DE1924794C - Flammvorrichtung zum Gasflammen von Metallwerkstucken - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Flämmvorrichtung zum Gasflammen von Metallwerkstücken, die einen Brenner und ?ine Zuführeinrichtung mit einem vor diesem angeordneten Halter für einen Zünddraht aufweist, der durch den Halter gegen das Werkstück beweglich und darauf bis zur Bildung eines seine Entzündung durch Sauerstoff zulassenden Klumpens abschmelzbar ist.

Bei den üblichen, beispielsweise in der schweizerischen Patentschrift 219 718 beschriebenen vorgenannten Flämmvorrichtungen kann ein Flämmvorgang lediglich bei über dem Werkstück zum Stillstand gebrachter Flämmvorrichtung eingeleitet werden. Dies ist aber insbesondere dann lästig und zeitraubend, wenn entlang einer Bewegung der Flämmvorrichtung über eine größere Werkstückfläche das Flämmen mehrfach unterbrochen und wieder begonnen werden soll.

Um die Leistung der Flämmvorrichtung zu verbessern, wurde auch bereits ein Verfahren mit »fliegendem Start« des Gas-Flämmens vorgeschlagen, gemäß welchem zum Zünden des Sauerstoffs ein Zusatz von Pulver erforderlich ist. Wenn es in dieser Weise auch gelingt, den gewünschten fliegenden Start zu erreichen, so fallen die entsprechenden Flämmvorrichtungen infolge des Pulvers doch recht kompliziert aus. Um zu gewährleisten, daß der Flämmvorgang an einer bestimmten Stelle des Werkstückes beginnt, muß das Pulver auch noch vorgewärmt werden. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß man auch noch die durch das Pulver entstehende Schlacke abführen muß. Überdies muß damit gerechnet werden, daß ein großer Teil des Pulvers, statt an dem Verfahren teilzunehmen, in den Fabrikraum weggeblasen wird, was es erforderlich macht, ein entsprechend leistungsfähiges Belüftungssystem vorzusehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, beim Gasflammen den sogenannten »fliegenden Start« auf einfachere Weise ebenfalls zuverlässig zu erreichen.

Die gestellte Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Halter mit dem Brenner in dessen betriebsmäßiger Relativbewegungsrichtung zum Werkstück beweglich verbunden und das werkstückseitige Halterende aus einem ausreichenden Abstand vom Brenner bei Abschmelzbeginn mit einer der betriebsmäßigen Relativgeschwindigkeit zwischen Brenner und Werkstück entsprechenden Geschwindigkeit gegen den Brenner beweglich ist, so daß die zunr Zünden erforderliche Zünddrahtabschmelzung trotz der betriebsmäßigen Relativbewegung des Brenners zum Werkstück an ein und derselben Berührungsstelle des Zünddrahtes auf dem Werkstück erfolgen kann.

Mit einer so ausgebildeten Flämmvorrichtung läßt sich der fliegende Start ohne jegliche weitere Hilfsmittel zuverlässig durchführen, wobei sich zwischen Flämmvorrichtung und Werkstück sogar sehr hohe Relativgeschwindigkeiten, beispielsweise über 6 m/ Min., erreichen lassen.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind eine an sich bekannte Zuführeinrichtung für den Zünddraht, eine Schwenkvorrichtung für den Halter und ein Steuerventil für die Sauerstoftzuführung von einem gemeinsamen Steuerstromkreis her elektrisch steuerbar. Durch eine solche Zusammenfassung ergibt sich eine besonders einfache elektrische Steuerbarkeit der Vorrichtung.

Andere Ausgestaltungen betreffen weitere konstruktive Einzelheiten der erfindungsgemäßen Flämmvorrichtung.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht; es zeigt

F i g. 1 a eine erfindungsgemäße Flämmvorrichtung mit einem zu flammenden Werkstück in einer schematisch gehaltenen Seitenansicht (in ihrer Ausgangsstellung),

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Fig. Ib und lc der Fig. la entsprechende Dar- bildet vor der Fehlerstelle 8 einen Metallhaufen

Stellungen, jedoch jeweils unmittelbar vor und nach hoher Temperatur,

dem Beginn eines Fläminvorganges, Gemäß F i g. 1 c wird gerade ein vor der Fehler-

Fig. 2 und 3 zwei Schaltbilder unterschiedlicher stelle 8 erzeugter Metallhaufen zum Zünden eines Stromkreise, die zwei verschiedenen Ausführungs- 5 aus dem Gasbrenner 7 austretenden Sauerstoffsirahls formen von Flämmvorrichtungen zum Durchführen verwendet, der nach dem Haufen hin gerichtet ist. des in F i g. 1 dargestellten Fläminvorganges zugeord- Wenn der Elektrodenhalter 1 die dargestellte Stelnet sind. lung erreicht hat, wird die Zuführung der Elektrode 3

Die in F i g. 1 dargestellte Flämmvorrichtung weist durch Unterbrechung des die Zuführeinrichtung 4 einen Elektrodenhalter 1 auf, der an einem nicht dar- io versorgenden Stromkreises im gleichen Augenblick gestellten Wagen -um eine quer zu dessen Bewegungs- unterbrochen, wo die Ausströmung des Sauerstoffrichtung verlaufende waagerechte Achse 2 schwenk- Strahls aus dem Gasbrenner 7 beginnt. Der Elektrobar gelagert ist. Der Elektrodenhalter 1 ist von einer denhalter 1 wird sodann schnell in die aus F i g. 1 Elektrode 3 durchsetzt, die von einer ebenfalls auf ersichtliche Ausgangsstellung im gleichen Augenblick dem Wagen angeordneten Vorratsrolle 5 aus über 15 zurückgeschwenkt, wo der Sauerstoffstrahl den eine Zuführeinrichtung 4 zugeführt wird. Der Wagen Flämmvorgang eingeleitet hat. Im übrigen wird der ist entlang einem Werkstück 6, an welchem das Sauerstoffstrahl zur Vermeidung eines Kippens des Flämmen durchgeführt werden soll, gemäß Fig. la Werkstückes nicht plötzlich, sondern allmählich in von links nach rechts beweglich und trägt weiterhin Gang gesetzt. Weiterhin wird das Werkstück 6 in der hinter dem Elektrodenhalter 1 einen Gasbrenner 7. 20 in den F i g. 1 a und 1 b dargestellten Weise zunächst Das Werkstück 6 ist teilweise geschnitten dargestellt, durch Heizflammen 9 vorgeheizt. Wenn die Fehlerum eine Fehlerstelle 8 desselben zu zeigen. Im stelle 8 aufhört, wird die Zuführung des Sauerstoffübrigen ist gemäß dem Ausführungsbeispiel davon Strahls unterbrochen. Die Brenneranordnung bleibt ausgegangen, daß am genannten Wagen mehrere jedoch zu einer Wiederzündung bereit, falls am Gasbrenner 7 nebeneinander jeweils hinter einer »5 Werkstück 6 entlang der weiteren Bewegungsbahn Elektrode 3 vorgesehen sind, so daß das Flämmen des jeweiligen Gasbrenners 7 weitere Fehlerstellen 8 an Werkstücken 6 unterschiedlicher Breite vorge- vorhanden sein sollten,
nommen werden kann. Das in F i g. 2 dargestellte Schaltbild ist einer

Die Brenner und Elektroden können auch so an- elektropneumatischen Steuervorrichtung der Flämmgeordnet sein, daß das Werkstück zugleich an ver- 3° vorrichtung gemäß F i g. 1 zugeordnet. Ein Einschaltschiedenen Seiten oder entlang seinem ganzen runden kontakt 10 ist einerseits mit einer Stromquelle U Umfang bearbeitet werden kann. Jeder Brenner mit und andererseits über einen pneumatisch betätigseiner zugeordneten Elektrode ist unabhängig von baren Kontakt 12 sowohl mit den beiden Wicklungen den übrigen Brennern steuerbar, was insbesondere zweier Relais 13 und 14 als auch mit einem Schweißbeim Gasflammen von Gußblöcken mit örtlichen 35 draht-Vorschubmotor 15 der Zuführeinrichtung 4 Fehlerstellen notwendig ist, die über deren ganze (gemäß Fig. 1) verbunden. Außerdem kann der EinOberfläche verteilt sind. schaltkontakt 10 über einen zweiten pneumatisch

Fig. la zeigt die Ausgangsstellung eines Satzes . betätigbaren Kontakt 16 mit der Wicklung eines von Gasbrennern 7. Die Fehlerstelle 8 im Werk- dritten Relais 17 verbunden werden,
stück 6 war entweder unmittelbar durch die Bedie- 40 Das Relais 13 betätigt einen Relaiskontakt 13 a, nungsperson der Vorrichtung oder selbsttätig durch der in einem Gleichstromkreis zwischen einer durch eine geeignete Suchvorrichtung festgestellt worden. einen Umformer 18 gebildeten Stromquelle und der Der Wagen mit den Gasbrennern 7 bewegt sich mit Elektrode 3 liegt. Das Relais 14 betätigt ein Ventil 19 verhältnismäßig hoher Geschwindigkeit entlang dem eines pneumatischen Steuerzylinders 20. Der Steuer-Werkstück 6, und die Bedienungsperson leitet den 45 zylinder 20 steuert die Stellung des Elektroden-Flämmvorgang jeweils kurz vor dem Augenblick ein, halters 1 (Fig. 1) relativ zum Werkstück 6. Weiterhin wo der Brenner die Fehlerstelle 8 erreicht. Der Vor- steuert der Steuerzylinder 20 auch die beiden Kongang spielt sich grundsätzlich in gleicher Weise ab, takte 12 und 16. Das dritte Relais 17 wirkt auf ein wenn die Fehlerstellen selbsttätig ermittelt wurden. Ventil 21 ein, welches die Zufuhr von Sauerstoff

Wenn die Bedienungsperson bei der in Fig. Ib 50 steuert.

dargestellten Stellung der Flämmvorrichtung un- Das Einleiten eines Flämmvorganges erfolgt mit

mittelbar vor dem Start den Start-Druckknopf be- der das Schaltbild gemäß Fig. 2 aufweisenden

tätigt hat, wird die Elektrode 3 bis zur Berührung Flämmvorrichtung wie folgt:

des Werkstückes 6 vorgeschoben, das sie unmittelbar Wenn der Umformer 18 zu arbeiten begonnen hat

vor der Fehlerstelle 8 berührt. Beim dargestellten 55 und der (nicht dargestellte) Wagen in Gang gesetzt

Ausführungsbeispiel ist angenommen, daß die Elek- ist, wird der Einschaltkontakt 10 betätigt. Dadurch

trode 3 entweder durch eine Widerstandserwärmung wird den Relais 13 und 14 ein Impuls erteilt und der

oder durch eine Lichtbogenerhitzung geschmolzen Schweißdraht-Vorschubmotor 15 eingeschaltet. Das

wird. Es bestehen aber auch noch andere Möglich- Relais 13 schaltet über den Relaiskontakt 13a die

keiten, die Elektrode 3 zu schmelzen, so beispiels- 60 Elektrode 3 an den Umformer 18 an, während das

weise durch eine Induktionsheizung. Relais 14 das Ventil 19 in eine Stellung umschaltet.

Zugleich mit dem Zuführen der Elektrode 3 wird bei der der Steuerzylinder 20 ein Abwärtsschwenken

der elektrische Stromkreis zum Zünden des Licht- des Elektrodenhalters 1 (Fig. 1) nach dem Werk-

bogens geschlossen und der Elektrodenhalter 1 um stück 6 hin verursacht.

seine Achse 2 mit einer Geschwindigkeit nach unten 65 Die beiden pneumatisch betätigbaren Kontakte 12

geschwenkt, die der Relattvgeschwindigkeit zwischen und 16 befinden sich in ihrer nicht betätigten Ruhe-

Flämmvorrichtung und Werkstücke entspricht. Das stel'ung in den aus Fig. 2 ersichtlichen Stellungen,

vordere Ende der Elektrode 3 schmilzt sodann und Der Kolben im Steuerzylinder 20 ist in der gestrichelt

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dargestellten Weise mit den beiden Kontakten 12 takte 12 und 16 durch ein Zeitrelais 22 bzw. 23 zu

und 16 beispielsweise mittels nicht dargestellter Re- ersetzen.

lais verbunden. Wenn der Kolben im Steuerzylinder Das Flämmen wird mit der das Schaltbild gemäß 20 eine bestimmte Stellung erreicht hat, d.h., wenn Fig. 3 aufweisenden Flämmvorrichtung in gleicher der Elektrodenhalter 1 die in F i g. 1 c dargestellte 5 Weise wie mit der das Schaltbild gemäß F i g. 2 auf-Stellung erreicht hat, unterbricht der Kontakt 12 weisenden Flämmvorrichtung eingeleitet. Wenn der seinen Stromkreis, während der Kontakt 16 seinen Umformer 18 arbeitet und der Wagen in Gang geStromkreis schließt. Durch die öffnung des Kon- setzt _,t, wird der Einschaltkontakt 10 betätigt. Oatakles 12 hört der Vorschub des Schweißdrahtes auf, durch fließt Strom durch die Zeitrelais 22 und 23, der Relaiskontakt 13 a unterbricht die Stromzufuhr io woraufhin die Relais 13 und 14 den Relaiskontakt zur Elektrode 3, und das Ventil 19 wird über das 13« bzw. das Ventil 19 in gleicher Weise wie bei dem abgeschaltete Relais 14 so umgeschaltet, daß der Schaltbild gemäß Fig. 2 betätigen. Nach einer vor-Steuerzylinder 20 in seine Ausgangsstellung zurück- bestimmten Zeit unterbricht das Zeitrelais 22 den kehrt. Stromkreis des Schweißdraht-Vorschubmotors IS und

Durch den geschlossenen Kontakt 16 wird das 15 der Wicklungen der Relais 13 und 14. Etwa zur Relais 17 eingeschaltet, und das Ventil 21 öffnet die gleichen Zeit schließt das Zeitrelais 23 seinen die Zuführung des Sauersloffstrahles durch den Gas- Wicklung des dritten Relais 17 enthaltenden Strombrenner 7, womit der Flämmvorgang beginnt. Zur kreis, womit das Relais 17 das Ventil 21 in gleicher Unterbrechung des Flämmvorganges muß der Ein- Weise betätigt, wie es an Hand der Fig. 2 beschrieben schaltkontakt 10 wieder geöffnet werden, woraufhin ao wurde. Der Flämmvorgang wird durch eine Ausschaldie Kontakte 12 und 16 wieder in ihre in Fig. 2 dar- tung des Einschaltkontaktes 10 unterbrochen, wogestellten Ausgangsstellungen zurückkehren und das durch die Zeitrelais 22 und 23 in ihre Ausgangsstel-Ventil 21 die Sauerstoffzufuhr wieder unterbricht. . lungen zurückkehren und die Sauerstoffzufuhr durch

Bei dem in F i g. 3 dargestellten Schaltbild wird die das Ventil 21 unterbrochen wird.
Flämmvorrichtuns elektropneumatisch gesteuert. Die 25 Gemäß einem dritten, nicht dargestellten Ausfühder F i g. 2 gleichenden Einzelheiten sind durch die rungsbeispiel können die beiden in F i g. 3 dargestellgleichen Bezugszahlen gekennnzeichnet und in gleicher ten Zeitrelais durch ein einziges Zeitrelais mit zwei Weise dargestellt. Der Einschaltkontakt 10 ist hier Kontaktstellungen ersetzt werden, von denen die eine mit einem Paar einstellbarer Zeitrelais 22 und 23 ver- der Einschaltung der beiden Relais 13 und 14 und bunden, die als Thermorelais dargestellt sind. Das 30 des Schweißdraht-Vorschubmotors 15 und die andere eine Zeitrelais 22 ist mit den Wicklungen der beiden der Einschaltung des dritten Relais 17 dient.
Relais 13 und 14 und mit dem Schweißdraht-Vor- Das vorstehend an Hand der erläuterten Ausfühschubmotor 15 verbunden, während das andere Zeit- rungsbeispiele beschriebene Flämmverfahren bietet relais 23 mit der Wicklung des dritten Relais 17 ver- wesentliche Vorteile, indem hohe Abtast-und Flämmbunden ist. 35 geschwindigkeiten ohne jeglichen Zusatz von Pulver

Wenn im Stromkreis Zeitrelais 22 und 23 vorge- erzielt werden können. Dies geht klar aus der nachsehen sind, können pneumatisch betätigbare Kon- stehenden Tabelle hervor, deren Werte experimentell takte 12 und 16 entfallen. Dies hat den Vorteil, daß durch Flämmen kalter Werkstücke mit einer Flämmzwischen den einzelnen Schritten des Verfahrens eine vorrichtung gewonnen wurden, die einer vorstehend zeitliche Abhängigkeit geschaffen wird. Es ist auch 4f beschriebenen und dargestellten Ausführung enlmöglich. einen der pneumatisch betätigbaren Kon- spricht:

Gasbrennerdüse 1 Düsenbohrung für den Sauerstoffstrahl

mit einem Durchmesser von 16 mm;
10 Bohrungen für das Vorheizgas mit jeweils einem Durchmesser von 1 mm;
Neigung gegenüber dem Werkstück von
75^P; Abstand vom Werkstück 16 mm.

Schweißelektrode AGA SL 58, Durchmesser 1,6 mm

Rclativgeschwindigkeit zwischen Flämmvorrichtung und

Werkstück 6 m/Min. 9 m/Min.

Elektrodenhalter:

Winkel zum Werkstück in der Ausgangsstellung 45° 45°

Abstand vom Werkstück in der Ausgangsstellung 50 mm 50 mm

Stromstärke des Schmelzstromes für die Elektrode .., 360 A 360 A

Druck des Sauerstoffstrahls am Startbeginn 0,2 kg/cm² 0,2 kg/cm²

Druck des Schneid-Sauerstoffstrahls 1,0 kg/cm² 1,0 kg/cm²

Druck des Vorheizsauerstoffs am Regulator 5,0 kg/cm² 5,0 kg/cm²

Acetylendruck am Regulator 1,5 kg/cm² 1,5 kg/cm²

Durch einen Gasbrenner in das Werkstück eingebrannte Nut

Breite 90 mm 80 mm

Tiefe 6,5 mm 4 mm

Noch wesentlich bessere Resultate lassen sich natürlich durch ein Heißflämmen der Werkstücke erzielen

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Flämmvo!richtung zum Gasflammen von Metallwerkstücken, die einen Brenner und eine Zuführeinrichtung mit einem vor diesem angeordneten Halter für einen Zünddraht aufweist, der durch den Halter gegen das Werkstück beweglich und darauf bis zur Bildung eines seine Entzündung durch Sauerstoff zulassenden Klumpens abschmelzbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter (Elektrodenhalter 1) mit dem Brenner (7) in dessen betriebsmäßiger Relativbewegungsrichtung zum Werkstück (6) beweglich verbunden und das werkstückseitige Halterende aus einem ausreichenden Abstand vom Brenner (7) bei Abschmelzbeginn mit einer der betriebsmäßigen Relativgeschwindigkeit zwischen Brenner (7) und Werkstück (6) entsprechenden Geschwindigkeit gegen den Brenner (7) so beweglich ist, so daß die zum Zünden erforderliche Zünddrahtabschmelzung trotz der betriebsmäßigen Relativbewegung des Brenners (7) zum Werkstück (6) an ein und derselben Berührungsstelle des Zünddrahtes (Schweißelektrode 3) auf dem Werkstück (6) erfolgen kann.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zünddraht als Schweißelektrode (3) einer durch die Berührung mit dem Werkstück (6) eingeschalteten elektrischen Schmelzeinrichtung ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter (Elektrodenhalter 1) an einer mit dem Brenner (7) starr verbundenen und quer zu dessen Relativbewegungsrichtung verlaufenden Achse (2) schwenkbar gelagert ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine an sich bekannte Zuführeinrichtung (4) für den Zünddraht (Schweißelektrode 3), eine Schwenkvorrichtung für den Halter (Elektrodenhalter 1) und ein Steuerventil für die Sauerstoffzuführung von einem gemeinsamen Steuerstromkreis her elektrisch steuerbar sind.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie auf einem entlang dem Werkstück (6) bewegbaren Wagen angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere in an sich bekannter Weise nebeneinander angeordnete Brenner (7) nebst Haltern (Elektrodenhalter 1) und Zünddrähten (Schweißelektroden 3) unabhängig voneinander einsetzbar sind.