DE2062971C3 - Verfahren zur Herstellung von Brennerspitzen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Brennerspitzen der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 beschriebenen, aus der USA.-Patentschrift 2243184 bekannten Art.

Herkömmliche Brennerspitzen zum Schweißen und Schneiden werden aus Kupferstangen hergestellt, die zur Bildung von Durchlässen für Sauerstoff, ein Gas wie Acetylen und/oder einen Schweißdraht in Axialrichtung gebohrt werden. Dieses Bohren ist wegen der erforderlichen Zeit und wegen der Kosten des ausgebohrten Abfalles teuer.

Wegen der hohen Kosten herkömmlicher gebohrter Kupferbrennerspitzen wurde lange Zeit nach Wegen gesucht, derartige Brennerspitzen aus Kupferrohren herzustellen. Bei Rohren ist es jedoch schwierig, die für den Innen- und Außendurchmesser der Brennerspitzen erforderlichen engen Toleranzen einzuhalten.

Gemäß der eingangs genannten USA.-Patentschrif t S 2243184 werden Rohre mit einem größeren Innendurchmesser als dem erforderlichen verwendet und im Gesenk auf den richtigen Durchmesser heruntergeschmiedet. Dieses Schmieden ist jedoch teuer, so daß die hierbei hergestellten Spitzen gegenüber den ίο herkömmlichen gebohrten Kupferstangen keinerlei Kostenvorteile haben.

Eine weitere Schwierigkeit bei Lichtbogenschweißspitzen besteht darin, daß der durch den Mittelkanal der Spitze laufende Schweißdraht die Spitze abnutzt, bis sie nicht mehr brauchbar ist und weggeworfen werden muß.

Außer den Schwierigkeiten bei der Erzielung des richtigen Innen- und Außendurchmessers der aus Rohren hergestellten Schweißbrennerspitzen besteht ao bei aus Rohren hergestellten Schneidbrennerspitzen die Schwierigkeit, radial um den mittleren Durchlaß liegende Durchlässe vorzusehen. Diese radial angeordneten Durchlässe führen Inertgase, die den vom Mittclkanal abgegebenen Sauerstoff umgeben, den a₅ Sauerstoff vor Verunreinigung durch die Umgebungsluft schützen und das Werkstück auf eine gewünschte Temperatur aufheizen, so daß der Sauerstoff beim Einschalten der Zufuhr sauber durch das Werkstück schneidet.

Der Erfindung; liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur möglichst einfachen und wirtschaftlichen Herstellung von Brennerspitzen anzugeben, bei dessen Anwendung die erforderlichen engen Toleranzen ohne Schwierigkeiten eingehalten werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die vom Patentanspruch 1 erfaßten Maßnahmen gelöst.

Bevorzugte Weiterbildungen und Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 6.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Außenrohrs,
_4S Fig. 2 eine Draufsicht auf das Ende des Rohrs der Fig. 1,

Fig. 3 eine Seitenansicht eines Innenrohrs,

Fig. 4 eine Draufsicht auf das Ende des Rohrs der Fig. 3,

Fig. 5 eine Seitenansicht eines zusammengesetzten Rohrs,

F i g. 6 eine Draufsicht auf das Ende des zusammengesetzten Rohrs der Fig. 5,

Fig. 7 eine Seitenansicht einer Schweißbrennerspitze aus einem zusammengesetzten Rohr,

Fig. 8 eine Draufsicht auf das linke Ende der Schweißbrennerspntze der Fig. 7,

Fig. 9 eine Draufsicht auf das rechte Ende der Schweißbrennerspitze der Fig. 7,
Fig. 10 eine Seitenansicht eines Außenrohrs,

Fig. 11 eine Draufsicht auf das Ende des Rohrs der Fig. 10,

Fig. 12 eine Seitenansicht eines Innenrohrs,

Fig. 13 ene Draufsicht auf das Ende des Rohrs der 6_S Fig. 12,

Fig. 14 eine Seitenansicht eines zusammengesetzten Rohrs,

Fig. 15 eine Draufsicht auf das Ende des zusam-

mengesetzten Rohrs der Fig. 14,

Fig. 16 eine Draufsicht auf eine Schneidbrennerspitze aus einem zusammengesetzten Rohr,

Fig. 17 eine Draufsicht auf das linke Ende der Schneidbrennerspitze der Fig. 16, und

Fig. 18 eine Draufsicht auf das rechte Ende der Schneidbrennerspitze der Fig. 16.
ä In den Fig. 1 und 2 ist ein Außenrohr 11 mit einem Außendurchmesser 13, einem Innendurchmesser 15 und einer Wandstärke 17 gezeigt. Das Außenrohr 11 besteht rus einem Metall wie Kupfer und ist nahtlos.

In den Fig. 3 und 4 ist ein Innenrohr 19 mit einem Außendurchmesser 21, einem Innendurchmesser 23 und einer Wandstärke 25 dargestellt. Das Innenrohr 19 besteht ebenfalls aus einem Metall wie Kupfer und ist nahtlos. Die Wandstärke des Innenrohrs 19 ist schwächer als die des Außenrohrs 11. Das Innenrohr 19 kann ferner aus einer Kupferlegierung, beispielsweise einer abriebfesten Blei-Kupfer-Legierung bestehen.

Das Außenrohr 11 und das Innenrohr 19 sind kaltgezogene Rohre, die das Ausgangsmaterial für ein Verfahren zur Herstellung von Brennerspitzen mit einem gewünschten Außen- und Innendurchmesser und einer gewünschten Wandstärke bilden. Bei diesem Verfahren wird ein nahtloses Kupfer-Innenrohr 19 von einer Trommel entnommen und durch einen Hartmetall-Ziehtrichter auf den gewünschten Innen- und Außendurchmesser gezogen. Zur einfacheren Handhabung wird das gezogene Innenrohr 19 in Abschnitte geschnitten. Die Innenrohrabschnitte werden geglüht und auf einen gewünschten Innen- und Außendurchmesser gezogen. Ebenso wird ein nahtloses Kupfer-Außenrohr 11 von einer Trommel entnommen und auf den gewünschten Innen- und Außendurchmesser gezogen. Das Außenrohr 11 wird zur einfacheren Handhabung in Abschnitte geschnitten, die geglüht werden. Darauf wird ein Innenrohrabschnitt 19 in einen Außenrohrabschnitt 11 eingesetzt, und die Innen- und Außenrohrabschnitte werden zusammen zu einem zusammengesetzten Rohrabschnitt 27 mit einem Außendurchmesser 29, einem Innendurchmesser 31 und einer Wandstärke 33 gezogen. Der zusammengesetzte Rohrabschnitt 27 wird abgegratet und ausgerichtet und in Brennerspitzen-Einheiten einer gewünschten Länge geschnitten. Ein Ende jeder Spitzeneinheit wird im Gesenk konisch angespitzt, so daß sich beispielsweise eine Düse 35 einer Schweißbrennerspitze 37 aus zusammengesetzten Rohren bildet. Das andere Ende jeder Spitze wird mit einem Gewinde 39 versehen, mittels dessen die Spitze am Brenner befestigt werden kann. Die Düse dient zur Erhöhung der Austrittsgeschwindigkeit des Sauerstoffes und anderer Gase.

Die Verfahrensschritte zur Herstellung einer Schneidbrennerspitze 41 (Fig. 16 bis 18) sind die gleichen wie die Verfahrensschritte bei der Herstellung der Schweißbrennerspitze 37, mit der Ausnahme, daß an der Innenfläche des Außenrohrs 45 mehrere innere Nuten 43 gebildet werden, während das Rohr 45 auf den gewünschten Innen- und Außendurchmesser gezogen wird, bevor ein Innenrohr 47 in dasselbe eingesetzt wird.

Ein Außenrohr 45 mit einem Außendurchmesser 49, einem Innendurchmesser 51 und einer Wandstärke 53 sowie ein Innenrohr 47 mit einem Außendurchmesser 55, einem Innendurchmesser 57 und einer Wandstärke 59 bilden die Ausgangsmaterialien zur Herstellung einer Schneidbrennerspitze.

Die Schneidbrennerspitze 41 ist an einem Ende im Gesenk zu einer Düse 61 konisch angespitzt. In das andere Ende ist zur Befestigung an einem Brenner ein Gewinde 63 geschnitten. Die Schneidbrennerspitze 41 enthält ferner radial in einem Abstand -liegende Kanäle 65 zur Gaszuführung, die aus den Nuten 43 gebildet wurden. Die Schneidbrennerspitze 41 enthält ein Außenrohr 45 und ein Innenrohr 47, wobei io' die Wandstärke des Innenrohrs 47 geringer ist als die des Außenrohrs 45.

Die Erfindung soll nachfolgend an Hand einiger Beispiele weiter erläutert werden. Sofern nichts anderes angegeben ist, sind im folgenden die Abmessungen der Rohre in der Reihenfolge Außendurchmesser x Innendurchmesser X Wandstärke angegeben.

Beispiel 1

Zur Herstellung einer Schweißbrennerspitze mit einem Außendurchmesser von 6,35 mm, einem Innendurchmesser von 1,14 mm und einer Länge von 54 mm wird ein nahtloses Kupfer-Innenrohr 19 mit den Abmessungen (Außendurchmesser 21 X Innendurchmesser 23 X Wandstärke 25) von 7,49 X 5,15

as X 1,175 mm über einen Zapfen oder Dorn auf die Abmessungen 5,13 X 2,94 X 1,085 mm gezogen. Das Innenrohr 19 wird in 250 g schwere Abschnitte geschnitten. Die Innenrohrabschnitte werden geglüht und auf die Abmessungen 3,215 X 1,18 X 1,017 mm gezogen. Ein nahtloses Kupfer-Außenrohr 11 mit den Abmessungen (Außendurchmesser 13 X Innendurchmesser 15 X Wandstärke 17) von 10,39 x 7,03 x 1,675 mm wird über einen Zapfen oder Dorn auf 7,49 X 4,32 X 1,585 mm gezogen und zur leichteren Handhabung in 535 g schwere Abschnitte geschnitten, die geglüht werden. Einer der gezogenen Abschnitte aus dem Innenrohr 19 wird in einen der gezogenen Abschnitte des Außenrohrs 11 eingesetzt. Die beiden Abschnitte werden zusammen zu einem zusammengesetzten Rohrabschnitt 27 mit den Abmessungen (Außendurchmesser 29 X Innendurchmesser 31 X Wandstärke 33) von 6,35 X 1,14 X 2,605 mm gezogen. Der zusammengesetzte Rohrabschnitt 27 wird abgegratet und ausgerichtet. Der zusammengesetzte Abschnitt 27 wird in 54 mm lange Spitzeneinheiten geschnitten und das eine Ende jeder Spitzeneinheit wird im Gesenk zur Bildung einer Düse 35 konisch angespitzt. In das andere Ende jeder Spitze wird zur Befestigung an einem Brenner ein Gewinde 39 eingeschnitten.

Beispiel 2

Zur Herstellung einer Brennerspitze mit einem Außendurchmesser von 6,35 mm, einem Innendurchmesser von 1,14 mm und einer Länge von 54 mm, deren innere Oberfläche jedoch aus einem abriebfesten Material besteht, wird nach den Verfahrensschritten des Beispiels 1 gearbeitet, außer daß das Innenrohr 19 aus einem abriebfesten Material besteht, beispielsweise einer Blei-Kupfer-Legierung, Berylliumkupfer, DHP-(deoxydiertem stark phosphorhaltigem)-Kupfer oder DLP-(deoxydiertem schwach phosphorhaltigem)-Kupfer.

Beispiel 3

Es soll eine Schneidbrennerspitze mit einem Außendurchmesser von 6,35 mm, einem Innendurchmesser von 1,14 mm und einer Länge von 54 mm

hergestellt werden. Hierzu wird ein nahtloses Kupfer-Innenrohr 47 mit den Abmessungen (Außendurchmesser SS X Innendurchmesser 57 X Wandstärke 59) von 7,49 X 5,15 X 1,17 mm über einen Zapfen oder Dorn auf die Abmessungen 5,13 X 2,95 X 1,09 mm gezogen und in 250 g schwere Abschnitte geschnitten. Die Innenrohrabschnitte werden geglüht undauf3,215 X 1,18 X 1,017 mm gezogen. Ein nahtloses Kupferaußenrohr 45 mit den Abmessungen (Außendurchmesser 49 X Innendurchmesser 51 X Wandstärke 53) von 10,39 X 7,03 X 1,675 mm wird über einen gerippten Dorn zu einem Außenrohr mit fünf Nuten und den Abmessungen 7,49 X 4,32 x 1,585 mm gezogen. Das Außenrohr 45 wird zur leichteren Handhabung in 535 g schwere Abschnitte geschnitten, die geglüht werden. Ein Abschnitt aus dem Innenrohr 47 wird in einen Abschnitt aus dem Außenrohr 45 eingesetzt. Die beiden Rohre werden zusammen zu einem zusammengesetzten Rohrabschnitt 71 mit den Abmessungen 6,35 X 1,14 x 2,605 mm gezogen, das fünf radial in einem Abstand liegende Nuten 43 aufweist. Die zusammengesetzten Rohrabschnitte werden abgegratet und ausgerichtet. Die zusammengesetzten Rohrabschnitte werden in 54 mm lange Spitzeneinheiten geschnitten und zur Bildung einer Düse 61 im Gesenk konisch zugespitzt. In das andere Ende der Schneidspitzeneinheiten 41 wird zur Anpassung für die Befestigung an einem Brenner ein Gewinde 63 eingeschnitten.

Beispiel 4

Zur Herstellung einer Schneidbrennerspitze mit einem Außendurchmesser von 13,41 mm, einem Innendurchmesser von 3,175 mm und einer Länge von 54 mm wird ein nahtloses Kupfer-Innenrohr 47 mit den Abmessungen (Außendurchmesser 55 x Innendurchmesser 57 X Wandstärke 59) von 18,6 x 10,2 X 4,2 mm auf die Abmessungen 12,75 X 5,23 X 3,76 mm gezogen und in 2,08 kg schwere Abschnitte •geschnitten. Die Innenrohrabschnitte werden geglüht und auf die Abmessungen 9,85 x 3,175 X 3,3375 mm gezogen. Ein nahtloses Kupfer-Außenrohr 45 mit den Abmessungen (Außendurchmesser 49 X Innendurchmesser 51 X Wandstärke 53) von 23,36 X 17,01 X 3,175 mm wird zu einem Außenrohr mit den Abmessungen 18,61 X 13,73 X 2,44 mm gezogen und zur einfacheren Handhabung in 2,6 kg schwere Abschnitte geschnitten. Die Abschnitte aus dem Außenrohr 45 werden über einen gerippten Dorn gezogen, so daß sich ein Außenrohr 45 mit fünf Nuten 43 und den Abmessungen 13,97 X 10,23 X 1,87 mm ergibt. Ein Abschnitt aus dem Innenrohr 47 wird in einen Abschnitt aus dem Außenrohr 45 eingesetzt. Die beiden Rohre werden zusammen zu einem zusammengesetzten Rohrabschnitt 71 mit den Abmessungen 13,41 X 3,175 X 5,1215 mm gezogen, der fünf: radial in einem Abstand angeordnete Kanäle 43 aufweist Pie zusammengesetzten Rohrabschnitte werden abgegratet und ausgerichtet und in 54 mm langeSpitzeneinheitengeschnitten. Das eine Ende jeder Spitzeneinheit wird zur Ausbildung einer Düse 61 am Gesenk konisch zugespitzt. In die anderen Endender Scrmeidbrennefspftzett 41 werden zur Anpassung für die Befestigung an einem Brenner Gewinde «3 geschnitten.

Die Spitzen werden wie herkömmliche Brenner

am Brenner befestigt und betrieben.

Die gemäß Beispiel 1 hergestellte Schweißbrennerspitze muß mit engen Toleranzen hergestellt werden, da die 1,14 mm weite Innenöffnung der Spitze 37 einen Schweißdraht von 0,89 mm Stärke aufneh-

S men muß. Da sich der Schweißdraht während des Schweißens aufheizt und auf etwa 0,99 mm ausdehnt, it die Toleranz des Innendurchmessers der Spitze 37 überaus kritisch. Der Innendurchmesser muß ferner eine Krümmung des Schweißdrahtes zulassen, da dieser hart ist und von einer Spule zugeführt wird. Wegen dieser Krümmung wird bei schwereren Schweißdrähten die Abnutzung zu einem Problem. Um dieser Abnutzung entgegenzuwirken, ist es vorteilhaft, die Innenrohre aus einer abriebsfesten Kupferlegierung herzustellen. Die erfindungsgemäße Schweißspitze aus zusammengesetzten Rohren weist eine zufriedenstellende elektrische Leitfähigkeit auf und wird wegen der Kupfermasse zufriedenstellend gekühlt. Es können enge Toleranzen zwischen dem Innendurchmes-

ao ser und dem Schweißdraht eingehalten werden, und die Innenwandung der Schweißspitze weist eine erhöhte Abriebsfestigkeit auf.

Bei der Schneidbrennerspitze 41 sind erfindungsgemäß in gleichem Abstand voneinander angeordnete Kanäle für die Schneidbrenn- oder Acytelensauerstoff-(Oxyacetylene)-Gase vorgesehen, die den den Sauerstoffstrahl führenden Innenkanal umgeben.

Die Innenwandung mit dem Innendurchmesser 31 der Schweißspitze 37 steht mit dem Schweißdraht in elektrischem Kontakt, ohne daß die Innenfläche des Kanals in unzulässiger Weise abgenutzt wird.

Bei der Herstellung der Düsen werden beim Zuspitzen im Gesenk, wenn die Nase des Rohrs auf ihre Form zugespitzt wird, in den Mittelkanal und in die Außenkanäle Klaviersaiten oder Drähte eingesetzt. Diese werden nach dem Zuspitzen herausgezogen. Bei der Herstellung der Schneidspitze des Beispiels 4 wird während des Zuspitzens der Nase des Rohrs zu einer Düse in die Sauerstofföffnung ein Draht von 2,29 mm Durchmesser eingelegt.

Bei der Brennerspitze des Beispiels 1 werden in zufriedenstellender Weise die erforderlichen Toleranzen von ± 0,05 mm für den Außendurchmesser von 6,35 mm und ± 0,025 mm für den Innendurchmesser von 1,14 mm eingehalten.

Statt bei der Herstellung von Brennerspitzen auf herkömmliche Weise öffnungen in Kupferstangen zu bohren, was erhebliche Kosten je Bohrung verursacht, werden erfindungsgemäß in die Sauerstoff- und Gasöffnungen Klaviersaiten eingelegt und das eine Ende der Spitze wird im Gesenk zu einer Düse zugespitzt. Zusätzlich zu den Bohrkosten fallen bei der Bearbeitung zur Herstellung eines herkömmlichen Bundes für die Befestigung am Brenner erhebliche Mengen

von Abfallkupfer an, was erfindungsgemäß vermieden wird.

Je mehr öffnungen der Acetylenkreis der öffnungen enthält, um so besser ist der Schutzmantel für den aus dem Mittelkanal kommenden Sauerstoff. Bei der herkömmlichen Herstellungsart ist es nicht leicht, viele Offnungen dicht aneinander zu bohren. Diese Schwierigkeit wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vermieden, da es hierbei einfach ist, eine ,große Anzahl eng aneinander liegender Nuten auszubilden»

S₅ die unter Umständen die Acetylensauerstoffgas-Kanäle bilden.

Die Nuten sind anfange U-förmig. Beim Zuspitzen der Düsen fließen jedoch die metallenen Seiten der

Nuten rings um die Klaviersaiten, die flexibel sind, jedoch aus sehr hartem Stahl bestehen. Hierdurch bilden sich Kanäle mit praktisch kreisförmigem Querschnitt. Nach dem Zuspitzen werden die Drähte aus den Kanälen herausgezogen.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden Bohr- und Gesenkarbeiten vermieden, wobei ein zusammengesetztes Rohr mit genau einstellbarem In-

nen- und Außendurchmesser hergestellt wir enthalten die erfindungsgemäßen Spitzen mi Kupfer als herkömmliche Spitzen, die ne Kupfer Zusätze enthalten, die die Bearbe leichtern, d. h. das Drehen des Kupfers bei ι sehen Bohrmaschinen zum Bohren der öffni die Entfernung des Außenkupfers bei der Hi des Befestigungsbundes.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Brennerspitzen, bestehend aus einem inneren Metallrohr und einen: äußeren Metallrohr, die nach Ineinanderschieben als Düsen konisch zugespitzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst ein äußeres zylindrisches Metallrohrstück (11) über ein inneres zylindrisches Metallrohr (19) geschoben wird;

daß dann das äußere Metallrohr (11) unter Verkleinerung seines äußeren Durchmessers (13) auf ein gewünschtes Maß (29) einem Ziehvorgang unterworfen und dadurch fest mit dem inneren Metallrohr (19) zu einem unlöslichen zusammengesetzten zylindrischen Brennerspitzenrohr (27) verbunden wird;

daß, in im wesentlichen an sich bekannter Weise, nach dem Ziehen des Außenrohres (11) und des Innenrohres (19) vorbestimmte Längen abgetrennt werden; und

daß schließlich, in gleichfalls im wesentlichen an sich bekannter Weise, ein aus dem Innenrohr (19) und dem auf dasselbe aufgezogenen Außenrohr (11) bestehender Abschnitt des zusamengesetzten Rohres an einem Ende im Gesenk konisch zugespitzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Ziehen des Außenrohres (11) auch das Innenrohr (19) unter Verkleinerung seines Innendurchmessers (23) auf ein gewünschtes Maß (31) gezogen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallrohre (11,19) vor dem Ineinanderschieben geglüht werden.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch das Ziehen eine Verkleinerung des Außendurchmessers (13) des Außenrohres (11) um etwa 15 % (von 7,49 mm auf 6,35 mm) durchgeführt wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für das Innenrohr (19) eine abriebfeste Kupferlegierung und für das Außenrohr (11) gewöhnliches Kupfer verwendet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß für das Innenrohr (19) eine Blei-Messing-Legierung verwendet wird.