DE2046415B2

DE2046415B2 - Schneidbrenner

Info

Publication number: DE2046415B2
Application number: DE19702046415
Authority: DE
Inventors: Heinz Lange Gerhardt 6000 Frankfurt Gabel
Original assignee: Messer Gnesheim GmbH, 6000 Frank fürt
Priority date: 1970-09-19
Filing date: 1970-09-19
Publication date: 1973-05-10
Also published as: IT940922B; GB1328907A; US3747859A; DE2046415C3; DE2046415A1; FR2107670A5

Description

6. Brenner nach Anspruch 5, dadurch gekenn- Mit dem ausströmenden Bearbeitungssauerstoff-

zeichnet, daß die Schlitze (27) eine Tiefe (28) von strahl gelangt diese angereicherte Mantelzone aus dem etwa 1,3 mm aufweisen und die Schlitzbreite 0,2 35 Brenner. Dabei findet in dieser Zone eine vollkombis 0,4, vorzugsweise 0,3 mm beträgt. menere Verbrennung der brennbaren Gase mit An

teilen des Bearbeitungssauerstoffes statt, und die Mantelzone wird dadurch heißer. Diese heiße Zone

erhöht das Wärmeangebot an der Reaktionsstelle.

40 Ferner wird, bedingt durch die bei der Verbrennung entstehende Expansion des heißen Gasmantels, die

Die Erfindung betrifft einen Schneidbrenner mit auch in Richtung zum Sauerstoffstrahl wirkt, eine einer inneren Schneiddüse und einem äußeren Düsen- Einschnürung bzw. Bündelung des Sauerstoffstrahles mantel, bei dem die Schneiddüsenstirnfläche gegen- über seine Länge erreicht. Hierdurch bleibt das über der Stirnfläche des Düsenmantels vorgezogen 45 Sauerstoffangebot pro Flächeneinheit über die Länge ist, sowie der Schneidsauerstoffstrahl über die des Strahles weitgehend konstant. Von besonderem Schneiddüse und das Brenngas-Heizsauerstoff-Ge- Vorteil ist die dadurch entstehende Reduzierung des misch zwischen Schneiddüse und Düsenmantel züge- Schnittriefennachlaufes.

führt wird. Diese heiße Mantelzone erlaubt, wie Versuche

Bei einem bekannten Schneidbrenner dieser Art 5° zeigten, einen größeren Abstand des Brenners von (deutsches Gebrauchsmuster 1 750 010) sind die zwi- der Werkstückoberfläche, und der Brenner ist außerschen Schneiddüse und Düsenmantel das Brenngas- dem unempfindlicher gegen Abstandsänderungen bei Heizsauerstoffgemisch zuführenden Kanäle in ihrer gleichbleibender Schnittqualität.
Auslaßrichtung mit Schrägrichtung vom Schneid- Den Unteransprüchen kommt nur im Zusammen-

sauerstoffstrahl wegführend angeordnet. 55 hang mit dem Hauptanspruch Schutz zu.

Weiterhin ist ein Schneidbrenner ähnlicher Art be- Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung für Werk-

kannt (französische Patentschrift 979 274), bei dem stückdicken bis 100 mm ist in der Zeichnung dargedie Schneiddüsenstirnfläche gegenüber der Stirnfläche stellt und wird im folgenden näher beschrieben,
des Düsenmantels zurückgezogen ist und die Ge- Ein Schneidbrenner 10 besteht aus einer inneren

mischkanäle eine Schrägrichtung zum Schneidsauer- 60 Schneiddüse 11 aus Kupfer sowie einem darübergestoffstrahl aufweisen und bei dem außerdem am Miin- schobenen Düsenmantel 12 aus Kupfer. Die Schneiddungsende der Schneiddüse eine Einsenkung mit düse 11 weist einen zentrisch angeordneten Schneideinem Kegelwinkel von etwa 60° vorgesehen ist. sauerstoffkanal 13 auf.

Diese Einsenkung dient dazu, bei wahlweiser Zufüh- Dieser Kanal 13 ist am Mündungsende 14 mit einer

rung von Schneidsauerstoffstrahlen in Schrägrichtung 65 Einsenkung 15 versehen, deren Kegelwinkel 16 etwa entsprechende Schrägschnitte ausführen zu können. 90 bis 150, vorzugsweise 120°, beträgt. An die Ein-Weiterhin ist noch eine Heizdüse für Maschinen- Senkung 15 schließt sich, in Strömungsrichtung des schneidbrenner zum Hochleistungsbrennschneiden Sauerstoffes gesehen, eine zylindrische Ausnehmung

17 an. Es entsteht so ein Ansaugbereich 35. Die Länge 18 der Ausnehmung 17 beträgt 3,1 bis 1, vorzugsweise 0,3 mm. Die Ausnehmung 17 weist einen Durchmesser von etwa 2,5 mm auf. Entgegen der Strömungsrichtung gesehen ist hinter der Einsenkung 15 der Bereich 19 des Schneidkanals 14 konisch sich verjüngend ausgebildet, wobei der Konuswinkel 20 etwa 6° beträgt.

Dieser konische Bereich 19 geht in einen zylindrischen Bereich 21 über, der den engsten Quer- ίο schnitt des Schneidsauerstoffkanals darstellt. Der zylindrische Bereich 21 ist wiederum über einen konisch erweiterten Zwischenbereich 22 mit einem einen größeren Durchmesser aufweisenden Zuleitungskanal 23 verbunden, durch den der Sauerstoff mit einem Druck von etwa 6 bis 8 atü der engsten Stelle 21 des Schneidsauerstoffkanals 13 zugeführt wird. Es sind auch Schnitte mit guter Qualität bei Drücken bis herab zu 1,5 atü erzielbar, wobei dann die Schneidgeschwindigkeit allerdings geringer als in der Tabelle angegeben, ist.

Der Endbereich 24 der Schneiddüse 11 weist eine konische Außenform auf, wobei der Konuswinkel 25 etwa 25 bis 30° beträgt. Dieser Endbereich 24 liegt in einer Kegelbohrung 26 des Düsenmantels 12 mit gleichem Konuswinkel an. In der Außenwand des Endbereiches 24 sind Schlitze 27 vorgesehen, die zum Teil vom Düsenmantel 12 abgedeckt sind. Die Schlitze 27 weisen eine Tiefe 28 von etwa 1,3 mm auf. Die Schlitzbreite beträgt 0,2 bis 0,4, Vorzugsweise 0,3 mm. Im Endbereich 29 der Schlitze 27 weist die Schneiddüse 11 eine Anfasung 30 von etwa 50° auf, wobei die Anfasung am Umfang des Fußkreises 31 der Schlitze 27 endet. Der Durchmesser des Fußkreises 31 beträgt etwa 2,8 mm. Diese Dimensionierung der Schlitze ist bis zu Schneiddicken von etwa 100 mm für alle Brenngase gleich.

Die Stirnfläche 33 des Düseninantels 12 ist gegenüber der Schneiddüsenstimüäche 34 zurückgesetzt angeordnet. Beim Ausführungsbeispiel ist der Dusenmantel 12 so zurückgesetzt, daß der Beginn der Anfasung 30 in Höhe der Stirnfläche 33 des Düseninantels 12 liegt.

Bei dem so ausgebildeten Brenner strömt das Gemisch durch die Zuführung 37 und die Schlitze 27 aus dem Brenner und wird auf Grund des im Ansaugbereich 35 der Einsenkung 15 vorhandenen Unterdruckes in diesen Bereich gesaugt.

Beim Brenner ist als Brenngas Azetylen sowie Propan, Erdgas. Leuchtgas und Methan verwendbar, aber auch mit anderen bekannten Brenngasen kann der Brenner betrieben werden, und zwar ohne Veränderung der Schneiddüse und bei konstanter Dimensionierung des Mischungssystems.

Mit dem Brenner sind größere Schnittgeschwindigkeiten erreichbar bei gleichbleibender Schnittflächenqualität. Der Brenner ist für einen großen Werkstoffdickenbereich einsetzbar, beispielsweise fur Werkstoffdicken von 3 bis 100 mm.

Das Ausführungsbeispiel wurde beschrieben in Verbindung mit einem dem Bearbeitungssauerstoff zugeführten Brenngas-Heizsauerstoffgemisch. Es ist aber auch eine getrennte Zufuhr von Brenngas und Heizsauerstoff zum Bearbeitungssauerstoffstrahl möglich wobei die getrennte Zuführung durch Ringkanäle oder Öffnungen erfolgen kann. Hierbei ist es besonders vorteilhaft, den Heizsauerstoffstrom außen vorzusehen. . ,

In der nachfolgenden Tabelle werden einige Schneiddaten, die mit dem beschriebenen Brenner erreicht wurden, veranschaulicht (Spalte I). Ferner sind in der Tabelle die mit einem bekannten leistungsstarken Brenner erzielten Schneiddaten angegeben (Spalte II).

Material: St 37.

Brenngas: Azetylen; Klammerwerte gelten für Propan, Leuchtgas, Erdgas. Schneidsauerstoff: Raumtemperatur. Temperatur: 99,5 °/o Reinheit.

Blech dicke	Schneid ge schwindigkeit mm/min	II	Schneiddüsen- bohrung/mm	II	Schneidsauerstoff- Vordruck/atü	II	Brenngas Vordruck atü	Brenner Abstand vom Werkstück mm	Heizsauerstoffdruck atü	II	Schnitt qualität DIN 2310
mm	I	600 (550)	I	0,95 (0,95)	I	3,0 (3,0)	I II	I II	¹ i		I II
10	750 (660)	450 (440)	0,9 (0,9)	1,1 (U)	6 bis 8 (6 bis 8)	3,5 (3,5)
20	550 (530)	380 (370)	1,0 (1,0)	1,15 (1,15)	6 bis 8 (6 bis 8)	4,5 (4,5)
30	460 (450)	340 (340) 320 (320)	1,0 (1,0)	1,4 (1,4) 1,4 0,4)	6 bis 8 (6 bis 8)	4,0 (4,0) 4.5 (4,5)				Ibis 5 (1 bis 5)
40 50	420 (420) 390 (390)	280 (280)	1.15 (1,15) 1,15 (1,15)	1,8 (1,8)	6 bis 8 (6 bis 8) 6 bis 8 (6 bis 8)	5,5 (5,5)	·, 0,02 bis 1,5 (0,1 bis 1,5)	10 bis 25 (10 bis 25)	3 bis 7 (3 bis 7)		Güte I (Güte I)
80	340 (340)	260 (260)	1,4 (1,4)	1,8 (1,8)	6 bis 8 (6 bis 8)	6,0 (6,0)
100	310 (310)	1,4 (1,4)	6 bis 8 (6 bis 8)

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2 ähnlicher Art bekannt (Patentschrift 51010 des Patentansprüche: Amte$ffir Erfindungs- und Patentwesen in Ostberlin),

1. Schneidbrenner mit einer inneren Schneid- bei der Zündflammen liefernde Sekundär-Heizgasdüse und einem äußeren Düsenmantel, bei dem kanäle eine Schrägrichtung zum Schneidsauerstoffdie Schneiddüsenstirnfläche gegenüber der Stirn- 5 strahl und zu Primärheizgaskanälen aufweisen. Am fläche des Düsenmantels vorgezogen ist, sowie Mündungsende ist eine zylindrische Ausnehmung der Schneidsauerstoffstrahl über die Schneiddüse vorgesehen, derart, daß die Wärme der Zündflammen und das Brenngas-Heizsauerstoff-Gemisch zwi- möglichst intensiv zur Berührung mit dem Primärschen Schneiddüse und Düsenmantel zugeführt heizgas kommt.

wird, dadurch gekennzeichnet, daßio Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen

bei in Schrägrichtung zum Schneidsauerstoffstrahl Schneidbrenner der eingangs genannten Gattung so

angeordneten Gemischkanälen am Mündungs- auszubilden, daß im Bereich des Mündungsendes der

ende (14) in der Schneiddüse (11) eine Einsen- Schneiddüse ein Unterdruck entsteht, durch den das

kung (15) mit einem Kegelwinkel von 90 bis 150° Brenngas-Heizsauerstoff-Gemisch in diesen Bereich

ausgenommen ist. 15 gesaugt wird und den Sauerstoffstrahl umhüllt.

2. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekenn- Diese Aufgabe soil gemäß der Erfindung dadurch zeichnet, daß die Einsenkung (15) einen Kegel- gelöst werden, daß bei in Schrägrichtung zum Sauerwinkel von 120° aufweist. stoffstrahl angeordneten Gemischkanälen am Mün-

3. Brenner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch dungsende in der Schneiddüse eine Einsenkung mit gekennzeichnet, daß die Einsenkung (15), in Strö- 2° einem Kegelwinkel von 90 bis 150° ausgenommen mungsrichtung gesehen, in einer zylindrischen ist.

Ausnehmung (17) endet, wobei die Länge (18) Es ist nun möglich, die Schneidgeschwindigkeit

der Ausnehmung (17) etwa 0,1 bis 1 mm beträgt. um mehr als 2O°/o zu steigern, und trotzdem weist der

4. Brenner nach Anspruch 3, dadurch gekenn- Schnitt eine optimale Qualität auf.

zeichnet, daß die Länge (18) der Ausnehmung 25 Auf Grund des mit großer Geschwindigkeit aus-(17) 0,3 mm beträgt. strömenden Bearbeitungssauerstoffes entsteht im Be-

5. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 4, reich der Einsenkung ein Unterdruck, so daß da= dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle für das Brenngas-Heizsauerstoff-Gemisch — nachfolgend al
Gemisch durch Schlitze (27) in der Außenwand Gemisch bezeichnet — in diesen Bereich gesaugt der Schneiddüse (11) gebildet werden, wobei die 3° wird (Injektorwirkung), den Sauerstoffstrahl umhülk Schlitze (27) vom Düsenmantel (12) teilweise ab- und somit dessen Mantel mit brennbaren Gasen angedeckt sind. reichert.