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EINRICHTUNG ZUM AUSSCHNEIDEN KREISFÖRMIGER ÖFFNUNGEN IN ZYLINDRISCHEN
UND OVALEN WERK-STÜCKEN UND KONSTRUKTIONEN Die Erfindung betrifft Einrichtungen
zum Ausschneiden kreisförmiger Öffnungen in zylindrischen und ovalen Werkstücken
und Konstruktionen, insbesondere in Kesseln, Tankwagen, Wärmeaustauschern u.a.
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Es sind Einrichtungen der obenerwähnten Zweckbestimmung bekannt,
bei denen die räumliche Bahnkurve des Schneidbrenners durch ein Hebelwerk, Kurvengetriebe
oder durch andere Getriebe gewährleistet wird, die den Schneidbrenner in der theoretischen
räumlichen Sollkurve verschieben.
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(BRD-Patent 1027040 Klasse 49h, 37; USA-Patent 2,910,289
Klasse
266-23; USA-Patent 2,567,414 Klasse 33-21).
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Der Hauptmangel der obenerwähnten Getriebe besteht darin, daß die
theoretische Sollkurve sich von der wirtlich erforderlich« Bewegungsbahn , der der
Schneidbrenner in Ubereinstinmung mit der Oberfläche des Werkstücks oder der Konstruktion
zu folgen hat, erheblich unterscheidet.
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In der Praxis führt ein solches Mißverhältnis zwischen den Bahnkurven
dazu, daß der Schneidhrenner sich an Einzelstellen zu stark an die zu bearbeitende
Oberfläche nähert oder umgekehrt sich von derselben zu weit entfernt. In dem ersten
Fall erfolgt ein Schmelzen der Kante, wodurch eine Gratbildung und Ungleichmäßigkeit
der Schnittlinie entsteht sowie auch eine Unterbrechung des Schnittes, wenn der
Schneidbrenner gegen die zu bearbeitende Oberfläche stößt.
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Wenn der Schneidbrenner in eine zu weite Entfernung von der zu bearbeitenden
Oberfläche gerät, erfolgt überhaupt kein Schnitt. Dadurch sind wiederholt Schnitte
auszufWiren.
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Außerdem ist nach dem Änsachneiden der Öffnung eine e Be; tigung
des Grates und ein Ausgleichen der Kante von Hand oder mittels Sondereinrichtungen
erforderlich.
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Es sind auch Einrichtungen zum Änsschneiden kreisförmiger Offnwigen
in zylindrischen und ovalen Werkstücken und Konstruktionen bekannt, bei denen die
Bewegungsbahn des Schneidbrenners durch die Bevegungsbahn eines Gliedes bestimmt
wird,
das die Oberfläche, in der das Ausschneiden der Offnung erfolgt, abtastet.
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Bei den meisten Einrichtungen dieser Art ist ein horizontal drehbares
Antriebsrad vorhanden, das den Schneidbrenner trägt, und eine Vorrichtung zum Abtasten
der zu bearbeitenden Oberfläche. Diese Vorrichtung enthält zwei vertikal verschiebbare
Stäbe, deren untere Enden Rollen tragen, welche auf der zu bearbeitenden Oberfläche
laufen und um Abtasten der letzteren dienen.
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Dabei ist die Abtastvorrichtung kinematisch so mit dem Drehrad verbunden,
daß bei seiner Drehung die ganze Vorrichtung einen Hin- und Rückgang in der Ebene
ausführt, die parallel zum Rad und quer zu den Mantellinien der zylindrischen oder
ovalen Oberfläche verläuft.
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In Übereinstimmung damit erfolgen auch die vertikalen Hin-und Rückgänge
der Abtastvorrichtungsstäbe.
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Die Abtastvorrichtungsstäbe sind an beiden Seiten des Schneidbrenners
angeordnet und durch eine Zugstange mit seiner Stange verbunden, die im Rad frei
vertikal verschiebbar eingebaut ist.
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Dieses Verbindungssystem gewährleistet vertikale Verschiebungen des
Schneidbrenners in Übereinstimmung mit den vertikalen Verschiebungen der Abastvorrichtungsstäbe
bei der Drehung des Schneidbreners zusammen mit dem Rad
(siehe,
z.B. den UdSSR-Urheberschein Nur.233435 Klasse 49h 37).
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Die Rauptmängel dieser Einrichtungen bestehen darin, daß mit ihrer
Hilfe Öffnungen nur in solchen Werkstücken ausgeschnitten werden können, deren Größe
in Längsrichtung den Abstand zwischen den Abtastvorrichtungsstäben übertrifft, und
auch darin, daß nahe am Oberflächenrand liegende oeffnungen nicht ausgeschnitten
werden können.
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Weniger verbreitet sind andere Einrichtungen zum Ausschneiden von
Offnungen in ovalen und zylindrischen Konstruktionen und Werkstücken, bei denen
der Einsatz von Abtastgliedern vorgesehen ist.
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Bei diesen Einrichtungen sind die Abtastglieder -zwei Rollen - direkt
am Schneidbrenner an den Seiten befestigt Die Stange des Sclmeidbrenners ist im
Kreis sowie auch vertikal verschiebbar montiert (siehe, z.B. das deutsche Patent
Nr.216960 Klasse 49h, 57)* Der Hauptmang-el diese Einrichtungen besteht darin, daß
mit dem Ausschneiden der Offnung sich das ausgeschnittene kreisförmige Stück zu
biegen beginnt. Dadurch beginnt die in bezug auf die Schnittlinie innenliegende
Abtastrolle zu sinken und letzten Endes kann eine Situation entstehen, bei welcher
der Schneidbrenner gegen die O£fnungskante ane stößt. Hiermit werden Schneidbrenaerbruche
und andere Stört ung en verursacht.
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Die Erfindung bezweckt die Beseitigungder erwähnten Mängel bei den
bekannten Einrichtungen zum Ausschneiden kreisförmiger Öffnungen in zylindrischen
und ovalen Werkstück en und Konstruktionen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine optimale kinematische
Verbindung zwischen dem Schneidbrenner und dem Abtastvorrichtungsstab zu schaffen,
Die gestellte Aufgabe wurde dadurch gelöst, daß bei eiher Einrichtung zum Ausschneiden
kreisförmiger Offaungen in zylindrischen und ovalen Werkstücken und Konstrt£ktionen,
die ein horizontal drehbares Antriebsrad mit in diesem eingebautem Schneidbrenner
sowie eine Vorrichtung enthält., welche die zu bearbeitende Oberfläche abtastet
und mit dem Drehrad kinematisch-so verbunden ist, daß bei der Raddrehung die Abtast
Vorrichtung eine geradlinige Bewegung längs der Radebene ausfahrt, wobei die Abtastvorrichtung
einen vertikal verschiebbaren Stab darstellt, der sich durch seiqeines Ende gegen
die abzutastende Oberfläche abstützt, und der Sciineidbrenner dabei so angeordnet
und mit dem Abtastist vorrichtungsstab verbunden2, daß .er zusammen mit diesem vertikal
verschiebbar ist, der Stab gemäß der Erfindung eine flache Zahnstange darstellt,
die mit einer in demselben Rad angeordneten Ritzelwelle im Eingriff -Schnei dbreimer
tragende Stange steht und die den V als zylindrische Zahnstange ausgeführt
auch
ist, die mit der Ritzelwelle im Eingriff steht.
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Eine solche Bauart ermöglicht. es, zuverlässigere und genauere Übertragung
der Bewegung des Abtastvorrichtungsstabs zu sichern sowie mit nur. einem Abtastglied
- einer Rolle -auszukommen.
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Nachstehend wird die Erfindung anhand der Beschreibung eines Ausführungsbeispieles
und der beigelegten Zeichnungen naher erläutert. Es zeigt Fig.1 Vorderansicht der
erfindungsgemäß ausgeführten Einrichtung zum Ausschneiden kreisförmiger Öffnungen
in zylindrischen und ovalen -werkstücken und Konstruktionen; Fig.2 Grundriß- derselben
Einrichtung; Fig.3 Ansicht in Richtung des Pfeils A der Big.2.
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Fig.4 Schnitt nach der Linie IVIt der Fi-g.,i.
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Die Einrchtung enthält: Rahmen 1 (Fig.1...3); verzahntes horizontal
drehbares Rad 2 (Fig.23, das in den Rollen 3 auf dem Rahmen angeordnet ist. Die
Drehung des Rades 2 erfolgt-durch den ebenfalls auf dem Rahmen 1 montierten Antrieb
4 (Fig.1...3).
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Auf dem Rad 2 sind die Führungen - verschiebbare Führung 5 und feststehende
Führung 6 - befestigt (Fig.2). Durch Drehung des Handrades 7 kann die Führung 5
längs ihrer Achse verschoben werden. Auf den Führungen 5 und 6 sitzt der Schlitten
8 (Fig.1, 2), der die Stange 9 (Fi.1-, 3) mit dem Gasschneidbrenner 10 trägt.
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Auf der Bohrung 6 ist der Meßstab 11 (Fig.2) befestigt, mit dessen
Hilfe der Schlitten mit dem Schneidbrenner auf den erforderlichen Schnittdurchmesser
eingestellt wird.
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Auf dem Rahmen 1 sind auch die Führungen 12 und 13 (Fig.2) befestigt,
auf denen sich die durch die Leiste 16 (Fig.1, 2) verbundenen Schlitten 14 bzw.
15 bewegen.
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Die Leiste 16 ist ihrerseits mit dem Schlitten 8 durch' das Gleitstück
17 verbunden, welches in der Längsnut 18 der Leiste 16 sitzt. In derselben But 18
sitzt längs der Leiste 16 verschiebbar das Gehäuse 19 (Fig.1, 4), in dem der Stab
20, welcher am unteren Ende die Abtastrolle 21 trägt, vertikal frei verschiebbar
angeordnet ist.
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An der Leiste 16 ist in den Lagerstützen 22 (Fig.1, 3) die Ritzelwelle
23 CFig.1, 4) montiert.
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Der Stab 20 ist als flache Zahnßtange, die mit der Ritzelwelle 23
in Eingriff steht, ausgeführt.
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Die Stange 9 des Schneidbrenners 10 stellt eine sylinirische Zahnstange
dar, die ebenfalls mit der RHitzelwelle 23 im Eingriff steht.
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Für den Betrieb kann die Einrichtung sowohl auf der Konstruktion
oder auf dem Werkstück, in dem die Öffnung (das Loch) auszuschneiden ist, als auch
auf einer Bühne oder einem Portal angeordnet werden, unter ciem die Konstruktion
(oder das Werkstück) untergebracht wird.
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Fur den Fall der Anordnung direkt auf der Konstruktion
(oder
auf dem Werkstück, Werkteil) 24 (Fig.1...4) wird die so Einrichtung auf der Oberfläche
durch die Elektromagneten 25 (Fig.1, 3) befestigt, daß der Mittelpunktszeiger 26
auf den Mittelpunkt der auszuschneidenden Öffnung, das auf der Oberfläche der Konstruktion
24 anzureißen ist, weist, Danach wird der Zeiger 26 entfernt, damit im folgenden
die Bewegungen der Leiste 16 nicht gestört werden.
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Dann wird der Schneidbrenner 10 mittels Orientierung auf die Teilstriche
des Meßstabes 11 und durch Verschiebung des Schlittens 8 auf den Führungen 5 und
6 auf den erforderlichen Schnittdurchmesser eingestellt. Die Stellung des Schlittens
8 auf den Fuhrungen 5 und 6 wird durch eine Klinke 27 (Fig.2, 3) festgelegt. Darauf
wird der Schlitten 8 mit der Stange 9 und Schneidbrenner 10- durch Betätigung des
Handrades 7 so an den Mittelpunkt des Rades 2 versetzt, daß der Schneidbrenner in
demåenigen Punkt eingestellt wira, wo aas Loch zum Schnittbeginn durchzubrennen
ist. Weiter wird nun das Loch durchgebrannt und der Schlitten 8 durch Ruckwärtsdrehen
des Handrades 7 allmählich in die Ursprungsstellung zuruckgevetzt, dabei erfolgt
das Schneiden der Konstruktion. Ist die Ausgangsstellung durch den Schlitten 8 erreicht,
wird der Drehantrieb r des Rades 2 eingeschaltet.
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Bei der Drehung des Rades 2 wird die Stange 9 mit dem Brenner 10 mitgenommen,
außerdem verursacht die- Raddrehung
eine Bewegung des Gleitstückes
17 in der Nut 18 der Leiste 16.
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Die Bewegungen des Gleitstückes verursachen geradlinige Hin- und
Ruckgänge der Leiste 16 auf den Führungen 12 und, 13, die der Radebene parallel
sind und in bezug auf die zylind-.rische Oberfläche der Konstruktion quer liegen.
Während der obenerwähnten Verschiebung der Leiste 16 vollzieht der Stab 20 vertikale
Bewegungen, zunächst auf - darnach abwärss.
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Dank der oben beschriebenen Verbindung der Stange 9 des Schneidbrenners
10 mit dem Stab 20 verläuft folgendes: durch den Hub des Stabes 20 erfolgt eine
Drehung der Ritzelwelle 23, die ihrerseits die Stange 9 aufwärts verschiebt; durch
das Senken des Stabes 20 erfolgt eine Drehung der Ritzelwelle in die entgegengesetzte
Richtung, wobei die Stange 9 gesenkt wird. In dieser Weise folgt genau.
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Schneidbrenner den der w vertikalen Bewegungen der Abtastrolle 21.
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Dabei wird der Abstand zwischen Schneidbrenner und der zu bearbeitenden
Oberfläche stabil eingehaltene Das Rad 2 mit dem Schneidbrenner 10 wird, wenn es
eine Vollumdrehung ausgefuhrt hat, durch den Enflachalter 28 (Fig.2) automatisch
angehalten und damit wird das Ausschneiden einer Öffnung beendigt.
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Durch diese Einrichtung kann auch die Abfasung der Öffnungswand ausgeführt
werden. Dazu wird der Schneidbrenner
10 geneigt an die erforderliche
Seite in der T-Nut (in der Zeichnung nicht angedeutet) des Halters 29 (Fig.1) eingestellt1
durch den der Schneidbrenner mit der Stange 9 verbunden ist Danach wird der Betriebsablauf
der Einrichtung ähnlich demJenigen, der beim Ausschneiden der Oeffnung stattfindet,
wiederholt.
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Nach Beendigung der Abfasug kann die Einrichtung an eine andere Stelle
zum Ausschneiden der nächstfolgenden Öffnung versetzt werden.