Leitung des Stroms umgeben. Das Drahtbündel ist außen von einer Kautschukschicht umgeben. Zur Verstärkung des Kabels in Bezug auf Zugbelastungen kann der Leiter von einem Stahlgeflecht umgeben sein.
  • Die DE 85 09 258 U1 offenbart eine Schweißleitung, bei der ein Teil der stromführenden Leitungen aus Aluminium und ein anderer Teil der elektrischen Leitungen aus Kupfer bestehen. Dabei soll ein Innenleiter aus Aluminium hergestellt werden, dem ein Außenleiter bestehend aus Kupfer aufgeseilt ist.
  • Die in Schlauchpaketen derzeit verwendeten elektrischen Leiter aus Kupfer haben den Nachteil, dass die elektrischen Leiter bis zu 2/3 des Gesamtgewichtes des Schlauchpaketes ausmachen und die Handhabe auf Dauer mühsam werden kann. Die Belastungen der Schlauchpakete für automatisiertes Schweißen steigen ebenfalls mit der trägen Masse des Schlauchpakets.
  • Es ist damit Aufgabe der Erfindung, ein Schlauchpaket für einen Lichtbogen-Schweiß- und -Schneidbrenner anzugeben, das gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Schlauchpaketen mit Kupferkabeln wesentlich leichter ist, aber vergleichbare positive mechanische Eigenschaften aufweist.
  • Darstellung der Erfindung
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Schlauchpaket gemäß dem Anspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
  • Der Einsatz von verkupfertem Aluminiumdraht als stromführende Leitung des Schlauchpakets hat den Vorteil, dass einerseits eine Gewichtseinsparnis erzielt wird, andererseits aber ein Auftreten von hohen Temperaturen an den Übergängen zwischen den Leitern und den Anschlüssen nicht beobachtet wird. Vermutlich ist dies darauf zurückzuführen, dass der an sich höhere Übergangswiderstand zwischen Aluminium und dem jeweiligen Anschluss aufgrund des Einsatzes der Kupfer am Aluminiumdraht erheblich reduziert wird und so bei Erreichung einer Gewichtsreduktion die elektrischen und mechanischen Eigenschaften des elektrischen Leiters im Vergleich zum Einsatz herkömmlicher Kupferleiter weitestgehend beibehalten werden.
  • Es versteht sich, dass nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sämtliche stromführenden Leitungen jedes Stromleiters als kupferbeschichtete Aluminiumdrähte ausgebildet sind. Dabei können die einzelnen Leiter in Form von Einzeldrähten, Litzen oder Ähnlichem ausgebildet sein.
  • Daneben hat es sich auch gezeigt, dass der Einsatz von verkupferten Aluminiumdrähten bei den erfindungsgemäßen Schlauchpaketen preislich sehr viel günstiger ist. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die Verarbeitung durch einen vereinfachten Ziehprozess erheblich vereinfacht ist.
  • Die Anschlüsse des Schlauchpakets können mit der oder den stromführenden Leitungen mittels Quetschanschluss verbunden sein.
  • Eine bevorzugte Variante hebt jedoch darauf ab, dass die stromführenden Leitungen mit den kupferbeschichteten Aluminiumdrähten mittels eines Ultraschall-Schweißverfahrens an die Anschlüsse des Schlauchpaketes angeschlossen sind.
  • Dabei kann die Außenlitze der stromführenden Leitung des Schlauchpaketes direkt mit einer Kupferhülse geschlossen werden. Der Vorteil dieser Verbindungsmethode ist, dass geringere Übergangswiderstände und damit auch geringere Temperaturanstiege an der Übergangsstelle erreicht werden. Dieses Ultraschall-Schweißverfahren kann sowohl bei Aluminiumdrähten wie auch bei Aluminiumdrähten, welche auf dem Außenmantel eine Kupferschicht aufweisen, eingesetzt werden. Weiterhin hat es sich gezeigt, dass die Festigkeit der Anschlüsse bzw. der Hülsen beim Einsatz des Ultraschall-Schweißverfahrens erheblich erhöht ist gegenüber der Festigkeit einer Quetschverbindung. Als Anschlüsse können sowohl Kupferhülsen wie auch Stahlhülsen verwendet werden.
  • Von Vorteil weist die Kupferschicht des Aluminiumdrahtes eine Dicke von 1 bis 100 μm auf Aufgrund dieser Maßnahme wird eine Optimierung des kupferbeschichteten Aluminiumdrahtes gewährleistet in Bezug auf eine Gewichtseinsparung bei möglichst geringem Übergangswiderstand.
  • Auch wurde festgestellt, dass bei Schlauchpaketen die Verwendung von stromführenden Leitungen, die als Litzen ausgebildet sind, und deren Einzeldrähte Aluminium enthalten, die Anforderungen an den Einsatz in Lichtbogen-Schweiß- und -Schneidbrenner erfüllen.
  • Erfindungsgemäße Schlauchpakete haben den Vorteil, dass sie gegenüber Schlauchpaketen mit Kupferleitungen erheblich leichter sind und damit besser handhabbar werden. Trotz des zur Übertragung der erforderlichen erhöhten notwendigen Aluminiumvolumens ist das Gesamtgewicht von Schlauchpaketen, die mit Aluminiumlitzen hergestellt werden, erheblich geringer als das Gesamtgewicht herkömmlicher Schlauchpakete.
  • Mit dem erfindungsgemäßen Schlauchpaket wird ein lange bestehendes Vorurteil der Fachleute überwunden, welche Aluminiumkabel aufgrund ihrer schlechteren Leitungseigenschaften und aufgrund ihres Biege- und Bruchverhaltens nicht für die Verwendung in Schlauchpaketen in Betracht gezogen haben.
  • Durch das Ausführen der Aluminium-Leitung als Litze mit relativ feinen Einzeldrähten ist die Biege- und Torsionsbelastung der Einzeldrähte im Vergleich zu einem Draht mit größerem Querschnitt geringer.
  • Für die Einzeldrähte hat sich reines Aluminium mit den Reinheitsgraden von A199 bis A199,9 als besonders geeignet erwiesen. Dennoch ist es möglich, Aluminiumlegierungen zu verwenden.
  • Vorteilhafterweise ist wenigstens eine Verbundleitung vorgesehen, die Einzeldrähte aus kupferbeschichteten Aluminium oder aus einer aluminiumhaltigen Legierung und Einzeldrähte aus Kupfer oder aus einer kupferhaltigen Legierung enthält. Überraschenderweise wurde festgestellt, dass derartige Verbundleitungen den Wärmeabtransport der Leitungen erheblich verbessern, wobei die Gesamtkosten des Schlauchpakets verglichen mit reinen Kupferleitungen immer noch günstiger sind.
  • Vorteilhafterweise weist die Leitung wenigstens vier Einzellitzen auf, die um eine Kernlitze geschlagen sind. Eine derart aufgebaute Leitung weist eine hohe Flexibilität auf, auch bei großen Leitungsquerschnitten.
  • Vorteilhafterweise besteht jede Einzellitze und/oder die Kernlitze aus mindestens 20 Einzeldrähten. Dies erhöht die Flexibilität weiter und vermindert die Gefahr des Leitungsbruchs.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weisen die Einzeldrähte einen Durchmesser von 0,05 mm bis 0,5 mm auf. Besonders bevorzugt ist ein Durchmesser von 0,15 mm. Mit derartigen Einzeldrahtdurchmessern lassen sich die notwendigen Leitungsparameter erreichen.
  • Vorteilhafterweise beträgt die Schlaglänge der Litzen von 15 mm bis 200 mm, wobei 40 mm bis 60 mm besonders bevorzugt sind. Derartige Schlaglängen verbessern die mechanischen Eigenschaften des Schlauchpakets.
  • Vorteilhafterweise sind mehrere stromführende Leitungen koaxial um einen zentralen Kanal angeordnet. Dies ermöglicht die Kombination mehrerer Funktionen, die das Schlauchpaket zu erfüllen hat, mit einer geringeren Anzahl von Einzelschläuchen. Es ist damit auch möglich, Synergieeffekte zu erzielen, beispielsweise, wenn der zentrale Kanal ein Kühlmedium führt. Dann kann die wärmeabgebende stromführende Leitung gleichzeitig aktiv mit dem Kühlmedium gekühlt werden.
  • Vorteilhafterweise ist wenigstens eine zusätzliche Steuerstromleitung vorgesehen. Damit lassen sich Funktionen des Schweißgerätes mittels des Handstückes auf einfache Weise steuern.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn wenigstens zwei Kanäle zur Leitung eines Mediums sowie wenigstens zwei stromführende Leitungen vorgesehen sind. Wie in dem zuvor beschriebenen Fall bringt die Kombination von Medienleitung und stromführender Leitung positive Effekte hinsichtlich der Effizienz der Stromleitung. Das Vorsehen von wenigstens zwei Kanälen mit stromführenden Leitungen, wobei die stromführenden Leitungen auch mittig angeordnet sein können und direkt von dem Medium umströmt werden können, erhöht die Oberfläche der Leitungen und damit deren Wärmeabgabe. Darüber hinaus kann bei gleich bleibender Flexibilität der Querschnitt der Leitungen steigen. Insgesamt ist es somit möglich, die übertragbare Leistung des Schlauchpakets zu erhöhen.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn ein Kanal zur Führung eines Schweißdrahts vorgesehen ist. Damit lässt sich der Schweißdraht in einer Basisstation des Schweißgeräts in vergleichsweise großen Mengen bevorraten und der Schweißdraht wird bei Bedarf durch das Schlauchpaket zum Handstück geleitet.
  • Vorteilhafterweise ist ein Kanal für die stromführende Leitung vorgesehen. Insbesondere bei einer koaxialen Anordnung kann es erforderlich sein, die einzelnen Funktionen, die ein Schlauch erfüllen muss, räumlich voneinander zu trennen, beispielsweise, weil die stromführende Leitung ein anderes Potential als ein möglicherweise in dem Schlauchpaket zu transportierender Schweißdraht es aufweist.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn sämtliche Kanäle koaxial angeordnet sind. Dies ermöglicht die effizienteste Nutzung des vorhandenen Raumes und ermöglicht besser handhabbare Schlauchpakete mit kleinerem Durchmesser.
  • Überraschenderweise hat sich eine Anordnung als vorteilhaft erwiesen, bei der der Kanal mit den stromführenden Leitungen den Kanal zur Leitung des Mediums umgibt und/oder der Kanal zur Leitung des Mediums den Kanal zur Führung des Schweißdrahtes umgibt. Damit kann der Medienkanal zur Kühlung des Schweißdrahtkanals dienen und gleichzeitig zur Kühlung des Kanals mit der stromführenden Leitung.
  • Als geeignetes Medium für die Kanäle hat sich ein Polymer erwiesen. Polymere können unterschiedlichste Anforderungen erfüllen und haben sich im Dauergebrauch bewährt.
  • Bevorzugt besteht das Medium aus einem Gas oder aus einer Flüssigkeit. Dabei kann es sich um das Prozessgas, also beim Schutzgasschweißen um das Schutzgas oder um eine Flüssigkeit handeln, beispielsweise zum Kühlen des Handstücks.
  • Vorteilhafterweise weist die stromführende Leitung an einem Ende einen Anschluss auf, der mittels einer Quetschverbindung mit der stromführenden Leitung verbunden ist. Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass derartige Quetschverbindungen eine dauerhaft zuverlässige und sichere Verbindung zwischen stromführender Leitung und Anschluss herstellen.
  • Alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich, dass eine Verschweißung der stromführenden Leitung mit einem Anschluss oder einer Aderendhülse mittels Ultraschall erfolgt. Es hat sich gezeigt, dass sich die verkupferten Aluminiumdrähte nicht nur gut über Quetschverbindungen mit Anschlüssen verbinden lassen, sondern auch durch Ultraschall-Schweißen. Im letzten Fall ergeben sich an den Verbindungsflächen dann quasi artgleiche Werkstoffe, die sich grundsätzlich besser fügen lassen.
  • Kurzdarstellung der Zeichnungen
  • Weitere Ziele, Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnungen. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
  • 1 einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Schlauchpaket;
  • 2 einen Querschnitt durch eine alternative Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schlauchpaketes;
  • 3 eine erfindungsgemäße Ausführung eines sogenannten Strom-Wasser-Kabels;
  • 4 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Stromkabel;
  • 5 einen Querschnitt durch das Kabel aus 4 entlang der Linie A-A;
  • 6 eine perspektivische Ansicht einer Litze.
  • 1 zeigte eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Schlauchpaketes 1, wie es bspw. bei Lichtbogenschweiß- oder -schneidbrenner zum Einsatz kommt. Das Schlauchpaket 1 fasst bei dem hier gewählten Ausführungsbeispiel in einem Außenschlauch 2 mehrere Einzelschläuche zusammen und führt sie von einer nicht dargestellten Basis zu einem ebenfalls nicht dargestellten Handstück des Schweißgeräts oder von einer Basis eines automatisierten Schweißgerätes zu einem Effektor.
  • Das Schlauchpaket 1 weist einen Kühlmittel-Vorlaufschlauch 3 auf, in dessen Innerem ein Kühlmittel von der Basis zum Handstück oder Effektor gefordert wird. Weiterhin ist ein Prozessgasschlauch 4 vorgesehen, innerhalb dessen das Prozessgas zur Erzeugung einer Schutzgasatmosphäre strömt. Darüber hinaus ist ein Drahtförderschlauch 5 vorgesehen, der einen Schweißdraht 6 innerhalb einer in dem Drahtförderschlauch 5 vorgesehenen Drahtförderspirale 7 transportiert. Weiterhin ist eine Steuerleitung 8 vorgesehen, mittels derer Steuersignale von dem Handstück oder dem Effektor zu der Basis übermittelt werden.
  • Des Weiteren ist ein sogenanntes Strom-Wasser-Kabel 9 vorgesehen. Innerhalb eines Schlauchs 10 des Strom-Wasser-Kabels 9 ist eine stromführende Leitung 11 vorgesehen, die weiter unten eingehender beschrieben wird. Zwischen dem Schlauch 10 und der stromführenden Leitung 11 ist ein Kanal 12 für den Kühlmittelrücklauf vorgesehen. Dies hat den Vorteil, dass das Kühlmittel auf dem Kühlmittelrücklauf auch gleichzeitig die stromführende Leitung 11 kühlen kann, die sich aufgrund der hohen erforderlichen Schweißleistungen stark erwärmt.
  • Innerhalb des Schlauchpaketes 1 können weitere Leitungen vorgesehen sein.
  • 2 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform eines Schlauchpaketes 20. Das in 2 dargestellte Schlauchpaket 20 weist eine im Wesentlichen koaxiale Anordnung der Einzelelemente auf. Im Inneren des Schlauchpaketes 20 wird ein Schweißdraht 21 innerhalb einer Drahtförderspirale 22 geführt. Die Drahtförderspirale 22 umgebend ist ein Zwischenraum 23 vorgesehen, der zur Förderung des Prozessgases dient. Zur gassicheren Abdichtung ist ein Schlauch 24 vorgesehen. Der Schlauch 24 besteht aus einem elastischen Polymer. Auf dem Schlauch 24 liegen stromführende Leitungen 25 auf und in schwarz dargestellte Steuerleitungen 26. Die stromführenden Leitungen 25 haben den erfindungsgemäßen Litzenaufbau, der in 5 eingehender erläutert werden wird. Zusammengehalten wird das Schlauchpaket 20 von einem alle Schläuche umgebenden Außenschlauch 27. Außenschlauch 27 und Schlauch 24 bilden zwischen sich einen Ringkanal für die stromführenden Leitungen 25 und die weiteren Leitungen aus. Das Schlauchpaket 20 kann Teil eines größeren Schlauchpaketes sein, in dem weitere Schläuche für verschiedene Zwecke vorgesehen sind, beispielsweise Kühlmittelschläuche und dergleichen.
  • 3 zeigt das Strom-Wasser-Kabel 9 aus 1 in einer vergrößerten Darstellung.
  • Das Strom-Wasser-Kabel 9 weist einen Außenschlauch 30 auf, der wasserdicht ausgeführt ist, um das Kühlmedium zu leiten. Statt Wasser kann als Kühlmedium auch jedes andere aus dem Stand der Technik bekannte Fluid verwendet werden. In einer konzentrischen Anordnung befindet sich in der Mitte des Strom-Wasser-Kabels 9 die stromführende Leitung 11.
  • Die stromführende Leitung 11 ist als Litze ausgebildet, die aus Einzeldrähten 32 besteht. Die Einzeldrähte 32 der Litze 11 bestehen aus Aluminium bzw. einer Aluminiumlegierung. Dabei hat sich reines Aluminium mit den Reinheitsgraden A199 bis A199,9 als besonders geeignet erwiesen. Diese Drähte 32 sind mit einer Kupferschicht überzogen oder beschichtet, wodurch der Übergangswiderstand erheblich reduziert wird. Die Dicke der Schicht liegt zwischen 1 und 100 μm.
  • Die Einzeldrähte 32 weisen einen Einzeldrahtdurchmesser von 0,1 bis 0,3 mm auf. In einer Litze sind dabei in etwa dreißig Einzeldrähte gebündelt, wobei sich Litzen bis zu 100 Einzeldrähten hinsichtlich der elastischen Eigenschaften als geeignet erwiesen haben. Der Querschnitt einer derartigen Litze beträgt etwa 10 mm2, wohingegen die aus dem Stand der Technik bekannten Kupferlitzen einen Querschnitt von beispielsweise 6 mm2 aufwiesen. Bei Aluminium sind Querschnitte bis etwa 30 mm2 ohne weiteres denkbar. Die Schlaglänge der Litzen selbst beträgt etwa 60 mm, kann abhängig von dem Litzenquerschnitt jedoch zwischen 15 mm und 200 mm betragen.
  • Bei sogenannten Verbundleitungen können auch kupferbeschichtete Einzeldrähte aus Aluminium bzw. einer Aluminiumlegierung sowie Einzeldrähte aus Kupfer oder einer Kupferlegierung in einer Litze verwendet werden.
  • In einer nicht dargestellten weiteren Ausführungsform kann die stromführende Leitung 11 eine Mehrzahl von Litzen aufweisen, wobei eine Kernlitze vorgesehen ist, um die die übrigen Litzen 31 geschlagen sind.
  • Es ist möglich, mehrere von den in 3 dargestellten Strom-Wasser-Kabeln innerhalb eines Schlauchpakets vorzusehen. Als besonders bevorzugt haben sich zwei Strom-Wasser-Kabel erwiesen, von denen eines für den Kühlmittelzulauf und eines für den Kühlmittelablauf verantwortlich ist. So ist es möglich, die stromführenden Leitungen aufzuteilen, was einerseits die Flexibilität des Schlauchpaketes erhöht und andererseits die Kühlleistung des Kühlmittels auf die stromführenden Leitungen verbessert. Derartige Anordnungen sind im Stand der Technik bekannt.
  • 4 zeigt einen Längsschnitt durch ein Stromkabel 40 mit einem Anschluss 35 an eine Basis des Schweißgeräts. Der Anschluss 35 weist eine Sechskantmutter 36 zum lagerichtigen Anschließen des Stromkabels 40 an die Basis auf. Weiterhin sind eine Aderendhülse 37 und eine Quetschhülse 38 vorgesehen, die zur Aufnahme des Endes der Leitung 40 dienen.
  • Weiterhin sind Steuerleitungen 43 dargestellt, die mittels separater Stecker 39 mit der Basis verbunden werden. Die Steuerleitungen 43 werden vor dem Endbereich des Stromkabels 40 aus einer Außenhülle 46 des Stromkabels 40 herausgeführt. Im Inneren des Schlauches 40 entsteht durch die Quetschverbindung ein hohler Bereich 41 von dem Anschluss 35 bis zum gegenüberliegenden Ende der Leitung 40, der durchgängig abgedichtet ist. Der Bereich 41 kann gasdicht und/oder flüssigkeitendicht sein.
  • 5 zeigt einen Querschnitt durch das Stromkabel entlang der Schnittlinie A-A gemäß 4. des Stromkabels 40, welches im Inneren den Bereich 41 aufweist, der zur Leitung entweder eines Kühlmediums oder eines Prozessgases verwendbar ist.
  • Der innere Bereich 41 ist durch einen Schlauch 42 abgedichtet. Auf der Außenseite des Schlauchs 42 sind mehrere Leitungen mit unterschiedlichen Funktionen angeordnet. Dicht schraffiert dargestellt sind Steuerleitungen 43 zur Steuerung von Funktionen des Schweißgeräts. Hell schraffiert dargestellt sind stromführende Leitungen 44, die ebenfalls als Litzen ausgeführt sind. Den Bereichen 45 kommt keine besondere Funktion zu. Die Bereiche 45 können z. B. mit einem Füllmaterial oder mit Kunststoffseilen gefüllt sein. Die Leitungen 43, 44 und die Bereiche 45 sind mit einem Schlauch 46 umgossen.
  • Die 6 zeigt eine perspektivische Ansicht der stromführenden Leitung 11 aus den 1 und 4. Die Einzeldrähte 32 sind um einen Kerndraht 47 geschlagen. Dargestellt ist eine halber Schlag. Die Schlaglänge d, d. h. die in Leitungsrichtung verlaufende Länge, über die ein Einzeldraht 32 einmal vollständig um die Kernleitung 47 gewunden ist, beträgt 60 mm. Die Schlaglänge kann jedoch von 20 mm bis 120 mm variieren, abhängig von der Dicke der Leitung 11 und von der Dicke der Einzeldrähte 32. Eine derart ausgeführte Leitung 11 hat den Vorteil, dass sie in vielerlei Weise belastbar ist. Die Leitung 11 kann in beide Richtungen tordiert werden, gekrümmt und auch gedehnt bzw. gestaucht werden. Darüber hinaus ist die Elastizität einer derart ausgeführten Leitung wesentlich höher als bei einer Leitung aus Vollmaterial mit dem gleichen Leitungsquerschnitt.
  • 1
    Schlauchpaket
    2
    Außenschlauch
    3
    Kühlmittelvorlaufschlauch
    4
    Prozessgasschlauch
    5
    Drahtförderspirale
    6
    Schweißdraht
    7
    Drahtförderspirale
    8
    Steuerleitung
    9
    Strom-Wasser-Kabel
    10
    Schlauch
    11
    stromführende Leitung
    12
    Kanal
    20
    Schlauchpaket
    21
    Schweißdraht
    22
    Drahtförderspirale
    23
    Kanal
    24
    Schlauch
    25
    Litze
    26
    Steuerleitung
    27
    Außenschlauch
    30
    Außenschlauch
    32
    Einzeldrähte
    35
    Anschluss
    36
    Sechskantmutter
    37
    Aderendhülse
    38
    Quetschhülse
    39
    Stecker
    40
    Stromkabel
    41
    Bereich
    42
    Schlauch
    43
    Steuerleitungen
    44
    stromführende Leitungen
    45
    Bereich
    46
    Schlauch
    47
    Kerndraht
    d
    Schlaglänge
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 1515145 A [0007]
    • - DE 8509258 U1 [0008]

Claims (20)

  1. Schlauchpaket eines Lichtbogen-Schweiß- oder -schneidbrenners mit wenigstens einer stromführenden Leitung (9, 20, 25, 44), dadurch gekennzeichnet, dass die Leitung (9, 20, 25, 44) einen Aluminiumdraht aufweist, dessen Außenmantel mit einer Kupferschicht versehen ist.
  2. Schlauchpaket nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupferschicht eine Dicke von 1 bis 100 μm aufweist.
  3. Schlauchpaket nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Leitung (9, 20, 25, 44) wenigstens eine Litze (11, 25, 44) aufweist, deren Einzeldrähte (32) aus verkupferten Aluminiumdrähten bestehen.
  4. Schlauchpaket nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aluminiumdraht aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung besteht.
  5. Schlauchpaket nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Verbundleitung (11, 25, 44) vorgesehen ist, die Einzeldrähte (32) aus kupferbeschichteten Aluminium oder einer aluminiumhaltigen Legierung und Einzeldrähte aus Kupfer oder einer kupferhaltigen Legierung enthält.
  6. Schlauchpaket nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die stromführende Leitung (11, 25, 44) wenigstens vier Einzellitzen aufweist, welche um eine Kernlitze geschlagen sind.
  7. Schlauchpaket nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass jede Einzellitze (11, 25, 44) und/oder die Kernlitze aus mindestens 20 Einzeldrähten (32) besteht.
  8. Schlauchpaket nach einem der vorher genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzeldrähte (32) einen Durchmesser von 0,05 mm bis 0,5 mm, vorzugsweise 0,15 mm aufweisen.
  9. Schlauchpaket nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlaglänge (d) der Litzen (11, 25, 44) von 15 mm bis 200 mm, vorzugsweise 40 mm bis 60 mm, beträgt.
  10. Schlauchpaket nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere stromführende Leitungen (25, 44) koaxial um einen zentralen Kanal (21, 41) angeordnet sind.
  11. Schlauchpaket nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine zusätzliche Steuerleitung (8, 43) vorgesehen ist.
  12. Schlauchpaket nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Kanäle (3, 4, 12) zur Leitung eines Mediums sowie wenigstens zwei stromführende Leitungen (9, 20, 25, 44) vorgesehen sind.
  13. Schlauchpaket nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kanal (5, 22) zur Führung eines Schweißdrahtes (6, 21) vorgesehen ist.
  14. Schlauchpaket nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kanal für die stromführende Leitung (25, 44) vorgesehen ist.
  15. Schlauchpaket nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche Kanäle koaxial angeordnet sind.
  16. Schlauchpaket nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal mit den stromführenden Leitungen (25, 44) den Kanal (23) zur Leitung des Mediums umgibt und/oder dass der Kanal (23) zur Leitung des Mediums den Kanal (22) zur Führung des Schweißdrahtes (6, 21) umgibt.
  17. Schlauchpaket nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle (12, 23) durch ein Polymer voneinander getrennt sind.
  18. Schlauchpaket nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Medium ein Gas oder eine Flüssigkeit ist.
  19. Schlauchpaket nach einem der Ansprüche 10 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die stromführende Leitung (9, 20, 25, 40, 44) an einem Ende einen Anschluss (35) aufweist, der mittels einer Quetschverbindung mit der stromführenden Leitung (9, 20, 25, 40, 44) verbunden ist.
  20. Schlauchpaket nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verschweißung der stromführenden Leitung (9, 20, 25, 44) mit einem Anschluss (35) oder einer Aderendhülse (37) mittels Ultraschall erfolgt.
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