DE2236821C2 - Einrichtung zum Brennschneiden - Google Patents

Description

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 dar. 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-(Diiscnanstellwinkel 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-Flankcn. bezogen auf die Werkstückober- bzw. 65 bar sind.

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

• Von besonderer Bedeutung ist die Genauigkeit eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf jcr Brennschnitte zur Kantenvorbereitung bei Werk- die Zeichnung sowie unter Hinweis auf weitere vor-

iciihuile Merkmale näher erläutert. In den Zeichnungen veranschaulicht

Fig. I das erfindungr,gemäße Brenneraggregai.

Fig. 2 eine Ansicht gemäß Pfeilrichtung A in Fig. 1,

F i g. 3 eine Ansicht gemäß Pfeilrichtuiig Ii in r ι g. 1,

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

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

In den Figuren ist das Brenneraggregat mit IO bezeichnet. Das Brenneraggregai 10 besteht im wesentlichen aus einem Brennerblock 11, der über cine S !traube 12 schwenkbar (Pfeünchtung D) an einer Halterung 13 befestigt ist. Die Halterung 13 ist mit zwei Kugelstäben 14, IS verbunden. Die Kugelsiäbe 14,15 sind von Federbälgen 14 a und 15 α umgeben (Staubschutz) und in einem schematisch dargestellten und mit 16 bezeichneten Brennerwagen, einer an sich bekannten, nicht näher dargestellten, ortsfesten Brenn'schneidmaschine 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 Fig. 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 sieht mit einem Schlitz 29 in Verbindung, welcher im Zusammenwirken mit einer Schraube 30 eine Klemmverbindung zum Festspannen des Stiftes 20 im Halter 21 bidet (s. Fi g. 5).

An den Zylinder 1*4 ist eine Kühlmittelvcrsorgiingstcitung 31, vorzugsweise Preßluftleitung, angeschlossen. Die zugeführt. Preßluft strömt in den Raum 32 lüid dann über den Hohlraum 32' (Fi g. 4) /wischen dem Zylinderinnenteil 33 und dem Halteraußenrnantcl 34 gegen den Stift 20. Dadurch wird erreicht.

daß der Stjfi 20 ständig von Kühlluft heaulsehlagi und somit die Standzeit des Stilles verhes-.cn wird Bevorzugt ist der Stift im Halter 21 derart befestigt, daß der auf der Werkstückoberfläche 23 anliegende Siiftbercieh 35 etwa unterhalb der AusiriUsölfiuin^ des Hohlraumes 32' liegt. Dadurch ist gewährleistet, daß der am stärksten wärmehelastete Bereich des Stiftes 20 ausreichend gekühlt ist.

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

18 λ 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

a- dem Brenneraggregat 10 herausragende Brennerteil (Düsenteil) ist gegenüber den bekannte-: 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 Fertigungstolcranzen 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 Aufnahme-

»5 bohrung 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 einei einzigen Schraubverbindung 26 festklemmbar sind Im Brenneraggregat 10 sind ferner Kühlmittel-

kanäle 53 vorgesehen, die über Leitungen 54.5f mii einer nirht näher dargestellten Kühlmittel sersorgungsJnrichtung in Verbindung stehen. Durcl das Kühlmittel, beispielsweise Wasser. Luft. Ö od. dgl., wird erreicht, daß der Brennerblock 11 um die Düsen 36.37 ausreichend gekühlt werden um somit die Standzeit dieser Bauteile erhöht wird.

Wie aus F i g. 1 und 2 /u entnehmen ist. ist di> Gleitkufe 20. in Schnittrichtung F gesehen, unmittel bar vor den Brennerdüsen 36. 37 angeordnet, um /war beträgt c'er Abstand 65 zwischen Gh i'kufe 21 und Düse 36 etwa 40 mm und der Abstand 66 /ui sehen Gleitkufe 20 und Düse 37 etwa 25 mm.

Darüber hinaus ist bevorzugt, insbesondere bi Brenneratigregaten mil mehreren Schneidbrennen die Gleitkufe 20 zwischen den Düsen 36 und 37 ar

iieoriliiet. und /war betrügt der Abstand 66 zwischen Knie 20 Düse 36 etwa 20 mm und der Abstand 67 Kufe 20 Düse 37 etwa 5 mm.

Durch diese Anordnung wird erreicht, daß UoV/. einer auftretenden Änderung der Werkstückober-Hache im Schneidbereich der Abstand /wischen den Schneiddüsen 36 und 37 von der Werkstückoberllache konstant bleibt.

Beim Ausführungsbeispiel ist die Schneiddüse 36 in einem Düsenanstellwinkel von K) und die Schneiddüse 37 in einem Düsenanstcllwinkcl von 25 /ur Senkrechten geneigt im Brennerbloek 11 angeordnet. Mittels der Düsen 36. 37 werden zwei Sehriigsehnilte 56 bzw. 57 an einem Werkstück 19. in vorliegendem Fall einem SchilTspaneelblech mit einer Starke zwischen etwa S und 45 mm. ausgeführt. uihI /war als Kantenvorbereilung für eine X-Schweißnaht. Mit 58 ist der weggeschnittene Blechstreifen bezeichnet.

Wie eingangs ausgeführt, ist es besonders wichtig. Juli der Schnittpunkt 59 der beiden Schrägschnilte 56 und 57 in bezug auf seinen Abstand von der WerkMückoberfläche 23 und Werkstückunterseite 68 nahezu konstant bleibt. Vor Schnittbeginn wird deshalb in Abhängigkei: von der Blechdicke und dem \01 bestimmten Abstand 60 des Schnittpunktes von der Unterseite 68 über die Spindel 27 und die Gleitkufe 211 der Höhenabstand 61 zwischen Brennerblock und Oberseite 23 eingestellt. Erfindungsgemäß iM die Gleitkufe 20 nahe den Schneidbrennern angeordnet und folgt während des Schneidens einer Linie 62. die parallel zur Schnittoberkantc 63 scrläuft. Der Abstand zwischen Linie 62 und Oberkante 63 beträgt nur einige Millimeter, beim Ausführungsbeispiel 5 mm. Durch die nahe Anordnung der Gleitkufe an die Brenner und die Schnittoberkante 63 folgt somit durch die Schneidbrenner immittelbar eine Veränderung in der Werkstückoberfläehe. Der Abstand bleibt konstant, und die Schiägschnitte 56 und 57 weisen demzufolge beim Abstand 60 und dem Flankenwinkcl nur geringe Toleranzen auf.

Um zu verhindern, daß am Schnittende, wenn die Gleitkufe die Werkstückoberfläche verlaßt, die Brenner plötzlich abgesenkt werden, ist den Kugel-Stabführungen 14. 15 vorteilhaft eine Blockiereinrichtung 70 zugeordnet. Die Blockiereinrichtung besteht beispielsweise aus einer mittels Druckes (Feder. Preßluft) an die Kugelstabführung anpreßbaren Membran 71.

Diese Blockiereinrichtung isl auch vorteilhaft beim

Linstellvorgang anwendbar, wenn ein Blech gleichzeitig an zwei Seiten mit einer Kanlenvorbercitimg versehen werden soll und die Brenncraggregate nacheinander in einen bestimmten Abstand zur Werk-Stückoberfläche eingestellt werden. In diesem Fall wird zuerst das eine Brenneraggregat eingestellt und

in der eingestellten Position fixiert. Danach kann das zweite Brcnneraggrcgat eingestellt werden, ohne

daß das erste bei einem Wegfahren beider Aggregate — was zum Hinstellen erforderlich ist — seine voigegebene I.age ändert. Die Betätigung der Blockier-

einrichtung kann manuell oder beispielsweise am

Schnittende vorteilhaft automatisch über Schaltnocken erfolgen.

Die Lriindung ist besonders vorteilhaft anwendbar in einem Mehr-, vorzugsweise Dreibrenneraecregat Ls ist jedoch selbstverständlich auch möglich, die erfindungsgemälte Ausbildung in Schweißgeräten mit einem bzw. mehreren Schweißbrennern anzuwenden Beim Ausführungsbeispiel ist als Gleitkufe 20 ein Wolframstift vorgesehen. Es sind aber auch vorteilhaft andere Gleitkufenformen möglich, bcispicK-weise eine Gleitkufenform, die in F i g. 2 gestrichelt dargestellt ist. Diese Gleitkufe ist vorzugsweise aueinem Keramiksintermctall gefertigt und weist eine Stärke von etwa 5 mm auf. Befestigt wird die Gleitkufe mit einer Schraube.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

rücken, insbesondere Blechen, deren einer Schweiß Patentansprüche: iiüjemei! in ÜberkGpfposition, beispielsweise nncl dem MJG/MAG-Schweißverfahren, während de

1. Einrichtung zum Brennschneiden mit einem andere Schweißfugenteil von oben, beispielsweise Brenneraggregat, in dem mindestens ein quer zur 5 nach dem Unterpulverschweißverfabren, geschlossei Schnittrichtung neigbarer Schneidbrenner ange- wird (deutsche Patentschrift 1 627 569). Es hat siel ordnet ist, dadurchgekennzeichnet, daß gezeigt, daß für die Überkopfschweäßung eine be der Schneidbrenner (17,18) im Düsenbereich (36, stimmte kritische Schweißbndgröße nicht über 37) im Brenneraggregat (10) befestigt ist. schritten werden soil und es deshalb notwendig ist

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

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

umfassende Exzenterbuchse (40,41) angeordnet sogenannten Mehrbrenneraggregaten durchgefuhn

ist und daß die Exzenterbuchse (40, 41) und die (s.~ auch deutsche Auslegeschrift 1 552 857). 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. as 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 SchneidzenterbuJiss (40,41) und Brennerdüse (36,37) sauerstoffstrahls, welche den Flankenwinkel bemittels einer einzigen Schraubverbindung (26) stimmt, verändert ist. und zwar auf Grund des festkleminbar sind. 30 Gewindespiels sowie der Fertigungstoleranzen der

6. Einrichtung nach/ ei em der Ansprüche I 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