DE2236821B1 - Einrichtung zum brennschneiden - Google Patents

Description

teilhafte Merkmale näher erläutert. In den Zeichnungen veranschaulicht

F i g. 1 das erfindungsgemäße Brenneraggregat,

F i g. 2 eine Ansicht gemäß Pfeilrichtung A in Fig. 1,

F i g. 3 eine Ansicht gemäß Pfeil richtung B in Fig. 1,

F i g. 4 einen Schnitt längs der Linie C-C in Fig. 2,

F i g. 5 einen Schnitt längs der Linie K-K in Fig. 2.

In den Figuren ist das Brenneraggregat mit 10 bezeichnet. Das Brenneraggregat 10 besteht im wesentlichen aus einem Brennerblock 11, der über eine Schraube 12 schwenkbar (Pfeilrichtung D) an einer Halterung 13 befestigt ist. Die Halterung 13 ist mit zwei Kugelstäben 14,15 verbunden. Die Kugelstäbe 14,15 sind von Federbälgen 14 α und 15 α umgeben (Staubschutz) und in einem schematisch dargestellten und mit 16 bezeichneten Brennerwagen, einer an sich bekannten, nicht näher dargestellten, ortsfesten Brennschneidmaschine in Pfeilrichtung E verschiebbar gelagert. Durch die Kugelstäbe 14,15 wird eine optimale und leichte Höhenverstellung von Halter 13 und Brennerblock 11 erreicht.

Im Brennerblock 11 sind zwei Schneidbrenner 17 und 18 sowie gemäß der Erfindung in unmittelbarer Nähe der Schneidbrenner 17 und 18 eine während des Schneidens auf dem Werkstück anliegende Gleitkufe 20 vorgesehen. Unter unmittelbarer Nähe wird dabei verstanden, daß die Gleitkufe nur wenige Millimeter von den Schneidbrennern und nur wenige Millimeter (vorzugsweise 4 bis 8 mm) entfernt von der dem Brenner zugewandten Schnittkante des Schrägschnittes auf dem Werkstück aufliegt.

Eine bevorzugte Ausbildung und Halterung der erfindungsgemäßen Gleitkufe 20 sind in F i g. 2 veranschaulicht. Die Gleitkufe 20 besteht dabei aus einem Stift, der aus Wolfram gefertigt und in einem Halter 21 derart befestigt ist, daß er in einem spitzen Winkel 22 von vorzugsweise 30° gegen die Werkstückoberfläche 23 geneigt ist. Die Winkelspitze 22' ist dabei entgegen der Brennervorschubrichtung F gerichtet (s. auch Fig. 2). Durch diese Anordnung wird erreicht, daß der Stift 20 schwingungsfrei in Schnittrichtung F gezogen wird und keine Rattermarken auf der Werkstückoberfläche 23 entstehen.

Der Stifthalter 21 ist in einem Zylinder 24, welcher im Brennerblock 11 festgeschweißt ist, axial verschiebbar gelagert und ist aus einem Sechskantprofil (s. Fig. 4) gefertigt. An dem der Werkstückoberfläche 23 abgewandten Ende ist im Halter 21 eine Gewindebohrung 25 vorgesehen, welche mit einer im Zylinder 24 drehbar gelagerten Gewindespindel 27 in Verbindung steht.

An dem der Gewindebohrung 25 gegenüberliegenden Halterbereich ist eine Schrägbohrung 28 zur Aufnahme des Stiftes 20 vorgesehen. Die Schrägbohrung 28 steht mit einem Schlitz 29 in Verbindung, welcher im Zusammenwirken mit einer Schraube 30 eine Klemmverbindung zum Festspannen des Stiftes 20 im Halter 21 bildet (s. Fig. 5).

An den Zylinder 24 ist eine Kühlmittelversorgungsleitung 31, vorzugsweise Preßluftleitung, angeschlossen. Die zugeführte Preßluft strömt in den Raum 32 und dann über den Hohlraum 32' (F i g. 4) zwischen dem Zylinderinnenteil 33 und dem Halteraußenmantel 34 gegen den Stift 20. Dadurch wird erreicht, daß der Stift 20 ständig von Kühlluft beaufschlagt und somit die Standzeit des Stiftes verbessert wird. Bevorzugt ist der Stift im Halter 21 derart befestigt, daß der auf der Werkstückoberfläche 23 anliegende Stiftbereich 35 etwa unterhalb der Austrittsöffnung des Hohlraumes 32' liegt. Dadurch ist gewährleistet, daß der am stärksten wärmebelastete Bereich des Stiftes 20 ausreichend gekühlt ist.

Jeder Schneidbrenner 17 bzw. 18 besteht aus einem Brennerschaftrohr 38 bzw. 39, welches über Versorgungsleitungen mit der Sauerstoff- und Brenngasversorgung verbunden ist. Im Brennerschaftrohr 38 bzw. 39 sind über Verschraubungen 17 a bzw.

18 α Brennerdüsen 36 bzw. 37 befestigt. Die Schneidbrenner 17,18 sind vorteilhaft im Bereich der Düsen 36, 37 im Brenneraggregat 10 befestigt. Dadurch werden vorteilhaft eine exakte Positionierung und spielfreie Befestigung der Brenner 17,18, insbesondere der Brennerdüsen zueinander, erreicht. Der aus dem Brenneraggregat 10 herausragende Brennerteil (Düsenteil) ist gegenüber den bekannten Brenneraggregaten, bei denen der Brenner am Schaft 38, 39 gespannt wird, auf ein Minimum reduziert.

Im Brenneraggregat, und zwar im Brennerblock 11, sind zwei die Düsen 36,37 umfassende Exzenterbuchsen 40 bzw. 41 vorgesehen. Die Düsen sind als Block oder Ringdüsen ausgebildet und weisen eine relativ große Länge (etwa 100 mm) auf. Durch die Länge der Düsen ist es vorteilhaft möglich, die Düsen auf einer großen Länge zu spannen. Die Exzenterbuchsen 40, 41 sind im Brennerblock 11 drehbar gelagert und weisen an der dem Werkstück

19 abgewandten Seite einen Bund 42 bzw. 43 mit Stiftlöchern 42' bzw. 43' auf.

Durch die drehbare Lagerung wird es vorteilhaft möglich, eine in die Exzenterbuchse geschobene Brennerdüse derart zu verdrehen, daß bei gleichbleibenden Flankenwinkeln 47,48 die beiden Schneidsauerstoffstrahler gegeneinander verschoben werden können, um Fertigungstoleranzen der Aufnahmebohrungen 49, 50 im Brennerblock 11 und den Schneiddüsen 36, 37 auszugleichen.

Wie aus F i g. 3 hervorgeht, weisen sowohl die Exzenterbuchse 40,41 als auch deren Aufnahmebohrung 49, 50 im Brennerblock 11 einen Längsschlitz 51 bzw. 52 auf. Bevorzugt sind in der Exzenterbuchse mehrere, beispielsweise drei Längsschlitze 51 vorgesehen. Dadurch wird es vorteilhaft möglich, daß Exzenterbuchse 40 bzw. 41 und die entsprechende Brennerdüse 36 bzw. 37 mittels einer einzigen Schraubverbindung 26 festklemmbar sind.

Im Brenneraggregat 10 sind ferner Kühlmittelkanäle 53 vorgesehen, die über Leitungen 54,55 mit einer nicht näher dargestellten Kühlmittelversorgungseinrichtung in Verbindung stehen. Durch das Kühlmittel, beispielsweise Wasser, Luft, öl od. dgl., wird erreicht, daß der Brennerblock 11 und die Düsen 36,37 ausreichend gekühlt werden und somit die Standzeit dieser Bauteile erhöht wird.

Wie aus F i g. 1 und 2 zu entnehmen ist, ist die Gleitkufe 20, in Schnittrichtung F gesehen, unmittelbar vor den Brennerdüsen 36, 37 angeordnet, und zwar beträgt der Abstand 65 zwischen Gleitkufe 20 und Düse 36 etwa 40 mm und der Abstand 66 zwischen Gleitkufe 20 und Düse 37 etwa 25 mm.

Darüber hinaus ist bevorzugt, insbesondere bei Brenneraggregaten mit mehreren Schneidbrennern, die Gleitkufe 20 zwischen den Düsen 36 und 37 an-

5 6

geordnet, und zwar beträgt der Abstand 66 zwischen Schrägschnitte 56 und 57 weisen demzufolge beim

Kufe 20/Düse 36 etwa 20 mm und der Abstand 67 Abstand 60 und dem Flankenwinkel nur geringe

Kufe 20/Düse 37 etwa 5 mm. Toleranzen auf.

Durch diese Anordnung wird erreicht, daß trotz Um zu verhindern, daß am Schnittende, wenn die einer auftretenden Änderung der Werkstückober- 5 Gleitkufe die Werkstückoberfläche verläßt, die fläche im Schneidbereich der Abstand zwischen den Brenner plötzlich abgesenkt werden, ist den Kugel-Schneiddüsen 36 und 37 von der Werkstückober- Stabführungen 14, 15 vorteilhaft eine Blockierfläche konstant bleibt. einrichtung 70 zugeordnet. Die Blockiereinrichtung

Beim Ausführungsbeispiel ist die Schneiddüse 36 besteht beispielsweise aus einer mittels Druckes

in einem Düsenanstellwinkel von 10° und die io (Feder, Preßluft) an die Kugelstabführung anpreß-

Schneiddüse 37 in einem DüsenansteUwinkel von baren Membran 71.

25° zur Senkrechten geneigt im Brennerblock 11 an- Diese Blockiereinrichtung ist auch vorteilhaft beim

geordnet. Mittels der Düsen 36, 37 werden zwei Einstellvorgang anwendbar, wenn ein Blech gleich-

Schrägschnitte 56 bzw. 57 an einem Werkstück 19, zeitig an zwei Seiten mit einer Kantenvorbereitung

in vorliegendem Fall einem Schiffspaneelblech mit 15 versehen werden soll und die Brenneraggregate nach-

einer Stärke zwischen etwa 8 und 45 mm, ausgeführt, einander in einen bestimmten Abstand zur Werk-

und zwar als Kantenvorbereitung für eine X-Schweiß- stückoberfläche eingestellt werden. In diesem Fall

naht. Mit 58 ist der weggeschnittene Blechstreifen wird zuerst das eine Brenneraggregat eingestellt und

bezeichnet. in der eingestellten Position fixiert. Danach kann

Wie eingangs ausgeführt, ist es besonders wichtig, 20 das zweite Brenneraggregat eingestellt werden, ohne

daß der Schnittpunkt 59 der beiden Schrägschnitte daß das erste bei einem Wegfahren beider Aggregate

56 und 57 in bezug auf seinen Abstand von der — was zum Einstellen erforderlich ist — seine vor-

Werkstückoberfläche 23 und Werkstückunterseite 68 gegebene Lage ändert. Die Betätigung der Blockier-

nahezu konstant bleibt. Vor Schnittbeginn wird des- einrichtung kann manuell oder beispielsweise am

halb in Abhängigkeit von der Blechdicke und dem 25 Schnittende vorteilhaft automatisch über Schalt-

vorbestimmten Abstand 60 des Schnittpunktes von nocken erfolgen.

der Unterseite 68 über die Spindel 27 und die Gleit- Die Erfindung ist besonders vorteilhaft anwendbar kufe 20 der Höhenabstand 61 zwischen Brenner- in einem Mehr-, vorzugsweise Dreibrenneraggregat, block und Oberseite 23 eingestellt. Erfindungsgemäß Es ist jedoch selbstverständlich auch möglich, die ist die Gleitkufe 20 nahe den Schneidbrennern an- 30 erfindungsgemäße Ausbildung in Schweißgeräten mit geordnet und folgt während des Schneidens einer einem bzw. mehreren Schweißbrennern anzuwenden. Linie 62, die parallel zur Schnittoberkante 63 ver- Beim Ausführungsbeispiel ist als Gleitkufe 20 ein läuft. Der Abstand zwischen Linie 62 und Ober- Wolframstift vorgesehen. Es sind aber auch vorteilkante 63 beträgt nur einige Millimeter, beim Aus- haft andere Gleitkufenformen möglich, beispielsführungsbeispiel 5 mm. Durch die nahe Anordnung 35 weise eine Gleitkufenform, die in F i g. 2 gestrichelt der Gleitkufe an die Brenner und die Schnittober- dargestellt ist. Diese Gleitkufe ist vorzugsweise aus kante 63 folgt somit durch die Schneidbrenner un- einem Keramiksintermetall gefertigt und weist eine mittelbar eine Veränderung in der Werkstück- Stärke von etwa 5 mm auf. Befestigt wird die Gleitoberfläche. Der Abstand bleibt konstant, und die kufe mit einer Schraube.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

1 2 stücken, insbesondere Blechen, deren einer Schweiß-Patentansprüche: fugenteil in Überkopfposition, beispielsweise nach dem MIG/MAG-Schweißverfahren, während der

1. Einrichtung zum Brennschneiden mit einem andere Schweißfugenteil von oben, beispielsweise Brenneraggregat, in dem mindestens ein quer zur 5 nach dem Unterpulverschweißverfahren, geschlossen Schnittrichtung neigbarer Schneidbrenner ange- wird (deutsche Patentschrift 1 627 569). Es hat sich ordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß gezeigt, daß für die Uberkopfschweißung eine beder Schneidbrenner (17,18) im Düsenbereich (36, stimmte kritische Schweißbadgröße nicht über-37) im Brenneraggregat (10) befestigt ist. schritten werden soll und es deshalb notwendig ist,

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- ίο die Kantenvorbereitung in einem engen Toleranzkennzeichnet, daß im Brenneraggregat (10) eine bereich (± 0,2 mm) durchzuführen.

die Düsen (36, 37) des Schneidbrenners (17,18) Bisher werden Schweißkantenvorbereitungen mit

umfassende Exzenterbuchse (40,41) angeordnet sogenannten Mehrbrenneraggregaten durchgeführt

ist und daß die Exzenterbuchse (40, 41) und die (s. auch deutsche Auslegeschrift 1552 857). Die

Brennerdüse (36, 37) im Brenneraggregat (10) 15 Mehrbrenneraggregate bestehen meistens aus drei in

festklemmbar sind. einem Brenneraggregat befestigten Brennern. Die

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da- Brenner bestehen aus einem Brennerschaftrohr und durch gekennzeichnet, daß die Exzenterbuchse einer in das Schaftrohr eingeschraubten Brenner-(40,41) im Brenneraggregat (10) drehbar ge- düse. Bei diesen Mehrbrenneraggregaten sind die lagert ist. 20 Brennerschaftrohre mit dem Aggregat verbunden.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 Dies hat den Nachteil, daß der aus dem Brennerbis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl aggregat vorstehende Brennerteil relativ groß ist und Exzenterbuchse (40, 41) als auch deren Auf- geringe Verschiebungen — hervorgerufen beispielsnahmebohrung (49, 50) im Brenneraggregat (10) weise durch Erschütterungen — zwischen Schaftrohr einen Längsschlitz (51 bzw. 52) aufweisen. 25 und Aggregat zu relativ großen Verschiebungen der

5. Einrichtung nach einem der vorstehenden Brennerdüse führen. Weiterhin ist von Nachteil, daß Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Ex- bei einem Düsenwechsel die Richtung des Schneidzenterbuchse (40,41) und Brennerdüse (36,37) sauerstoffstrahls, welche den Flankenwinkel bemittels einer einzigen Schraubverbindung (26) stimmt, verändert ist, und zwar auf Grund des festklemmbar sind. 30 Gewindespiels sowie der Fertigungstoleranzen der

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 Düsen.

bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Brenner- Aufgabe der Erfindung ist es, die Einrichtungen

block (11) Kühlmittelkanäle (53) vorgesehen sind. der eingangs genannten Art zu verbessern und ins-

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 besondere eine Einrichtung zu schaffen, mittels derer bis 6, gekennzeichnet durch die Anwendung in 35 Präzisionsbrennschnitte mit engen Toleranzen hereinem Mehr-, vorzugsweise Dreibrenneraggregat. stellbar sind.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß der Schneidbrenner im Düsenbereich im Brenneraggregat befestigt ist. Dadurch 40 werden vorteilhaft eine exakte Positionierung und spielfreie Befestigung der Brenner, insbesondere der Brennerdüsen, zueinander erreicht. Fertigungstoleranzen in der Verschraubung zwischen Düse und Brennerschaftrohr haben keinen Einfluß mehr auf

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum 45 die Austrittsrichtung des Schneidsauerstoffstrahls Brennschneiden mit einem Brenneraggregat, in dem und bewirken somit keine Veränderung der Flankenmindestens ein quer zur Schnittrichtung neigbarer winkel.

Schneidbrenner angeordnet ist. In vorteilhafter Weiterbildung wird gemäß der

Beim maschinellen Brennschneiden mit ortsfesten Erfindung vorgeschlagen, daß im Brenneraggregat Brennschneidmaschinen ist es wichtig, den Brenner 50 eine die Düse des Schneidbrenners umfassende in einer möglichst gleichbleibenden Position über Exzenterbuchse angeordnet ist und daß ferner die das zu schneidende Werkstück hinwegzuführen, um Exzenterbuchse und die Brennerdüse im Brenner-Präzisionsschnitte (Toleranzen + 0,2 bis 0,5 mm) aggregat festklemmbar sind. Die Exzenterbuchsen herstellen zu können. Insbesondere beim Arbeiten sind vorteilhaft drehbar gelagert. Dies hat den Vormit einem Brenner, der in einem bestimmten Winkel 55 teil, daß der Austrittswinkel des Schneidsauerstoff-(Düsenanstellwinkel nach DIN 2310) zum Werk- Strahls aus der Düse an die Symmetrieachse der stück geneigt ist und mit dem Schrägschnitte zur Düse und der Exzenteraufnahmebohrung angepaßt Schweißkantenvorbereitung (beispielsweise für eine werden kann.

K-, X-, Y-Schweißnaht) ausgeführt werden, ist es Gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung

wichtig, daß der Brenner bezüglich der Winkellage 60 weisen sowohl die Exzenterbuchse als auch deren im Brenneraggregat exakt positioniert ist. Nur dann Aufnahmebohrung im Brenneraggregat mindestens ist gewährleistet, daß beispielsweise beim Brenn- einen Längsschlitz auf. Dadurch wird es vorteilhaft schneiden einer X-Naht-Kantenvorbereitung die möglich, daß Exzenterbuchse und Brennerdüse Flankenwinkel sowie der Schnittpunkt der beiden mittels einer einzigen Schraubverbindung festklemm-Flanken, bezogen auf die Werkstückober- bzw. 65 bar sind.

-unterkante, nicht verändert werden. Im nachstehenden wird die Erfindung an Hand

Von besonderer Bedeutung ist die Genauigkeit eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf

der Brennschnitte zur Kantenvorbereitung bei Werk- die Zeichnung sowie unter Hinweis auf weitere vor-