DE1804882A1

DE1804882A1 - Maschine zur Oberflaechenbearbeitung von Werkstuecken

Info

Publication number: DE1804882A1
Application number: DE19681804882
Authority: DE
Inventors: Lars Soederstroem
Original assignee: Centro Maskin I Goteborg AB
Current assignee: Centro Maskin I Goteborg AB
Priority date: 1967-10-24
Filing date: 1968-10-24
Publication date: 1969-06-19
Also published as: SE337517B; GB1239619A; FR1590231A

Description

Centrp-Maskin i Göteborg Aktlebolag, Göteborg 47/Schweden .

Maschine zur Oberflächenbearbeitung von Werkstücken .

Für diese Patentanmeldung wird die Priorität aus der schwedi· sehen Patentanmeldung Nr . 14517/1967 vom 24 . Oktober 1967 in Anspruch genommen .

Die Erfindungtezieht sich auf eine Haschine zur Oberflächenbearbeitung von Werkstücken, die eine Bearbeitungseinheit und eine Einrichtung zur Ermöglichung einer Relativbewegung zwischen dieser und einem Werkstück sowie eine Düse aufweisen _s die einen spitzen Winkel mit der Werkstückoberfläche bildet . Eine bestimmte Art solcher Maschinen ist Gegenstand der entsprechenden Anmeldung ..., welche auf der Priorität vom 12 . Oktober 1967 aus der entsprechenden schwedischen Anmeldung 13938/67 beruht.

Zu Beginn eines Bearbeitungsvorgangs muss die Bearbeitungs düse in einer festen Lage gegenüber dem Werkstück gehalten werden, bis auf dem Werkstück eine Lache aus geschmolzenem Metall gebildet ist, die,- sobalddb Relativbewegung zwischen der Düse und dem Werkstück beginnt, durch den aus der Düse kommenden Gasstrahl, der einen spitzen Winkel mit der Werkstückoberfläche bildet, über die Werkstückoberfläche getrieben wird. Während der Zeit, die erforderlich ist, um zu Beginn des BearbeitungsVorgangs benötigt wird, um die Lache aus ge-

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schmolzenem Metall so gross werden zu lassen, dass die Relativbewegung zwischen Düse und Werkstück begonnen werden kann, wächst die Lache aus geschmolzenem Metall auch in die Tiefe, was zu einer sogenannten "Starthöhle" am Beginn jedes Bearbeitungshubs führen kann, d.h. zu einem Bereich, der eine grössere Tiefe und auch eine grössere Breite als der Bearbeitungshub aufweist . Wenn ein auf seiner Oberfläche bearbeiteter Stahlblock gewalzt wird, können solche Höhlungen Fehler in dem gewalzten Material zur Folge haben .

Zweck der Erfindung ist es hauptsächlich, diesem Mangel zu begegnen, und zwar dadurch, dass die Ausbildung der sogenannten Starthöhlen vermieden wird. Dies kann gemäss der Erfindung dadurch geschehen, dass die Bearbeitungsdüse zwischen derjenigen Lage, in der sie einen spitzen Winkel mit der Werkstückoberfläche bildet, und einer Lage, in welcher die Düse einen weniger spitzen Winkel mit der Werkstückoberfläche bildet, einstellbar ist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Oberflächenbearbeiturigsmaschine gemäss der Erfindung,

Fig . 2 eine Einzeldarstellung der Bearbeitmjpeinheit in einem grösseren Maßstab,

Fig . 3 eine schematische Erläuterungsskizze einer druckluftbetätigten Vorrichtung an der Maschine und

Fig . 4 ein elektrisches Schaltbild .

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Die in Pig . 1 dargestellte Maschine weist ein Fahrgestell 1 mit Rädern/" das auf Schienen 2 mit Hilfe eines Druckluftmotors 3 bewegbar ist. In einem von dem Fahrgestell getragenen Rahmen U ist mit Hilfe eines Druckluftmotors 5 ein Schlitten 6 in vertikaler Richtung verschiebbar, der einen zweiten Schlitten 7 trägt, der mittels eines Druckluftzylinders (in der Zeichnung nicht dargestellt) in horizontaler Richtung verschiebbar ist und seinerseits eine Bearbeitungseinheit 8 trägt, zu der eine Bearbeitungsdüse 9 gehört. Ein Werkstück A d und eine Tragvorrichtung Io für dieses sind in Fig. 1 in gestrichelten Linien dargestellt . Das Werkstück wird von der Tragvorrichtung vor der Maschine in einer etwas nach hinten geneigten Lage gehalten.

Durch Bewegen der Maschine längs der Schleien 2 und Anheben oder Senken des Schlittens 6 kann die Bearbeitungseinheit in die gewünschte Stellung gegenüber dem Werkstück A eingestellt werden, und durch Kombinierung dieser Bewegungen kann die Bearbeitungsdüse 9 dazu gebracht werden, jeder gewünschten Spur längs der Werkstückoberfläche zu ^

folgen, ζ .B. um einen Riss zu beseitigen. Ferner sind Einrichtungen vorgesehen, die dazu dienen, die Bearbeitungseinheit derart zu drehen, dass die Düse 9 längs eines Risses im Werkstück ausgerichtet werden kann. Hinsichtlich der Ausbildung der Maschine im einzelnen und ihrer Arbeitsvorgänge wird auf die eingangs erwähnte ältere Patentanmeldung Bezug genommen.

Die von der·Maschine getragene Bearbeitungseinheit soll nunmehr insbesondere unter Bezugnahme auf Fig. 2 erläutert werden. Mit 11 ist ein horizontaler Tragarm bezeichnet, der

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von dem horizontal verschiebbaren Schlitten 7 wegragt . Der: Tragarm ist an seinem vorderen Ende mit einem Hebel 13'versehen, der um einen horizontalen Stift 12 schwenkbar ist und schwenkbar mit der Kolbenstange eines Druckmittelzylinders l4 verbunden ist, der von dem Tragarm 11 getragen wird . Der Druckmittelzylinder 14 ist an dem seiner Kolbenstange entgegengesetzten Ende schwenkbar mit einer Befestigungseinrichtung verbunden, die auf dem Tragarm 11 angebracht ist. Die Bearbeitungsdüse wird von dem Hebel 13 getragen, und durch Schwenken des Hebels mit Hilfe des Druckmittelzylinders ist die Düse etwa aus der in vollen Linien in Fig. 2 gezeigten Lage in die in gestrichelten Linien dargestellte Lage verstellbar . Ferner ist der Hebel 13 mit einer nach unten ragenden Verlängerung 13a versehen, die eine Führung 16 mit einem Zünddraht 17 trägt, der der Düse 9 von einer Vorratsspule mit Hilfe einer Zuführungsvorrichtung 19_sdie von dem Arm 11 getragen und von einem Elektromotor angetrieben wird, zugeführt werden kann . Die Zuführungsvorrichtung 19 ist mit dem Tragarm durch Haken 21 verbunden, die in Hülsen 2o eingreifen, welche an dem Tragarm befestigt sind und parallel zu diesem derart verlaufen, dass die Zuführungsvorrichtung um eine begrenzte Strecke längs des Tragarmes verschiebbar ist .

Bei einer solchen Maschine verläuft der Bearbeitungsvorgang zu Beginn wie folgt: Durch Verschieben des Schlittens wird die Bearbeitungsdüse in eine Lage neben der Werkstückoberfläche geführt und mit Hilfe der vorstehend erwähnten in den Zeichnungen nicht dargestellten Vorrichtungen

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wird der Tragarm 11 derart gedreht, dass die Düse 9 in diejenige Richtung weist, in welche* die Düse gegenüber der Werkstückoberfläche bewegt werden soll. Die Düse 9 befindet sich dann in der in gestrichelten Linien in Pig . 2 dargestellten Lage, in welcher die Düse auf das Werkstück unter einem Winkel hinweist, der weniger spitz ist als der Winkel bei der in vorgezeichneten Linien dargestellten Lage . ilun wird die Zündflamme für die Düse gezündet . Die Bedienungsperson drückt dann einen Knopf, wodurch folgende Arbeitsvorgänge eingeleitet werden .

Es wird Sauerstoffgas zu der Düse zugeführt und gleichzeitig wird die Drahtzuführungsvorrichtung 19 zum Zuführen des Zünddrahtes zu der Düse in Bewegung gesetzt, worauf der Schmelzprozess beginnt . Die Drahtzuführung wird unterbrochen und nach einer weiteren kurzen Zwischenpause wird die Bearbeitungsdüse mit Hilfe des Druckmittelzylinders 14 in die in vollen Linien in Pig . 2 gezeigte Lage eingestellt, worauf die Düse in der vorstehend beschriebenen Weise längs des Oberflächenrisses od .dgl , bewegt wird, der an dem Werkstück beseitigt werden soll. Sobald der Bearbeitungsvorgang nicht mehr fortgesetzt werden soll, lässt die Bedienungsperson den Druckknopf los, worauf die Sauerstoffgaszufuhr unterbrochen und die Düse 9 mit Hilfe des Druckmittelzylinders in die in Pig . 2 mit vollen Linien gezeigte Lage zurückgeführt wird .

Infolge des Umstandes, dass die Bearbeitungedüse unter einer weniger spitzen Winkel gegen die Werkstückoberfläche eingestellt wird, wird der Gasstrahl auf eine kleinere Fläche

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konzentriert, was zur Folge hat, dass die Lache von geschmolzenem Metall, die für den Beginn des Bearbeitungsvorgangs erforderlich ist, schneller entsteht, so dass die geschmolzene Lache keine Zeit hat, sich in die Tiefe auszubreiten, wie dies vorstehend erwähnt war « Dadurch wird die Ausbildung von sogenannten Starthöhlen vermieden.

In dem Diagramm von Pig. 3 ist 22 ein Druckmittelzylinder (in den übrigen Figuren nicht dargestellt)₃ der ein (nicht dargestelltes) Ventil in der Zufuhrleitung für das Sauerstoffgas zu der Düse 9 betätigt . Die Betätigung des Zylinders 22 erfolgt mit Hilfe eines Magnetventils 23, mit dem der Zylinder durch Leitungen 24 und 25 verbunden ist, und das mit Hilfe einer Leitung 26 mit einem Druckluftzuführungsrohr

27 verbunden ist . Die Fig . 3 zeigt ferner· die Zufuhr von Druckluft zu dem Zylinder Γ*ί, der sum Einstellen der Winkellage der Bearbeitungsdüse dient. Die Zylinderkammern auf entgegengesetzten Seiten des Kolbens sind mit Hilfe von Leitungen

28 und 2 9 an ein Magnetventil 3o angeschlossen, das wiederum mit der Zuführungsleitung 27 verbunden ist . In jeder der Leitungen 28 und 29 befindet sich ein Rückschlagventil 31 bzw . 32 und ein Drosselventil 33 bzw» 3** parallel zu dem Rückschlagventil . Bei der in Pig . 3 gezeigten Stellung des Magnetventils 3o läuft Druckluft aus der Leitung 27 über das Rückschlagventil 33 su der Ventilkammer auf der rechten Seite des Kolbens, während Luft aus der entgegengasetsten Zyllnderkammer- Über das Rückschlagventil 33 entweicht, wodurch es möglich wird., die Geschwindigkeit einzustellen,

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mit der sich der Kolben bewegt.

Die richtige Reihenfolge, in welcher die elektrischen Einrichtungen für die Betätigung der Magnetventile 23 und sowie der Drahtzuführungsvorrichtung 19 gesteuert werden, lässt sich anhand von Pig . 4 erläutern. Die einzelnen Stromkreise sind zwislchen den beiden sanmelschienenartlgen Leitern 35 und 36 angeschlossen, die wiederum mit einer in der Zeichnung nicht dargestellten Stromquelle verbunden sind . Der Stromkreis eines Relais Re kann durch Betätigung % eines mit einer Rückstellfeder versehenen Druckknopfschalters K geschlossen werden Die Relaiskontrakte sind in Fig . *i in denjenigen Stellungen gezeigt, wo die Relaisspule nicht erregt ist . Demgemäss ist, wenn das Relais nicht erregt ist, der Stromkreis für den Elektromagneten Sl des Magnetventils 23 offen, während der Kreis des Elektromagneten S2 geschlossen ist . Der nächste Kreis in dem Schaltbild, nach links hin gezählt, enthält einen normalerweise offenen Relaiskontakt und ein Zeitrelais Tl, das einen normalerweise geschlossenen Kontakt hat, der in Reihe mit einem offenen Kontakt des Relais Re in einem Kreis liegt, der den Motor M der Drahtzuführungsvorrichtung 19 in Reihe mit einem veränderlichen Widerstand R zum Einstellen der Zuführungsgeschwindigkeit enthält . Der Stromkreis eines weiteren Zeitrelais T2 enthält einen normalerweise offenen Kontakt des Relais Re, und das Zeitrelais T2 hat einen normalerweise offenen Kontakt'in dem Kreis des Elektromagneten S3 des Magnetventils 3o . Der Kreis des Magnetventils Sk ist ' < geschlossen, wenn das Relais Re nicht betätigt wird . 909825/1040

Bei Erregung des Relais Re durch Betätigen des Schalters K werden die Relaiskontakte umgekehrt, so dass die Kreise zu den Elektromagneten S2 und S4 geöffnet werden, während die Kreise zu den Elektromagneten Sl, dem Zeitrelais Tl, dem Antriebsmotor M und dem Zeitrelais T2 geschlossen sind . Das Ventil 23 wird dann betätigt, so dass der Druckmittelzylinder die öffnung des Sauerstoffgasventils bewirkt und gleichzeitig wird der Motor M der Drahtzuführungsvorrichtung 19 in Gang gesetzt, um Zünddraht 17 zu ^ der viCDüse 9 zuzuführen. Wenn eine genügende Länge des Drahtes 17 zu der Düse zugeführt ist, wird der Kreis des Motors M durch Betätigung des Zeitrelais Tl geöffnet. Die Länge des zu der Düse zugeführten Drahtes kann einerseits mit Hilfe des veränderbaren Widerstands R eingestellt werden, der die Zufuhrgeschwindigkeit steuert und andererseits durch Einstellen der Verzögerung des Zeitrelais Tl . Wenn das Zeitrelais T2 erregt wird, wird der

der Kreis des Elektromagneten S3 geschlossen, so dass ,Kolben des Druckmittelzylinders I¹J im Sinne von Pig . 2 und 3 nach rechts hin fc verschoben wird, um die Bearbeitungsdüse 9 aus der in gestrichelten Linien gezeigten Lage in die in vollen Linien gezeigte Lage zu bringen. Wenn der Tastschalter K nach einem vollendeten Coup der Bearbeitungsdüse über die Werkstückoberfläche losgelassen wird, kehren die Relaiskontakte in ihre Anfangslage zurück, was eine Betätigung der Magnetventile 23 und 3o zur Folge hat, so dass die Sauerstoffgaszufuhr unterbrochen und die Bearbeitungsdüse in die in gestrichelten Linien in Fig . 2 gezeichnete Lage zurückgeführt wird .

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Die Steifheit des Teils des Zünddrahtes 17,der zwischen der Drahtzuführungsvorrichtung 19 und der Führung 16 verläuft,und die Reibung zwischen dem Draht und der Führung haben eine leichte Verschiebung der beweglich angebrachten DrahtzuführungsVorrichtung längs des Drahtarmes 11 zur Folge, wenn die Düse 9 aus der einen Winkellage in die andere umgestellt wird . Es ist daher vermieden, dass der Zünddraht gegenüber der Führung 16 verschoben wird . Dadurch wird gewährleistet, dass die beabsichtigte Drahtlänge stets der Düse bei jedem Start eines Bearbeitungsvorganges zugeführt wird

Naturgemäss lässt sich die Erfindung auch bei anderen Arten von Oberflächenbearbeitungsmaschinen als der hier beschriebenen anwenden, z.B. bei solchen Maschinen, bei denen das Werkstück gegenüber einer feststehenden Bearbeitungseinheit verschoben wird . Auch in anderer Hinsicht 1st die Erfindung nicht auf die hler im einzelnen beschriebene und dargestellte Einrichtung beschränkt . Vielmehr soll letztere lediglieh zur Erläuterung dienen. i

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Claims

Patentansprüche

1. Maschine zur Oberflächenbearbeitung von Werkstücken, die eine Bearbeitungseinheit und eine Einrichtung zur Ermöglichung einer Relativbewegung zwischen dieser und dem Werkstück aufweist und bei der die Düse der Bearbeitungseinheit einen spitzen Winkel mit der Werkstückoberfläche bildet, dadurch gekennzeichnet, dass die Düse zwischen dieser Winkellage und einer Lage verstellbar ist, in welcher sie einen weniger spitzen Winkel mit der Werkstückoberfläche bildet .

2. Maschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine mit Beginn eines Oberflächenbearbeiturigsvorganges zur VJirkung kommende Einrichtung, welche dazu dient, dafür zu sorgen_s dass die Düse der Bearbeitungseinheit in einer festen Lage gegenüber dem Werkstück gehalten und in die letztgenannte Winkellage gegenüber diesem eingestellt wird, um sie eine bestimmte Seit nach öffnung der Säuerstofigaszufuhr zu der Düse in die zuerst erwähnte Lage zu bewegen .

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