DE2203194B2 - Verfahren und Vorrichtung zum Steuern eines Gasschneidevorgangs - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern eines Gasschneidevorgangs über ein auf die Schneidflamme gerichtetes fotoelektrisches Element.

Ein derartiges Verfahren ist durch die britische Palentschrift 840 235 bekannt geworden. Das gemäß dem bekannten Verfahren von außen auf die Schneidflamme gerichtete fotoelektrische Element hat dabei lediglich eine Überwachungsfunktion für Anwesenheit oder Abwesenheit einer Vorwävmflamme bzw. der Schneidflamme. Eine ähnliche Uberwachungsfunktion eines fotoelektrischen Elements, welches von

ίο außen auf einen von einer Vorwärmflamme getroffenen Punkt gerichtet wird, ist durch die britische Patentschrift 858 818 bekanntgeworden.

Bei üblichen automatischen Gasschneidevorrichtungen von der Art einer Rahmenplanschneidevor-

richtung oder der Art, wie sie in numerischen Steuersystemen verwendet wird, bei welcher ein Grundrahmen der Schneidevorrichtung über zwei parallele Schienen bewegt wird, gibt es keine Koppelung zwischen der von einer an einem am Grundrahmen der Schneidevorrichtung befestigten Brenner angebrachten Schneiddüse ausgestoßenen Schneidflamme und dem zu schneidenden Werkstück, wie einer Stahlplatte. Entsprechend hat es außer der Beobachtung durch den Bedienungsmann keine bestimmte Einrich-

tung zum Erfassen eines Fehlzündens der Schneidflamme zum hierauf folgenden Unterbrechen des Gasschneidevorgangs gegeben. So sind z. B. in einer Rahmenplanschneidevorrichtung mehrere Schneiddüsen auf einem Rahmen vorgesehen, und der Rahmen wird zum gleichzeitigen Schneiden einer Mehrzahl von parallelen Linien über die Schienen bewegt. Wenn bei einer der Schneiddüsen ein Fehlzünden auftritt, wird der Schneidvorgang nur für diese bestimmte Schneiddüse unterbrochen, während die anderen Schneiddüsen richtig arbeiten. In diesem Falle muß der Schneidvorgang durch erneutes Bewegen des Rahmens wiederholt werden. Um einen solchen Fehlbetrieb zu vermeiden, ist eine manuelle Überwachung unerläßlich, was zu hohen Betriebskosten führt

Auch in einem numerischen Steuersystem wird beim Auftreten eines Fehlzündens der Schneiddüse die Bewegung der von der numerischen Steuerausrüstung angetriebenen Schneiddüse einige Zeit fortgesetzt, ehe die Vorrichtung durch die Steuerung des Bedienungsmanns angehalten wird. In einem solchen Fall haben die numerischen Steuereinrichtungen bereits einige Schritte nach dem Versagen der Sehneiddüse durchgeführt, und ein genauer Steuervorgang ist gestört. Fast das gleiche Problem tritt auf bei einer

fio Gasschneidevorrichtung mit optischer Spurverfolgung.

Entsprechend ist für die obigen Arten von üblichen automatischen Gasschneidevorrichtungen die manuelle Überwachung unvermeidbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile üblicher Gasschneidesysteme zu verringern und ein Verfahren und eine Vorrichtung zum automatischen Steuern eines Gasschneidevor-

gangs durch automatische Steuerung der Schneidgeschwindigkeit auf einen gewünschten Wen sowie durch Anhalten der Vorrichtung zu einem gewünschten Zeitpunkt, z. B. bei einem Fehlzünden, zu schaffen.

Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß v.ine Änderung der Helligkeit des Teils des Gasschneidens mit oxydierender Reaktion mit Hilfe des fotoelektrischen Elements über den Weg des Senneidsauerstoffs von innen heraus erfaßt wird, wobei das fotoelektrisrhe Element eine sich kontinuierlich ändernde Ausgangsspannnng im Ansprechen auf eine Änderung der Beleuchtung erzeugt, und die die Änderung der Helligkeit darstellende so erhaltene Ausgangsspannung zur kontinuierlichen Steuerung des Gasschueidevorgangs im Ansprechen auf die Ausgangsspannung benutzt wird.

Eine Gasschneidevorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens ist erfindungsgemäL so aufgebaut, daß das fotoelektrische Element über den Zuführungen für den Schneidsauerstoff angeordnet ist, und daß eine Integrierschaltung zum Erfassen einer sich kontinuierlich ändernden elektrischen Ausgangsspannung des fotoelektrischen Elements und Einrichtungen zum kontinuierlichen Steuern vorgesehen sind.

Zweckmäßige Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen.

Die Erfindung schafft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern eines Gasschneidevorgangs, bei weichen eine Vorrichtung zum Erfassen und/oder Messen einer Beleuchtung vorgesehen ist, welche über den Weg des Schneidsauerstoffs in einer Lage ausgerichtet mit dem Teil der Schneidflamme mit oxydierender Reaktion angeordnet ist, und welche automatisch die Bedingungen und Zustände des Gasschneidevorgangs, wie die Schneidgeschwindigkeit, die Beendigung des Schneidvorgangs, Fehlzünden der Schneidflamme usw. über Änderungen in der Helligkeit der Schneidflamme mit der oxydierenden Reaktion erfaßt.

In der Zeichnung sind Ausiührungsbeispiele der Erfindung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Vorderansicht einer automatischen Gasschneidevorrichtung, mit welcher die Erfindung verwendet werden kann,

Fig. 2 einen Querschnitt eines Brenners und des. Düsenteils einer Gasschneidevorrichtung entsprechend der Erfindung,

Fig. 3 eine Ausfiihrungsform der Schneiddüse nach Fig. 2, gesehen in Richtung der Pfeile A-A in Fig. 2,

F i g. 4 A und 4 C schematische Darstellungen einer Ansicht gesehen von einem fotoelektrischen oder lichtempfindlichen Element, wie es entsprechend der. Erfindung verwendet wird,

Fig. 4D eine schematische Darstellung des Fortschreitcns des Schneidvorgangs an einem Querschnitt des Werkstücks,

F i g. 5 ein Diagramm, welches einen typischen Zusammenhang zwischen der erfaßten Ausgangsspannung des lichtempfindlichen Elements und der Schneidgeschwindigkeit der Schneidevorrichtung zeigt,

Fig. 6 ein Beispiel eines Oszillogramms, welches die tatsächliche Ausgangsspannung des lichtempfindlichen Elements gemäß der Erfindung während des Schneidvorgangs zeigt, und

Fig. 7 ein Blockschaltbild, welches ein Beispiel einer Steuerschaltung der Gasschneidevorrichtung zeigt.

Fig. 1 zeigt das Arbeitsprinzip und den grundlegenden Aufbau eines Beispiels einer automatischen Gasschneidevorrichtung, bei welcher die Erfindung angewendet werden kann. In F i g. 1 ist ein Grundrahmen 2 einer Gasschneidevorrichtung so angebracht, daß er auf Längsschienen 1,1' mit Hilfe von Rädern 3, 3' bewegt werden kann. Der Grundrahmen 2 wird so gesteuert, daß er mit Hilfe eines in dem Hauptendteil des Grundrahmens 2 vorgesehenen Antriebs 4, weleher seinerseits von einem Steuerpult 5 gesteuert wird, über die parallelen Längsschienen 1, 1' bewegt werden kann. Ein in Längsrichtung bewegbar auf dem Hauptteil des Grundrahm« >s 2 angebrachter beweglicher Tisch 6 enthält einen Br.nner 7 in Form eines Blasrohres, dessen Schneiddüse über einen auf einem Arbeitsrahmen 9 gelagerten Werkstück 8 angebracht ist. In Fig. 1 sind zwei bewegliche Tische 6, 6'gezeigt. Γ ie Einzelheiten des Antriebs 4 und des Steuerpults 5 werden nicht näher beschrieben, da diese Teile keinen wesentlichen Bestandteil der Erfindung darstellen.

Die übliche Praxis beim Gasschneiden besteht darin, daß zunächst der unmittelbare zu schneidende Teil des Werkstücks, wie z. B. einer Stahlplatte, mit Hilfe einer aus einem Gemisch von Brenngas und Sauerstoff bestehenden Vorwärmflamme erwärmt wird. Wenn der zu schneidende Teil der Stahlplatte genügend erwärmt ist, wird dann Schneidsauerstoff unter hohem Druck auf das Werkstück ausgestoßen, um zwischen dem Werkstück und dem Jchneidsauerstoffstrom eine starke oxydierende Reaktion hervorzurufen. Durch diese oxydierende Reaktion wird das Werkstück, wie z. B. eine Stahlplatte, bis zum Schmelzen erwärmt und die resultierende geschmolzene Schlacke wird durch die kinetische Energie des Sauerstoffstroms vom Schneideteil weggeblasen, worauf der Schneidvorgang durch eine Relativbewegung zwischen der Düse und dem Werkstück fortgesetzt werden kann.

Die vorliegende Erfindung ergab sich basierend auf dem Gedanken, daß sich die Helligkeit des oxydierenden Teils der Flamme entsprechend den Bedingungen oder dem Zustand des Gasschneidevorgangs ändert, insbesondere entsprechend solchen Bedingungen, wie

Zo uein Beginn des Vorgangs, dem Schneiden, der Schneidgeschwindigkeit und dem Fehlzünden oder der Beendigung des Schneidvorgangs. Entsprechend der Erfindung wird die Änderung der Helligkeit während verschiedener Bedingungen oder Zustände des Schneidvorguiigs von einer fotoelektrischen Erfassungseinrichtung erfaßt, welche mit dem die Helligkeit erzeugenden Teil des Werkstücks, d. h. dem zu schneidenden Teil des Werkstücks ausgerichtet ist. Fig. 2 zeigt einen Querschnitt eines Beispiels des Brenner- und Schneiddüsenteils einer Gasschneidevorrichtung entsprechend der Erfindung. Wie in Fig. 2 gezeigt, trägt der Brenner 7 eine Schneiddüse 10, welche an seinem unteren Ende mit Hilfe einer Sicherungsmuttern befestigt ist. Die Schneiddüse 10 ist mit einem zentralen Kanal 12 für den Schneidsauerstoff und einer um den zentralen Kanal 12 angeordneten Mehrzahl von Löchern 13 versehen, um eine Vorwärmflamme ansynstnRpn fi» ■* ·»»!<»» "·"*

Stirnansicht der Schneiddüse 10, in welcher die Anordnung der Löcher deutlicher zu erkennen ist. Die Vorwärmflamme besteht aus einer Mischung aus in die Kanäle oder Löcher 13 über Mischteile 14 durch einen Kanal 18 in dem Brenner 7 eingeführtem Vorwärmsauerstoff, welcher über einen Versorgungsschlauch 19 zugeführt wird, und Brenngas, welches von einem Versorgungsschlauch 21 über einen Kanal 20 in dem Brenner 7 in den Mischteil 14 der Schneiddüse 10 zugeführt wird. Der oben beschriebene Aufbau der Vorrichtung ist genau der gleiche wie bei einer üblichen Vorrichtung, so daß sich eine weitere ausführliche Erläuterung erübrigt. Es ist zu bemerken, daß der Brenner 7 an dem oben erwähnten, in F i g. 1 gezeigten beweglichen Tisch 6 zur Bewegung über das Werkstück befestigt ist, und daß die Höhe zwischen dem Werkstück 8 und seiner relativen Lage wie auch die Laufrichtung oder die Geschwindigkeit durch den Antrieb 4gesteuert werden. In Fig. 2 ist mit der Bezugsziffer 26 schematisch eine durch den Schneidsauerstoff ausgebildete Schneidrille bezeichnet.

Der Brenner 7 hat eine zentrale Bohrung 15, durch weiche der von einem Schlauch 17 über eine Zweigbohrung 16 in dem Brenner7 zugeführte Schneidsauerstoff strömt. Entsprechend der Erfindung ist die zentrale Bohrung 15 vertikal bis zum oberen Ende des Brenners 7 durchgeführt. Am oberen Ende des Brenners 7 ist ein Rohr 30 mit Außengewinde befestigt, und ein fotoelektrisches Element 22, z. B. eine Fotodiode, ist mit Hiife einer sichernden Mutter 23, welche vorzugsweise ein transparentes Schutzglas 24 umschließt, hieran angebracht. Das fotoelektrische Element 22 ist mit der zentralen Bohrung 15 des Brenners 7 optisch ausgerichtet, welche ihrerseits mit dem zentralen Kanal 12 der Düse 10 für den Schneidsauerstoff ausgerichtet ist. Mit dem fotoelektrischen Element 22 sind Leitungen 22' verbunden, um die elektrische Ausgangsspannung des Elements auf bekannte V/eise abzunehmen. Die verbindenden Leitungen 22' sind mit dem Eingang einer Steuereinrichtung für die Gasschneidevorrichtung, welche später erläutert werden wird, verbunden. Durch diese Anordnung steht der Teil des Werkstücks mit der brennenden oder oxydierenden Reaktion in optischem Kontakt mit dem fotoelektrischen Element 22, und entsprechend erzeugt dieses Element eine Ausgangsgröße entsprechend der Intensität des Lichts.

Mit Hilfe von Fig. 4 soll der Zusammenhang zwischen der Schneidgeschwindigkeit der Sehneidevorrichtung und der Intensität des auf das lichtempfindliche Element treffenden Lichtes erläutert werden. In jeder der Fig. 4 A, 4B und 4C stellt ein Kreis 25 das allgemeine Gesichtsfeld für das fotoelektrische Element 22 am oberen Ende des Brenners 7 dar, wie es sich durch die in Fig. 2 gezeigte Bohrung 15 und den Kanal 12 der Schneiddüse 10 für den Schneidsauerstoff ergibt. Auch in Fig. 4 bezeichnet die Bezugsziffer 26 die Schneidrille in dem Werkstück 8 mit weggeblasener geschmolzener Schlacke, und mit 26' ist die Seitenkante der Schneidrille 26 bezeichnet.

Fig. 4 A zeigt den Zustand, in welchem die Schneidgeschwindigkeit auf einem geeigneten Wert gehalten ist.

Ein solcher geeigneter Wert der Schneidgeschwindigkeit ändert sich abhängig von der Schneiddüse, den Schneiderfordernissen und der Dicke des Werkstücks. Es ist jedoch zu bemerken, daß bei einem üblichen Tvd von Schneiddüse, wie er zum Schneiden von Stahlplatten mit einer Dicke zwischen 12,7 mm und 25,4 mm verwendet wird, die geeignete Schneidgeschwindigkeit für einen Schnitt hoher Qualität etwa 400 bis 600 mm/min beträgt. Unter einer solchen Bedingung wird die geschmolzene Schlacke durch den mit hoher Geschwindigkeit austretenden Schneidsauerstoffstrom weggeblasen und die fortschreitende Stirnfläche des Schneidvorgangs erstreckt sich im wesentlichen senkrecht zur Oberfläche des Werkstücks.

^t0 In diesem Falle geht die abgegebene Helligkeit, wel ehe auf das fotoclektrische Element 22 von dem Teil mit oxydierender Reaktion her auftritt, von dem gestrichelten Teil 27 aus, wo eine sehr starke oxydierende Reaktion auftritt.

Fig. 4 B zeigt den Zustand, in welchem die Schncidgeschwindigkcit etwas größer ist. In diesem Falle ist die Stirnfläche des Schneidschmelzgangs gebogen und bildet eine Schleppe mit einer Länge d wie in Fig. 4D gezeigt, und die Fläche des Helligkeit erzeugenden Teils des Werkstückes wird etwas größer, wie es durch den schraffierten Teil 27' in F i g. 4 B dargestellt ist.

F i g. 4 C zeigt den Fall, daß ein Fehlzünden auftritt. Die Schneiddüse hat sich aus der Schneidrille 26 herausbewegt, steht der Stahlplatte gegenüber und der Schneidvorgang ist unterbrochen. In diesem Falle trifft infolge des Fehlens einer Oxydation bei hoher Temperatur kein Licht auf das fotoelektrische Element 22 auf.

Z- Wie oben erläutert, ändert sich die auf das lichtempfindliche Element auftreffende Lichtmenge entsprechend der Änderung der Schneidgeschwindigkeit. Die Lichtmenge nimmt entsprechend dem Anstieg der Schneidgeschwindigkeit zu, und zum Zeitpunkt des Fehlzündens ist keine Helligkeit zu beobachten. Genauer gesagt ändert sich die Intensität des Lichtes an dem oxydierenden Teil entsprechend der Änderung der Schneidgeschwindigkeit. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß eine solche Änderung in der Praxis nach einer Anzahl von Versuchen außer Acht gelassen werden kann.

Wie oben erwähnt, basiert die Erfindung auf dem Gedanken, die Änderung der Beleuchtung an dem Teil eines Werkstücks mit oxydierender Reaktion, welches einem Gasschneidevorgang unterzogen wird, durch ein lichtempfindliches Element zu erfassen, welches abhängig von der auf es auftreffenden Beleuchtung eine Änderung in der Ausgangsspannung erzeugt, wobei die Änderung in der Ausgangsspan-

nung des lichtempfindlichen Elements verstärkt und zur Steuerung der Gasschneidevorrichtung verwendet wird.

In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist der Zwischenraum zwischen der Spitze der

Schneiddüse 10 und der Stahlplatte als Werkstück 8 10 mm, und der Abstand zwischen der Spitze der Schneiddüse 10 und dem fotoelektrischen Element 22 ist 150 mm. Als fotoelektrisches Element 22 wird eine Fotodiode fotoelektronischer Art verwendet, und die Leitungen 22' sind mit einem Oszillographen verbunden, um eine Messung der Änderung der Spannung und damit der Helligkeit vorzusehen. Das Ergebnis dieser Messung wird im folgenden erläutert werden.

Die gemessene Ausgangsspannung an dem Oszillographen wird zu Beginn der Vorbereitung des Gasschneidevorgangs, nämlich beim Zünden und Einstellen der Vorwärmflamme Null sein, bis das Vorwärmen

an der Anfangskante der Stahlplatte tatsächlich besinnt. Die Span.iung wird leicht ansteigen, wenn die Stirnfläche eine Zündtemperatur von etwa 950° C erreicht hat, und sie zeigt einen beträchtlichen Anstieg im Zeitpunkt des Ausstoßens von Schneidsauerstoff bei Γ" ginn des Schneidvorgangs, welcher eine sehr starke oxydierende Reaktion bei einer Schmelztemperatur von etwa 1600° C und mehr bewirkt.

Fig. 5 ist ein Diagramm, welches einen typischen ZusammenhangzwischenderSchneidgeschwindigkeil und der erfaßten und an einem Oszillographen beobachteten Spannung zeigt, wobei der Durchmesser des Schneidsauerstoffs 1,3 mm und die Dicke der Stahlplatte 25 mm betrug. Es war praktisch kein Unterschied zu beobachten, wenn sich der Zwischenraum ·5 zwischen der Spitze der Schneiddüsc und der Stahlplatte im Bereich von 10 mm bis 80 mm hielt. Diese Tatsache beweist, daß das Erfassungsverfahren gemäß der Erfindung eine hohe Genauigkeit der Erfassung über einen beträchtlichen Bereich der Höhe der Schneiddüsc über dem Werkstück ergibt. Wenn der Schneidvorgang durch Fehlzünden unterbrochen wird, um die Schneiddüse in eine Stellung gegenüber einem nicht geschmolzenen Teil der Stahlplatte zu bringen, oder wenn der Schneidvorgang beendet wird ^a5 und keine oxydierende Reaktion mehr auftritt, nimmt die erfaßte Spannung plötzlich auf 0 mV ab.

Im Falle eines nicht vertikalen Schneidvorgangs wird die scheinbare Plattendicke für das Schneiden durch die schräge Schneidnchtung etwas vergröBeri, 3= und es läßt sich eine etwas höhere erfaßte Spannung beobachten. Auch zum Zeitpunkt eines Bohrvorgangs, welcher in der Schneidtechnik allgemein als »Durchbruchvorgang« bekannt ist, zeigt die erfaßte Spannung einen klaren und scheinbaren Anstieg zum Zeitpunkt des Beginns der oxydierenden Reaktion, wenn der Vorwärmvorgang in den Bohrvorgang geändert wird. Das erfindungsgemäße Verfahren kann jedoch in der Praxis ohne besondere Schwierigkeit ebenso in solchen Fällen angewendet werden.

Fig. 6 zeigt eine Darstellung eines tatsächlichen Oszillogramms, wie es beim Betrieb einer entsprechend der Erfindung aufgebauten Vorrichtung beobachtet worden ist. Dieses Oszillogramm wurde aufgenommen beim Schneiden einer Stahlplatte mit 25 mm Dicke und einer Schneiddüsenhöhe von 10 mm. Die Ordinate des Oszillogramms stellt die von dem lichtempfindlichen Element 22 abgenommene erfaßte Spannung dar. Eine Skaleneinheit entspricht etwa 100 mV. Die Abszisse des Oszillogramms stellt das so Zeitintervall zum Ändern der Schneidgeschwindigkeit, wie zahlenmäßig angegeben, dar. Eine Skaleneinheit entspricht etwa 5 Sekunden. Der Punkt »1« ist der Beginn des Vorwärmvorgangs. Wie aus dem Oszillogramm zu erkennen, entspricht der Teil zwisehen dem Punkt »1« und dem Punkt »2« der Vorwärmbedingung. Der Punkt »2«, in welchem eine Spitze der Ausgangsspannung auftritt, entspricht dem Beginn des Schneidens durch Zuführen von Schneidsauerstoff auf den vorgewärmten Teil des Werkstücks. Die tatsächliche Ausgangsspannung zeigt beträchtliche Schwankungen, sie kann jedoch durch Verwendung einer geeigneten elektrischen Schaltung gemittelt werden. Die Zahlen 200, 400, 600, 800, 1000, 1000 < deuten an, daß die Schneiddüse mit einer Relativgeschwindigkeit von 200 mm/min, 400 mm/min ...1000 mm/min und über 1000 mm/ min bewegt wird. Der Punkt »3« deutet einen Punkt an, in welchem die Flamme infolge zu hoher Relativgeschwindigkeit der Schneiddüse 10 ausgegangen ist. Wie in dem Oszillogramm gezeigt, nimmt die Kurve in dem Punkt des Ausgehens der Flamme plötzlich auf 0 mV ab.

Fig. 7 ist ein Blockschaltbild, welches schematisch eine Ausführungsform des Steuersystems unter Verwendung der erfaßten Ausgangsspannung gemäß der Erfindung zeigt. In Fig. 7 sind der Brenner 7 und die Schneiddüse 10 Hauptteile einer Gasschneidevorrichtung, wie sie im Zusammenhang mit Fig. 2 erläutert worden ist. Die erfaßte Ausgangsspannung des fotoelektrischen Elements 22 wird über die Leitungen 22' im Ausgang des Elements einem Verstärker 32 zugeführt. In diesem Verstärker 32 wird die Ausgangsspannung verstärkt und dann einer Integrierschaltung 34 zugeführt, in welcher eine Wcllenformung zum Glätten der geringen Schwankungen der Ausgangsspannung vorgenommen wird. Eine Schaltung 40 zur Fehlzündsteuerung ist mit der wellenformenden Integrierschaltung 34 verbunden. Sollte ein Fehlzünden auftreten, welches ein plötzliches Abnehmen der Ausgangsspannung auf 0 mV bewirkt, so betätigt die Schaltung 40 für die Fehlzündsteuerung Magnetsteuerventile 61, 63, 65 über Steuerschaltungen 60, 62, 64. Die Magnetsteuerventile sind in die Zuführungswege des Schneidsauerstoffs, des Vorwärmsauerstoffs und des Brenngases eingeführt, welche der Schneidvorrichtung jeweils über den Schlauch 17 bzw. die Vtrsorgungsschläuchc 19 und 21 von einem Hauptspeicher 50 für Sauerstoff über Regler 54 und 56 und von einem Hauptspeicher 52 für Brennstoff über einen Regler 58 zugeführt werden. Die Schaltung für die Fehlzündsteuerung gibt auch ein Befehlsignal an eine Antriebssteuerschaltung 44 ab und hält die Bewegung der Hauptantriebsmotoren 46 und 48 an. Die Schaltung für die Fehlzündsteuerung betätiet weiter eine Alarmeinrichtung 42, um die Aufmerksamkeit des Bedienungspersonals zu wecken. Im Normalzustand wird die Ausgangsspannung von der wellenformenden Integrierschaltung 34 einem Komparator 36 zugeführt, in welchem die Spannung mit Bezugsspannungen V_x und V₂ verglichen werden. Diese Bezugsspannungen können vorzugsweise so gewählt werden, daß sie den Werten entsprechend der oberen und unteren Grenze einer geeigneten Schneidgeschwindigkeit entsprechen, z. B. 400 bis 600 mm/min. Wenn die Ausgangsspannung die durch die Bezugsspannung V₁ gesetzte obere Grenze überschreitet oder die durch die Bezugsspannung V₂ gesetzte untere Grenze unterschreitet, wird einer Steuereinheit 38 eine Ausgangsspannung zugeführt, welche ihrerseits die Antriebssteuerschaltung 44 betätigt, um die Antriebsgeschwindigkeit der Hauptantriebsmotoren 46 und 48 in dem oben erwähnten geeigneten Bereich zu halten.

Es ist zu bemerken, daß Fig. 7 nur eine mögliche Ausführungsform darstellt und daß die Erfindung nicht auf diese besondere Schaltung beschränkt ist Viele Änderungen in der Steuerschaltung könner durchgeführt werden.

Wie oben deutlich erläutert worden ist, zeigt die erfaßte Spannung gemäß der Erfindung eine bemerkenswerte Änderung im Zeitpunkt einer Unterbrechung des Schneidvorgangs infolge möglichen Fehlzündens oder im Zeitpunkt der Beendigung des Schneidvorgangs der Vorrichtung, wenn die oxydierende Reaktion beendet wird, und sie zeigt weiter eine

beträchtliche Änderung bei einer Änderung der Schneidgeschwindigkeit während des Schneidvorgangs. Entsprechend können durch Verwendung der von dem lichtempfindlichen Element abgenommene Ausgangsspannungsabweichimg nach einer Verstärkung im*! einer geeigneten Verarbeitung die gewünschten automatischen Steuervorgänge der Gas-

10

schneidevorrichtung, wie das Abschalten des Sauci Stoffs und des Brenngases, Anhalten der Gasschnei devorrichtung und Geschwindigkeitsteuerung de Gasschneidevorrichtung bewirkt werden. Die Erfin dung führt daher zu großen Vorteilen bei der Verbes scrung des Wirkungsgrades einer Gasschneidevor richtung.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Steuern eines Gasschneidevorgangs über ein auf die Schneidflamme gerichtetes fotoelektrisches Element, dadurch gekennzeichnet, daß eine Änderung der Helligkeit des Teils des Gasschneidens mit oxydierender Reaktion mit Hilfe des fotoelektrischen Elements über den Weg des Schneidsauerstoffs von innen heraus erfaßt wird, wobei das fotoelektrische Element eine sich kontinuierlich ändernde Ausgangsspannung im Ansprechen auf eine Änderung der Beleuchtung erzeugt, und die die Änderung der Helligkeit darstellende so erhaltene Ausgangsspannung zur kontinuierlichen Steuerung des Gasschneidevorgangs im Ansprechen auf die Ausgangsspar i ung benutzt wird.

2. Verfahren zum Steuern eines Gasschneidevorgangs nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der kontinuierlich gesteuerte Gasschneidevorgang angehalten wird, wenn durch eine Ausgangsspannung Null ein Fehlzünden erfaßt wird.

3. Verfahren zum Steuern eines Gasschneidevorgangs nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Versorgung mit Schneidsauerstoff, Vorwärmsauerstoff und Brenngas automatisch angehalten wird, wenn durch eine Ausgangsspannung NuI¹ ein Tjhlzünden erfaßt wird.

4. Verfahren zum Steuern ein s Gasschneidevorgangs nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidgeschwindigkeit durch Erfassen der Änderung der Ausgangsspannung innerhalb eines vorbestimmten Bereiches kontinuierlich gesteuert wird.

5. Gasschneidevorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das fotoelektrische Element (22) über den Zuführungen (12, 15) für den Schneidsauerstoff angeordnet ist, und daß eine Integrierschaltung (34) zum Erfassen einer sich kontinuierlich ändernden elektrischen Ausgangsspannung des fotoelektrischen Elements (22) und Einrichtungen (36. 38, 40, 44) zum kontinuierlichen Steuern vorgesehen sind.

6. Gasschneidevorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das fotoelektrische Element (22) ein Fototransistor ist.

7. Gasschneidevorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das fotoelektrische Element (22) am oberen Ende des Brenners (7) angebracht und mit dem hell leuchtenden Teil der Flamme über eine zentrale Bohrung (15) für den Schneidsauerstoff in dem Brenner (7) und über einen in der Schneiddüse (10) des Brenners (7) vorgesehenen Kanal (12) ausgerichtet ist.

8. Gasschneidevorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, gekennzeichnet durch einen Brenner (7) und eine Schneiddüse (10) mit Kanälen (12, 13, 15, 16, 18, 20) für Schneidsauerstoff, Vorwärmsauerstoff und Brenngas und ein derart auf dem Brenner (7) über den Kanal (12, 15) für den Schneidsauerstoff mit der Schneidflamme ausgerichtetes fotoelcktrisches Element (22), daß eine elektrische Ausgangsspannung proportional der Schneidgeschwindigkeit der Gasschneidevorrichtung erzeugbar ist.