-
Titel: Verfahren und Einrichtung zum Einstellen des Brenners von Brennschneidmaschinen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einriohtung zum Einstellen des Brenners,
insbesondere von Brennschneidmaschinen fUr Stranggie13anlagen, zur Ausfllhrung des
Brennschnittes.
-
Flir den Betrieb von Brennschneidmaschinen, zum Beispiel in Stahlwerken
und Stahlstranggießanlagen, werden bevorzugt vollautomatische Stenereinrichtungen
verwendet.
-
Von besonderer Bedeutung sind dabei solche Einrichtungen, die den
Schneidbrenner in die richtigen Arbeitspositionen, bezogen auf Werkstückdicke, Werkstückbreite
und Werkstücklage, bringen.
-
Es sind mechanische Tasthebel bekannt, die beweglich mit dem Schneidbrenner
verbunden sind und diesen um ein passendes StUck überragen, so daß sie das Berkstück
von außen kommend an der Seite abtasten. Beim Weiterfahren des Brennerschlittens
wird der Tasthebel entweder weggeschwenkt oder bleibt stehen. Durch die Relativbewegung
des Wegschwenkens bzw. des Trennens zwischen Brenner und Tasthebel wird ein elektrischer
Kontakt ausgelöst, der ein Signal an die Steuereinrichtung gibt, um zu melden, daß
der Brenner die äußere Kante des Werkstückes erreicht hat. Selbstverständlich läßt
sich dieses Verfahren auch mit beriihrungslosen Tastsysteinen, zum Beispiel Fotozellen,
Infrarotzellen, terWhrungslosen Endtastern oder durch ortsfest angeordnete Endschalter
erreichen wenn die Kantenlage der zu sohneidenden Werkstücke in engen Grenzen immer
gleich bleibt.
-
Bei automatischen Höhensteuerungen wird meistens davon ausgegangen,
daß die Werkstückdicke immer die gleiche ist, und es werden entsprechende Endschalter,
Nockensysteme oder Infrarotzellen, Lichtschranken oder derl.
-
vorgesehen, die beim Erreichen einer voreingestellten Dicke einen
Kontakt zum Anhalten des auf Werkstückdicke nach unten fahrenden Brenners bewirken,
Allerdings ist es auch möglich, daS Werkstück durch die abtastenddn
Schaltgeräte
ohne Voreinstellung anzufahren, zum Beispiel kann beim Abwärtefahren der Brenner
das Werkstück durch das Bcühren mit einem senkrecht beweglich aufgehängten Taster
angefahren werden, bis der Taster um ein zur Auslösung notwendiges Maß gegen den
abwärtsfahrenden Schlitten verschoben wurde.
-
Damit wird das Ende der Abwärtsbewegung signalisiert.
-
Über ein Zeitrelais oder dergl. läßt sich Jetzt der Brenner und damit
auch der Taster wieder um ein bestimmte Stück nach oben fahren, so daß keine ständige
Berührung des Werkstückes durch den Taster stattfndet.
-
Dies ist erforderlich, da Brennschneidmaschine und Werkstück oft Relativbewegungen
zueinander ausführen, bevor der Schneidbrenner bzw. der Taster in die Ausgangsstellung
zurückgekehrt ist.
-
Die bekannten Steuereinrichtungen haben den Nachteil, daß sie aufwendig
und kostspielig sind. Da sich in Stranggießanlagen der zu schneidende Strang noch
im Glühzustand befindet, werden durch die an die Umgebung abgegebene Wärme die empfindlichen
Teile der Steuereinrichtung stark beansprucht, und es besteht daher erhöhte Störanfälligkeit.
-
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, die bekannten
Verfahren
und Einrichtungen zur Steuerung des Brenners von Brennschneidmaschinen weiter zu
verbessern und zu vereinfachen, um eineneeinwandfreien Betriebsablauf beim Brennschneiden
zu gewährleisten. Dies wird gemäß der Erfindung auf vorteilhafte Weise durch ein
Verfahren erreicht, bei dem der Brenner aus seiner Ausgangsstellung in der Mitte
des Brennerwagengestells zunächst mit seinem Schlitten nach unten in Richtung des
Werkstückes gefahren wird, bis ein am Brennerschlitten angebrachter Jerilhrungsloser
Näherungstaster anspricht, die Abwärtsbewegung abschaltet und eine lorizontalbewegung
einleitet, die durch den Näherungstaster beendet wird, wenn der Brenner die Werkstückkante
erreicht hat. Nach Ablauf einer Anheizzeit wird dann anschließend der eigentliche
Brennschnitt durchgeführt, bis der Näherungstaster wieder aus dem Materialbereich
des Werkstückes heraustritt und dann eine Horizontal-und Aufwärtabewegung des Brennerechlittens
veranlaßt, damit der abgeschaltete Brenner wieder in seine Ausgangsstellung in der
Mitte des Brennerwagengestells lurückgebracht wird.
-
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens empfiehlt sich eine
Steuereinrichtung, die aus einem in der Nähe des Brenners auf dein Brennerschlitten
der
Brennschneidmaschine angebrachten, berührungslosen Näherungstaster
besteht, der mit Schwingkreisen arbeitet, deren Frequenzen durch die Annäherung
an Metall verändert werden, und die Schaltorgane aufweisen, die durch den Näherungsschalter
gesteuert werden und die die für die Eshen- und Seitenverstellung des Brennerschlittens
vorgesehenen Elektromotore ein- und ausschalten. Zur Abschirmung der vom Werkstück
abegebenen Wärme wird der Näherungstaster zweckmäßig in ein wassergekühltes Metallgehäuse
eingebaut, dessen Boden von einer Plexiglasplatte gebildet wird, um den von den
Schwingungskreisen abgestrahlten Schwingungen den austritt nach unten in Richtung
auf Es Werkstück zu ermöglichen. Die Schwingungskreise das Annäherungstasters können
mit Meßgeräten verbunden sein, die die Frequenzänderungen messen und die mit Steuergeräten
zum eine und Ausschalten dir Elektromotore zum Verstellen des Brennerschlittens
versehen sind.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die Anwendung einfacher
Steuermittel, ohne daß lomplizierte und störanfällige Schaltungen erforderlich sind.
Bei den bekannten Verfahren wird das Werkstück von dem Brenner und der Tasteinrichtung
von außen her angefahren, und es sind deshalb zwei getrennte Steuervorgänge für
die
Vertikal- und Horizontalveratellung des Brenners erforderlich,
im Gegensatz zur Erfindung, wo dies Iflit nur einen Steuervorgang erreicht; wird.
Der zur Durchführung das Verfahrens gemäß der Erfindung verwendete Taster ist gegen
aie vom glühenden Werkstück abgegebene Wärme wirksam geschützt, so daß eine hohe
Betriebssicherheit und lange Lebensdauer sichergestellt ist.
-
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß zwei
in er Höhe zueinander versetzte Näherungstaster am Brennerschlitten angebracht sind,
um bei nderung der Dicke des @erkstückes eine Verstellung des Brenners zu ermöglichen.
Itierdurch besteht die Möglichkeit, einen motorischen schub oder eine motorische
Abwärtsfahrt durch den tiefer liegenden Näherungstaster zu stoppen und durch den
zweiten Näherungstaster eine Aufwärtsfahrt zu bewirken, wenn sich die Abmessungen
des Werkstückes so verändern, daß es sich dem zweiten Näherungstastor über den durch
den ersten Näherungstaster bestimmten Abstand hinaus nähert. Bei Änderung der Materialdicke
des Werkstückes erfolgt also solange eine Nachsteuerung, bis der tiefer liegende
Näherungstaster wieder den vorbest@immten Abstand zum Werkstück eingenommen hat.
-
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung in
vereinfachter, schematischer Form dargestellt, und zwar zeigt: Fig, 1 eine Vorderansicht
der Brennschneiamaschine, wobei sich der Brenner in seiner Ausgangsstellung befindet,
Fig. 2 die Höheneinstellung des Brenners und J?ig. 3 die anschließende Horizontalbewegung
des Brenners bis in die Bereitschaftsstellung über der außenkante des zu schneidenden
Werkstückes.
-
Die Brennschneidmaschine besteht aus dem Gestell t mit den Führungsschienen
2 und der Spindel 3 zum Terstellen de Brennorwagens 4, auf dem der Schlitten 5 mit
dem Brenner 6, dem Näherungstaster 7 und dein Brennerhalter 8.höhenverstellbar angeordnet
sind.
-
Der Brennerwagen 4 wird über die vom Schneidantriebsmotor 9 angetriebene
Spindel 3 zur Ausführung des Brennschnittes seitlich verstellt, während die Höhenverstellung
des Schlittens 5 über die Spindel 10 des Höhenverstellmotors 11 erfolgt. Das zu
schneidende
Werkstück 15 liegt zwischen dem Gestell 1, und der Brennerwagen
4 befindet sich in seiner Ausgangsstelluic etwa in der Ititte des Werkstückes 15.
-
Der neben dem Schneidbrenner 6 angebrachte Näherungstaster 7 ist in
einem wassergekühlten Metallgehäuse ein;ebaut und schaltet bei der Annäherung an
kaltes oder heißes Metall. Dieser Näherungstaster wird so angeordnet, daß er tiefer
sitt als die Sohneiddüse des Brenners 6 und somit einen ausreichenden Düsenabstand
zur Metalloberfläche gewährleistet. Der Näherungsschalter schaltet bereits, bevor
er das Material erreicht hat, wobei der Abstand praktisch konstant bleibt.
-
Hat der Taster 7 einmal die richtige Höhe im Verhältnis Brenner 6
zum Werkstück 15 (Fig. 2) ertastet und auch zum Bremsen des Motors 11 an die Steuerung
signalisiert, so wird über eine Steuerung der Brenner 6 aus dem Material des Werkstückes
15 herausgefahren, bis der berührungslose Taster 7 an der Materialkante das Werkstück
durch herausfahren wieder verläßt und der Vor-Schub ausgeschaltet wird. <Fig.
3). Der Schneidbrenner bleibt zum Anheizen der Anschneidstelle genau über der Materialkante
stehen. Gemäß der Erfindung beginnt also
der Steuervorgang durch
ein Absenken des Brenners über dem Material und endet nach dem Herausfahren aus
dem Material über der Materialkante. Im Gegensatz hierzu handelt es sich bei den
bekannten Verfahren um zwei getrennte Steuervorgänge, und zwar einen für die Höhe
allein and einen zur seitlichen Verstellung des Brenners, wobei der Brennerwagen
mit der Tasteinrichtung das Werkstück immer von außen her anfährt.
-
Als Näherungstaster 7 wird vorzugsweise ein an sich bekannter Näherungsschalter
verwendet, der mit Schwingkreisen arbeitet, deren Frequenz durch die Annäherung
an Metall verändert wird. Über ein Stromzuführungskabel wird von einem zugeordneten
Elektrogerät im Sahaltschrank der Brennschneidmaschine die Veränderung der Schwingkreisfrequenz
erfaßt und in Steuersignale umgewandelt.
-
Ist die äußere Kante des Werkstückes ertastet und angefahren, so aann
über ein Zeitrelais die Anheizzeit bestiiit werden. Danach aetst automatisch der
Brennschneidvorgang ein, der nach den Herausfahren des Näherungstasters auf der
anderen Seite des Werkstückes 15 automatisch wi@der abgeschaltet wird.
-
Der Erfindungsgedanke läßt sich auch bei zwei getrennt verfahrbaren
Brennern anwenden, wobei beide Brenner über dem Material aul richtige Höhe absenken,
auf die ihnen zugeordnete Materialaußenkante zufahren.
-
hier anheizen und aufeinander zu das Material durchschneiden. Über
Endschalter oder durch andere geeignete Maßnahmen wird ein Zusammenstoßen der Brenner
verhindert, und zwar zzird einer der beiden Brenner dann zurückfahren, während der
zweite Brenner den Schnitt beendet.
-
Verändert sich die Materialdicke oder die Materialhöhenlage während
des Brennschneidens, so kann durch die Verwendv.ng von zwei Höhentastern dafür gesorgt
werden, daß ein automatisches Nachsteuern des Brennerabstandes erfolgt. Ein Näherungstaster
sitzt dabei tiefer als der andere und beendet d nach-unten-@ahrend@es Brenners,
während der zweite höher sitzende Näherungstaster dann zum Schalten kommt, wenn
sich das Material dem Brenner bzw. dem Näherungstaster nähert. Hierbei sind Abstände
in der Gflößenordnung von 5 @m schon ausreichend. Wird der aweite, höher sitzende
Näherungstaster durch Annäherung des Materials zum Schalten gebracht, so kann auf
Grund des dadurch ausgelösten Signals die Motorsteuerung den Brenner
so
lange anheben, bis der Näherungstaster aus dem Einflußhereich des Materials gebracht
und damit der richtig@ @bstand @ieder hergestellt ist.
-
Um die N@@erungstaster gegen Umgebungstemperatur, Schlackenspritser
und dergl. zu schützen, sind diese in ein metallisches, wasserumschlossenes Hohlgehäuse
eingesetzt, das auch eine Abstrahlung der Schwingungskreise nach außen verhindert,
Mit Hilfe einer Gummidichtung ist in den Boden des Gehäuses eine warmfeste und stoßfeste
Plexiglasscheibe eingesetzt, die das Schwingungskreisfeld in dieser Richtung nach
unten durchläßt. Die Stromzuführung erfolgt über ein Kabel, das durch eine wasserdichte
Einführung am oberen Gehäuseende in das Inners des wassergekühlten Gehäuses führt.
Außerhalb des Gehäuses erfolgt die Kabelführung durch @abelschloppketten und andere
Einrichtungen an der @aschine bis ZU Klermkästen und von dort bis um Schaltschrand
des Hauptsteuergerätes.
-
Das Ausführungsbeispiel nach der Zeichnung und der zugehörigen Beschreibung
kann sowohl im Hinblick auf die Gestaltung der Einzelteile als auch im Hinblick
auf die Anordnung derselben abgewandelt werden, ohne daß dabei der durch die Erfindung
abgesteckte Rahmen
verlassen wird. Auch hinsichtlich des erfindungegemäßen
Verfahrens sind Änderungen möglich, So daß die Erfindung keineswegs auf das Verfahren,
das anhand des obigen Ausführungsbeispieles beschrieben wurde, beschränkt ist.