DE2255248C3 - Brennschneidmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennschneidmaschine

für eine Bearbeitung von Stahlbaukonstruktionen mit einem in einer ersten Richtung bewegbaren Wagen sowie mit einem Brennerkopf, welcher einen Schneidbrenner enthält, der sich in eine zweite Richtung senkrecht zu der ersten Richtung erstreckt und um eine Welle drehbar ist, welche sich in die zweite Richtung erstreckt.

Wenn alle Einzelteile der Baukonstruktion von Anfang an ohne jede Abmessungsabweichungen hergestellt werden könnten, und wenn diese zu der Baukonstruktion ohne jede Zusammenbauabweichungen zusammengebaut werden könnten, würde die zusammengebaute Baukonstruktion eine vorbestimmte Abmessung und Form ohne zusätzliche Bearbeitung aufweisen. Herstellungsbedingt jedoch können die Einzelteile nicht ohne Abmessungsabweichungen hergestellt werden. Nur wenn ganz enge Dimensionstoleranzen angenommen werden, kann die Durchführung jeder Nachbearbeitung nach der zusammengefügten Baukonstruktion vermieden werden. Bei solch engen Toleranzen für die Einzelteile entstehen bei der Herstellung extrem hohe Kosten. Weiterhin treten beim Verschweißen der Einzelteile zu der Baukonstruktion unvermeidlich infolge der Beanspruchungen beim Schweißen Zusammenbauabweichungen auf.

Deshalb muß nach dem Zusammenbau der Einzelteile die Baukonstruktion zum Schluß immer noch auf die erforderlichen Abmessungen und Form bearbeitet werden.

Gemäß der USA.-Patentschrift .1228 671 ist eine automatische Brennschneidmaschine bekannt. Diese Brennschneidmaschine enthält einen Wagen, der von einem Servomotor in eine erste horizontale Richtung bewegt wird. Auf dem Wagen ist ein weiterer Wagen

befestigt, der von einem Servomotor in eine zweite horizontale Richtung, senkrecht zur ersten horizontalen Richtung bewegt werden kann. Ein nach unten gerichteter Schneidbrenner kann um eine vertikale Achse mittels eines auf dem Wagen befestigten Servomotors gedreht werden. Des weiteren sind Steuereinrichtungen vorgesehen, welche die Geschwindigkeit der Servomotoren steuern. Bei dieser bekannten Brennschneidmaschine ist es möglich, eine Bewegung des Schneidbrenners längs eines vorbestimmten Weges in einer Ebene parallel zu der ersten und zweiten horizontalen Richtung unter der Steuerung der von dem Aufzeichnungsträger gegebenen Steuersignale zu bewirken, so daß eine automatische Durchtrennung der Baukonstruktion mittels eines Gasschneidvorganges bewirkt wird. Dort, wo es jedoch notwendig ist, durch Brennschneiden eine Baukonstruktion genau längs ihrer äußeren Oberfläche zu trennen, muß der Schneidbrenner immer im gleichen Abstand von jeglichem Teil der äußeren Oberfläche gehalten und parallel zu dieser mit einer konstanten Geschwindigkeit bewegt werden. Die äußere Oberfläche von groben Baukonstruktionen weist jedoch bemerkenswert unterschiedliche Gestalten und Krümmungen auf. Hierdurch kommt es, daß die Konturen der meisten Baukonstruktionen von den programmierten Konturen abweichen, die vorher in einem Aufzeichnungsträger gespeichert sind. Wenn daher eine zusammengesetzte Baukonstruktion exakt längs ihrer äußeren Oberfläche zerschnitten werden soll, müßten die geradlinigen Bewegungen und die Drehbewegung des Schneidbrenners bei der obenerwähnten herkömmlichen Brennschneidmaschine derart ausgeglichen werden, daß sich der Schneidbrenner jeweils in gleichem Abstand von irgendeinem Teil der äußeren Oberfläche befindet und mit konstanter Geschwindigkeit an dieser entlangläuft. Die bekannte Brennschneidmaschine weist jedoch keine Fühleinrichtung für eine Korrektur der Bewegung auf, so daß der Schneidbrenner nicht in der Lage ist, eine derartige Korrektur durchzuführen.

Weiterhin sind gemäß der USA.-Patentsehriften 3 443 732 und 3469068 automatische Brennschneidmaschinen für thermisches Zerschneiden von Baukonstruktionen bekannt. Diese Brennschneidmaschine weist einen Wagen, der auf einem weiteren Wagen läuft, einen Brenner, der so an dem ersten Wage η angebracht ist, daß dieser senkrecht auf die Oberfläche einer /u zerschneidenden Baukonstruktion gerichtet ist, und einen Betätigungsarm für die Bewegung des Brenners senkrecht zu dem zweiten Wagen auf, wobei dadurch ermöglicht wird, daß sich die Spitze des Brenners mit einer konstanten Geschwindigkeit entlang der Oberfläche der zu zerschneidenden Baukonstruktion bewegt. Bei dieser bekannten automatischen Brennschneidmaschine wird die axiale Bewegung des Betätigungsarmes dadurch ausgeführt, daß der Abstand zwischen der Oberfläche der zu zerschneidenden Baukonstruktion und dem Drchmittclpunkl des Brenners bestimmt wird. Offensichtlich ist die zu zerschneidende Oberfläche unstetig, und der Abstand zwischen dieser Oberflaehe und dem Drchntittelpunkt kann nicht exakt bestimmt werden. Dadurch ist es schwierig, eine exakte Geschwindigkeit des ersten Wagens entlang ties zweiten Wagens zu erzielen, d.h. die Gcschwiniligkeitskomponenti· des Brenners entlang des zweiten Wagens, eine exakte- Axialgeschwindigkeit des Betätigungsarms, d.h. die Geschwindigkeitskomponente des Brenners entlang der Achse des Betätigungsarmes und eine exakte Neigung des Brenners in bezug auf die Oberfläche der zu zerschneidenden Baukonstruk-

s tion. Weiterhin muß eine elektrische Bestimmungseinrichtung verwendet werden, urn die Neigung des Brennerkopfes zu bestimmen und den Brenner senkrecht auf die Oberfläche zu richten.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfin-

dung, eine Biennschneidmaschine so auszubilden, daß es ermöglicht wird, einen Schneidbrenner senkrecht auf die Oberfläche einer zu zerschneidenden Baukonstruktion zu richten, und im gleichmäßigen Abstand von dieser gehalten wird, so daß der Brennerkopf mit

einer konstanten Geschwindigkeit längs der Oberfläche bewegt wird, ohne daß die Bewegung durch den Schneidvorgang gestört wird, und ohne daß eine elektrische Bestimmungseinrichtung für die Drehbewegung des Brenners benötigt wird, wobei dadurch eine

ao exakte Fuge an der Baukonstruktion gebildet wird. Erfindungsgemäß wird dies durch eine Brennschneidmaschine für eine Bearbeitung von Stahlkonstruktionen mit einem in einer ersten Richtung bewegbaren Wagen sowie mit einem Brennerkopf,

»5 welcher einen Schneidbrenner enthält, der sich in eine zweite Richtung senkrecht zu der ersten Richtung erstreckt und um eine Welle drehbar ist, welche sich in die zweite Richtung erstreckt, die gekennzeichnet ist durch eine Fühleinrichtung, welche an einer paral-

IeI zu der obengenannten Welle verlaufenden Welle befestigt ist, um einen äußeren Umfang der Stahlbaukonstruktion wesentlich parallel zu einer zu durchschneidenden Oberfläche derselben mittels Detektoreinrichtungen abzutasten, welche an der Fühleinrich-

tung vorgesehen sind, sowie durch eine Steuereinrichtung.

Die Fühleinrichtung ist so ausgebildet, daß der äußere Umfang der Stahlbaukonstruktion wesentlich parallel zu einer zu zerschneidenden Oberfläche der-

selben ist, und daß der Schneidbrenner über die beiden Wellen senkrecht auf die zu zerschneidende Oberfläche gerichtet ist. Die Steuereinrichtung ist vorgesehen, um den Wagen in die erste Richtung und den Brennerkopf in die dritte Richtung mit der Ge-

schwindigkeit des Schneidbrenners zu bewegen, die mit den Sinus- und Kosinuskomponenten der Neigung des Schneidbrenners entsprechend multipliziert sind. Die Fühleinrichtung enthält eine Kolben-Zylinder-Anordnung, welche einen gekrümmt verlaufen-

den Zylinder aufweist, und mit dem äußeren Umfang der Baukonstruktion durch die Betätigung eines gekrümmt verlaufenden Kolbens in Berührung ist, der in den Zylinder auf solche Weise eingefügt ist, daß der Schneidbrenner senkrecht zu der zu schneidenden

Oberfläche gerichtet ist.

Die Fühleinrichtung kanr. ein Plattenorgan enthalten, welches eine Armplatte enthält. Das Plattenorgan kann mit einem Differentialtransformator versehen sein, der entsprechend der Verschiebung eines Stiftes

davon betätigt wird, der die äußere Umfangsfläche der Baukonstruktion berührt, und die Steuereinrichtung kann einen Verstärker zur Verstärkung der von dem Transformator erzeugten Differenzenspannung enthalten.

Die Steuereinrichtung kann ebenfalls eine Drehmcldceinrichtiing aufweisen, die die Geschwindigkeit iIl-s Wagens in die erste Richtung und die Geschwindigkeit ile»: Hi nnerkopfes in dei dritten Riduuiu

entsprechend der Neigung des Schneidbrenners steuert.

An der Welle der Drehmeldeeinrichtung kann ein Drehteil angebracht sein, mit dem der Brennerkopf fest verbunden ist, so daß der Brennerkopf um die drehbare Welle gedreht wird. Das Drehteil kann ein verschiebbares Teil tragen, welches in einer Richtung verschiebbar ist, in die der Schneidbrenner zeigt. Das verschiebbare Teil erleichtert die Einstellung des Abstandes zwischen dem Schneidbrenner und der Oberfläche der zu zerschneidenden Baukonstruktion.

Ein weiterer Brennerkopf des einen Schneidbrenners, der senkrecht zu dem ersten Schneidbrenner ars geordnet ist, kann an dem verschiebbaren Teil zum Zerschneiden der Versteifungen der Baukonstruktion vorgesehen sein.

Jeder der beiden Brennerköpfe kann einen Kantenvorbereitungsbrenner aufweisen, dessen Achse in einer Ebene parallel zu der zweiten Richtung verläuft und die Achsen der entsprechenden Schneidbrenner enthält. Der Kantenvorbereitungsbrenner kann an dem abgeschnittenen Abschnitt der äußeren Oberfläche der Baukonstruktion und der Versteifungen gleichzeitig eine Kante bilden, wenn der Abschnitt thermisch abgeschnitten wird.

Jeder der Brennerköpfe kann mit einem Differen tialtransformator versehen sein, welcher ermöglicht, daß der Abstand zwischen der zu zerschneidenden Oberfläche und dem entsprechenden Schneidbrenner und der Abstand zwischen den Versteifungen und dem entsprechenden Schneidbrenner selbst dann konstant gehalten wird, wenn die zu schneidende Oberfläche nicht exakt parallel zu der äußeren Umfangslinie der Baukonstruktion und/oder die Versteifungen nicht exakt senkrecht zu der äußeren Umfangslinie sind.

Jeder der Brennerköpfe kann mit einer Kolben-Zylinder-Anordnung verbunden sein, die in der zweiten Richtung hin und her bewegbar ist, so daß die Stellung der Brennerköpfe in bezug auf die Oberfläche der zu schneidenden Baukonstruktion und der Versteifungen eingestellt werden kann.

Ein Ständer, welcher gewöhnlich in die dritte Richtung verläuft, kann an dem unteren Ende schwenkbar am Wagen angebracht sein. Bei dieser Anordnung trägt die Steuereinrichtung die Brenner, die Fühleinrichtung und Drehmeldeeinrichtung, und sind an dem Ständer bewegbar angebracht, wodurch ermöglicht wird, daß die Stellungen der Brenner in der dritten Richtung in bezug auf die zu schneidende Oberfläche und die Versteifungen ausgerichtet werden.

Ein Hydraulikzylinder kann zwischen dem Ständer und dem Wagen so angebracht sein, daß der Ständer in einer Ebene senkrecht zu der zweiten und dritten Richtung geneigt werden kann, wodurch ermöglicht wird, daß die Versteifung in einem an die vertikale Linie angrenzenden Winkel geschnitten wird.

Im folgenden soll die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert werden.

Fig. 1 zeigt schematisch eine perspektivische Ansicht einer Brennschneidmaschine gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 zeigt einen Aufriß eines Brennerkopfs, der in der Brennschneidmaschine der Fig. 1 enthalten ist;

Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt einer gebogenen Kolben-Zylinderanordnung und einen Aufriß eines Fühlers;

Fig. 4 ist eine Draufsicht auf den Fühler (lei F ig. 3:

Fig. 5 ist ein Blockschaltungsdiagramm einer Steuereinrichtung zum Schneiden einer Platte einer Schiffskörperkonstruktion, bei der der Fühler der Führungsflache der Schiffskörperkonstruktion folgt; Fig. 6 ist eine konkrete Schaltungsanordnung der Drehmelder und Addierschaltungen der Fig. 5;

Fig. 7 zeigt, wie sich der Fühler längs der Führungsflache der Schiffskörperkonstruktion bewegt; Fi g. 8 ist ein Vectordiagramm zur Erläuterung der

ίο Fig. 7;

Fig. 9 zeigt die Wirkungsweise der Kolben-Zylinder-Anordnung der Fig. 3;

Fig. 10 ist eine Vectordarstellung der Geschwindigkeit, mit der sich der Brennerkopf beim Schneiden

»5 einer Versteifung bewegt;

Fig. 11 zeigt, wie der Brennerkopf in seiner Lage eingestellt wird, um eine Platte zu schneiden;

Fig. 12 zeigt eine Steuereinrichtung zur Durchführung der Einstellung der Fig. 11;

»ο Fig. 13 zeigt, wie der Brennerkopf in seiner Stellung eingestellt wird, um eine Versteifung zu schneiden;

Fig. 14 ist ein Blockschaltungsdiagramm einer Steuereinrichtung zum Schneiden der Versteifung;

³S F i g. 15 zeigt, wie eine Versteifung schräg geschnitten wird, indem der Ständer geneigt wird.

Es soll nun ein rechtwinkliges Koordinatensystem angenommen werden, bei dem die X- und Z-Achsen in einer waagerechten Ebene und die V-Achse in einer vertikalen Ebene liegen.

Ein Wagen 11 trägt die gesamte Brennschneidmaschine gemäß der Erfindung und läuft auf Schienen 12, die parallel zu der ΛΓ-Achse oder einer Achse längs einer ersten Richtung gelegt sind. Der Wagen 11 be-

wegt sich mit Hilfe eines Servomotors 13, der auf ihm angebracht ist, iiind einer geeigneten Antriebsübertragungseinrichtung 14, die als eine einfache Anordnung aus einer Zahnleiste 146, die parallel zu den Schienen 12 gelegt ist, und einem Ritzel 14a, das durch den Servomotor 13 in Eingriff mit der Zahnleiste 146 gedreht wird, dargestellt ist. Die Antriebsübertragungseinrichtung 14 kann jedoch irgendeine andere geeignete Einrichtung sein. Der Ständer 17 ist an seinem unteren Teil schwenkbar an dem Wagen 11 mit Hilfe

einer Achse 16 angebracht, so daß er in einer Ebene senkrecht zu der ^f-Z-Ebene drehbar ist. Ein Ständer 17 verläuft normalerweise in vertikaler Richtung längs der Y- Achse oder einer Achse in einer zweiten Richtung, kann jedoch erforderlichenfalls von dieser verti- kalen Stellung in einem gewünschten Ausmaße durch eine hydraulische Zylindereinrichtung 18 gekippt werden, die zwischen dem Wagen 11 und dem Ständer 17 angebracht ist.

Ein Steuerkasten 19 ist in vertikaler Richtung mit

Hilfe eines Servomotors 20 in diesem Kasten 19 längs des Ständers 17 gleitfähig angebracht. An dem Ständer 17 ist in seiner Längsrichtung eine Zahnleiste 21 angebracht, mit der ein durch diesen Servomotor 20 angetriebenes Ritzel 22 in Eingriff ist. Eine Betäti-

gung dieses Motors 20 bewirkt, daß der Steuerkasten 19 sich in vertikaler Richtung längs des Ständers 17 durch die gemeinsame Wirkung der Zahnleiste 21 und des Ritzels 22 bewegt

Eine erste Welle 23 wird an ihrem vorderen Teil

durch den Steuerkasten 19 getragen und ist an ihrem hinteren Teil so angeordnet, daß sie parallel mit der Z-Achse oder einer dritten Richtung verläuft. Der Steuerkasten 19 enthält einen weiteren S

24. Ein an diesem Servomotor 24 angebrachtes Zahnrad 25 steht mit einem Zahnrad 26 in Eingriff, das an dem vorderen Ende der ersten Welle 23 angebracht ist. An dem hinteren Ende der ersten Welle 23 ist ein Ende der später beschriebenen, gebogenen KoI-ben-Zylinder-Änordnung befestigt.

Von dem Steuerkasten 19 nach hinten erstreckt sich eine zweite Welle 28 parallel mit der ersten Welle 23. Der vordere Teil der zweiten Welle 28 wird durch den Steuerkasten 19 gehalten, wobei auf das Ende dieses vorderen Teils ein Zahnrad 29 aufgepaßt ist, das mit dem Zahnrad 26 über ein Zwischenzahnrad 30 in Eingriff steht. Wenn die erste Welle 23 durch den Servomotor 24 gedreht wird, wird die zweite Welle 28 in der gleichen Richtung und um denselben »5 Winkel wie die erste Welle 23 durch die gemeinsame Wirkung der Zahnräder 26, 30 und 29 gedreht.

An dem hinteren Ende der zweiten Welle 28 ist ein Drehteil 31 befestigt, das mit dieser drehbar aus gebildet ist. Auf der Rückseite des Drehteils 31 ist ein gleitfähiges Teil 32 vorgesehen, welches in dem Zustand der Fig. 1 in vertikaler Richtung durch eine Schwalbenschwanzverbindung mit dem Drehteil 31 gleiten kann. An einer Seite des gleitfähigen Teils 32 ist eine Zahnleiste 33 parallel zu der Richtung ange- ^a5 bracht, in der das gleitfähige Teil 32 gleitet. Ein Servomotor 35, der an dem Drehteil 31 befestigt ist, treibt das gleitfähige Teil 32 über ein Zahnrad 34 und die mit diesem kämmende Zahnleiste 33 an.

An dem gleitfähigen Teil 32 sind die Zylinder 36a und 37a von zwei Kolben-Zylinder-Anordnungen 36 und 37 befestigt. Die Kolben 36b und 37 b dieser Anordnungen 36 und 37 können durch diese Zylinder 36a und 37a längs der Z-Achse hin und her bewegt werden. An den freien Enden der Kolben 365 und 37b sind ein erster und ein zweiter Brennerkopf 38 bzw. 39 befestigt. Wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist, ist der erste Brennerkopf 38 mit einem ersten Schneidbrenner 40, einem ersten Kantenvorbereitungsbrenner 41 und einem Differentialtransformator *o 42 zur Korrektur der Stellung der Düse 40a des Schneidbrenners 40 versehen. Die Düse 40a des ersten Schneidbrenners 40 ist parallel zu der Richtung angeordnet, in der sich das gleitfähige Teil 32 bewegt, während die Düse 41a des ersten Kar.tenvorbereitungsbrenners 41 gegen die Düse 40a des ersten Schneidbrenners 40 um einen vorbestimmten Winkel für die Kantenvorbereitung geneigt ist. Die Achsen des Differentialtransformators 42 und der Düsen 40a und 41a sind in einer Ebene parallel zu der Z-Achse angeordnet. Der Differentialtransformator 42 besitzt einen Stift 42a, der in derselben Richtung wie die Düse 4Oo vorsteht und parallel zu der Achse der Düse 40a bewegbar ist. Die Achsen der Düsen 40a, 41a und des Stiftes 42a liegen in einer Ebene.

Der zweite Brennerkopf 39 besitzt einen zweiten Schneidbrenner 43 mit einer Düse 43a, einen zweiten Kantenvorbereitungsbrenner 44 mit einer Düse 44a und einen Differential-Transformator 45 mit einem Nadelstift 45a. Die Anordnung des zweiten Schneidbrenners 43, des zweiten Kantenvorbereitungsbrenners 44 und des Stiftes 45 a an dem zweiten Brennerkopf 39 ist dieselbe wie bei dem ersten Brennerkopf 38. Der einzige Unterschied ist, daß diese genannten Bauteile an dem zweiten Brennerkopf 39 um 90° im Uhrzeigersinn in bezug auf die Bauteile an dem ersten Brennerkopf 38 gedreht sind.

Der Steuerkasten 19 enthält weiter einen ersten und einen zweiten Drehmelder 46 und 47. Der erste Drehmelder 46 wird durch ein Zahnrad 48 gedreht, das mit dem Zahnrad 26 in Eingriff steht, und der zweite Drehmelder 47 wird durch die Zahnräder 2d, 25 und 49 gedreht. Obwohl die Zahnräder 22, ;2£i, 26, 29,30,34, 48 und 49 jeweils in Form eines einzigen Zahnrads dargestellt sind, kann selbstverständlich jedes von ihnen in bekannter Weise aus einer Kombination von Zahnrädern bestehen, um ein gewünschtes Drehzahluntersetzungsverhältnis und eine gewünschte Drehrichtung zu erhalten.

Die in Fig. 3 dargestellte Kolben-Zylinder-Anordnung27 besitzt einen gebogenen Zylinder 51, dessen Mittelpunkt Co_[t auf der Mittelachse X_x-X^ de:r Welle 23 liegt. An dem Endteil 51a des Zylinders 51, der mit der Welle 23 verbunden ist, ist ein Lufteirilaß 52 vorgesehen, um komprimierte Luft in eine Zylinderkammer 55 zu leiten, die in dem Zylinder 51 gebildet wird. Die Seitenwand dieses Endteils 51a des Zylinders 51, die sich angrenzend an den Lufteinlaß befindet, ist von einem Luftdurchlaß 53 durchbohrt. An dem Endteil 51a ist weiter ein Überdruckventil 54 vorgesehen, das mit der Zylinderkammer 55 über diesen Luftdurchlaß 53 in Verbindung steht, wodurch der Luftdruck in der Zylinderkammer 55 auf einer festen Höhe von z. B. 4 kg/cm^: gehalten wird. In den Zylinder 51 ist ein Kolben 56 mit einem gebogenen Längsschnitt eingesetzt. Dieser Kolben 56 ist so konstruiert, daß er sich um eine Achse XyX^ (Fig. i) dreht, die durch den Mittelpunkt C₀ und senkrecht zu einer Ebene verläuft, die durch eine Kurve X₂-X₂, die durch den Mittelpunkt des senkrechten Querschnitts des Kolbens 56 verläuft, festgelegt ist.

Wie in den Fig. 1, 3 und 4 gezeigt ist, besitzt ein Fühler 57 zwei Amiplatten 57a und 57b, die einander rechtwinklig schneiden und insgesamt eine L-förmi&e Platte bilden. An dem Drehpunkt des Fühlers 57 ist ein fester Kontakt 58 vorgesehen. Die freien Endteile der Armplatten 57a und 57 b sind mit Differential-Transformatoren 59 bzw. 60 versehen. Stifte 59a und 60a sind mit den nicht gezeigten Kernen der Differential-Transformatoren 59 und 60 verbunden und ragen in vertikaler Richtung von der oberen Oberfläche des Fühlers 57 vor. Wenn die Spitzen der Stifte 59a und 60a auf einer imaginären Ebene A sind (deren Schnitt in Fig. 3 durch /1,-/4, angezeigt ist), die parallel zu der oberen Oberfläche des Fühlers 57 ist und diie Spitze des festen Kontakts 58 einschließt, sind die !Differential-Transformatoren 59 und 60 so ausgelegt, daß sie Null-Signale erzeugen. Wenn sich die Sptoe der Nadel 59a über die Ebene A erhebt, erzeugt dei Differential-Transformator 59 ein positives Signal das dem MaBe entspricht, in welchem die Spitze dci Nadel 59a über die Fühler 57 gebracht wird, d. h. vor der Ebene A zurückgezogen wird, sendet der Differential-Transformator 59 ein negatives Signal aus,, da; dem Maß dieser Zurückziehung entspricht. Der an dere Differential-Transformator 60 erzeugt Signale iir umgekehrter Weise wie im vorhergehenden Fall.

Ein Ende 56a des gebogenen Kolbens 56 ragt vor dem freien Ende des Zylinders 51 vor. An der Endflä ehe dieses freien Endes 56a ist der mittlere Teil de Armplatte 57a des Fühlers 57 so befestigt, daß du Ebene A die Achse X₃-X₃ einschließt und die Arm platte 57a des Fühlers 57 parallel zu der Achse X₁-X ist. Wird eine Ebene senkrecht zu der Achse Χ_λ-Χ mit B bezeichnet (ihr Schnitt ist in Fig. 4 mit B₁-J? bezeichnet), dann ist die pneumalische Kolben-Zylim

der-Anordnung 27, das Drehteil 31 und das gleitfähige Teil 32 so angeordnet, daß die Gleitrichtung des gleitfähigen Teils 32, d. h. eine vierte Richtung, parallel zu dieser Ebene B verläuft. Dementsprechend befindet sich die Düse 40a des ersten Schneidbrenners 40 des ersten Brennerkopfes 38 stets in einer Lage senkrecht zu der Ebene A, und die Düse des zweiten Brennerkopfes 39 ist parallel zu der Ebene A angeordnet.

Bei der beschriebenen Ausführungsiorrn ist eine Schiffskörperkonstruktion 61, die teilweise in Fig. 1 gezeigt ist, als thermisch zu schneidende Baukonstruktion gewählt. Diese Schiffskörperkonstruktion 61 besteht aus einer Beplattung 62,Versteifungen 63, die im wesentlichen rechtwinklig zu dieser stehen, und einem Blech 64 oder eine zu schneidende Oberfläche, die durch diese Versteifungen 63 getragen wird und im wesentlichen parallel zu der Beplattung 62 angeordnet ist.

In Fig. 5 ist das Blockschaltungsdiagramm für die Steuereinrichtung für die Brennschneidmaschine gezeigt.

Zuerst wird dem Servomotor 13 ein Eingangssignal C zugeführt, um die Brennschneidmaschine mit einer Geschwindigkeit V längs der .Y-Achse anzutreiben, und dem Servomotor 20 wird ein gleiches Eingangssignal C zugeführt, um den Steuerkasten 19 mit dieser Geschwindigkeit K längs des Ständers 17 zu bewegen. Wenn in diesem Zeitpunkt der Rotor des Drehmelders 46 um einen Winkel Θ, durch die Zahnräder 26 und 25 eines Ubertragungssystems 50, das aus den Zahnrädern 25,26,29,30,48 und 49 besteht, geneigt wird, dann wird die Cosinus-Komponente X₁ der Spannung E₀, die in einer Spule an der Eingangsseite des Drehmelders 46 erzeugt wird, durch eine Addierschaltung 65, die mit einem Verstärker versehen ist, geführt, und bewirkt, daß der Servomotor 13 einen Ausgang O₁ erzeugt. Als Folge hiervon wird die Brennschneidmaschine so gesteuert, daß sie mit einer Geschwindigkeit V- cos 0, längs der X-Achse läuft. Gleichzeitig wird die Sinus-Komponente Y₁ der Spannung E₀, die an der Eingangsseite des Drehmelders 46 induziert wird, über eine Addierschaltung 66, die mit einem Verstärker versehen ist, geführt und bewirkt, daß der Servomotor 20 einen Ausgang 0₂ erzeugt. Als Folge hiervon bewegt sich der Steuerkasten 19, welcher eine Steuerschaltung 100 mit den Drehmeldern 46, 47, dem Übertragungssystem 50, Addierschaltungen 65, 66 und einem später noch beschriebenen Verstärker 67 enthält, mit einer Geschwindigkeit V ■ sin Θ, längs des Ständers 17. Wenn daher der Ständer 17 parallel zu der Y-Achse steht, werden der Fühler 57, die gebogene Kolben-Zylinder-Anordnung 27 und die Brennerköpfe 38 und 39 mit dem Steuerkasten 19 mit der Geschwindigkeit V unter dem Winkel Θ, zu der A'-Z-Ebene angetrieben (dieser Zustand ist mit dem Vector K₁ bezeichnet). In F i g. 7 wird angenommen, daß der in ausgezogenen Linien dargestellte Fühler 57 der gebogenen Unterseite der Beplattung 62 mit der zur Horizontalen um Θ, geneigten Armplatte 57a folgt. Der Fühler bewegt sich mit der Geschwindigkeit, die durch den Vector K₁ bezeichnet ist, dessen Absolutbetrag V ist, wobei der feste Kontakt 58 und der Stift 59a sich in der neutralen Stellung in dem Transformator 59 befindet, die mit einer Linie A₁-A₁ in der Ebene A (Fig. 3) berührt werden, so daß kein Ausgangssignal durch den Differential-Transformator 59 erzeugt wird.

Es soll nun ein jf-y-Koordinatcnsystem betrachtet werden, bei dem - wie in Fig. 8 gezeigt ist -die x-x-Achsc parallel zu der .Y-Achse und die y-y'-Achse parallel zu der V-Achsc liegen, wobei das Ende des Vectors K₁ als Ursprung genommen wird. Wenn zu dem Vector K₁ ein Vector ν addiert wird, der im rechten Winkel zu dem Vector K₁ angeordnet ist und den Absolutwert |K/40,| besitzt, dann wird ein Vector K, erhalten. Es wird hier angenommen, daß der Vector V₁ eine Neigung (0, + Δ0,) gegen die jc-jf-Achse besitzt. Ist ΔΘ, ein infinitesimaler Winkel, so kann angenommen werden, daß K₁ und K₂ den gleichen Absolutwert V haben.
¹S Wenn ein Vector K eine Neigung 0 in bezug auf die .v-jf-Achse aufweist und wenn der Absolutwert V zu v¹ addiert wird, der senkrecht zu dem Vector K ist, und einen Absolutbetrag aufweist | VAQ\ (wobei ΑΘ einen infinitesimalen Winkel darstellt) wird ein Vector K' erzielt, der eine Neigung (0 + ΔΘ) in bezug zu der jf-jf'-Achse aufweist und wird ein Absolutwert K erzielt, der gleich dem des Vectors Kist.

Demgemäß ändert sich der Vector K¹, der durch Addition des Vectors ν zu dem Vector K abgeleitet *5 wird, nicht wesentlich in der Größe, obwohl dieser Vector K' eine verschiedene Richtung haben kann.

Auf diesem Prinzip beruhend ist der Fühler 57, wie später beschrieben wird, erfindungsgemäß so konstruiert, daß er der Unterseite 62a der Beplattung 62 mit einer festen Geschwindigkeit folgt.

Falls die Beplattung 62 eine gekrümmte äußere Umfangslinie 62a hat, wird der Fühler 57 von der in ausgezogenen Linien dargestellten Stellung (im folgenden als »ursprüngliche Stellung« bezeichnet) mit einer Geschwindigkeit K₁ für eine extrem kurze Zeit bewegt, dann bewegt sich der Stift 59a des Differential-Transformators 59 aufwärts oder abwärts von der Ebene A (im Falle der Fi g. 7 aufwärts). Diese Bewegung wird in Fig. 5 durch ein Signal D, angezeigt. Demgemäß erzeugt der Differential-Transformator 59 eine Differentialspannung D₁₁, die diesem Bewegungssignal D₁ entspricht. Die Spannung D₁₁ wird durch einen Verstärker 67 verstärkt, um den Servomotor 24 anzutreiben (Fig. 5).
Die Drehung des Servomotors 24 wird durch die Zahnräder 25 und 26 des Ubertragungssystems 50, die Welle 23 und die Kolben-Zylinder-Anordnung27 übertragen, wodurch bewirkt wird, daß sich der Arm 57a des Fühlers 57 um die X₁-X_x-Achse (siehe Fig. 1 und 3) in einer solchen Richtung dreht, daß die Spannung des Differential-Transformators 59 auf Null verringert wird. Die Größe der Drehung des Armes 57a ist hier mit ΔΘ, bezeichnet. Diese Drehung wird durch die Zahnräder 26 und 48 des Übertragungssystems 50 übertragen, um den Rotor des Drehmelders 46 um einen Winkel Θ, + ΔΘ, zu drehen, unii wird ebenfalls durch die Zahnräder 26, 25 und 49 übertragen, um den Drehmelder 47 um einen Winkel ΑΘ, zu drehen. Wenn von dem später beschriebencn Differential-Transformator 60 kein Eingangssignal geliefert wird, eilt der Rotor des Drehmelder; 47 in der Phase um 90° gegen den Rotor des Drehmelders 46 vor. Wenn demgemäß der Rotor de; Drehmelders 46 eine neue Stellung einnimmt, indetr er um (0, + AG₁) geneigt ist, dann hat der Rotoi des Drehmelders 47 einen Phasenwinkel von (0, ■+ 40, + 90°). Wenn sich der Drehmelder 47 uit einen Winkel Δθ, dreht, wird eine SDannung E₁

(ΑΘ_{) in der Primärspule dieses Drehmelders 47 erregt, und der Addierschaltung 65 wird ein Eingangssignal zugeführt, das durch die folgende Gleichung ausgedrückt wird:

X₁ = E_n(^e₁)COs(O₁ + 90"),

wodurch bewirkt wird, daß der Wagen 11 längs der A'-Achse mit einer um ΚΔΘ, sin Θ, verringerten Geschwindigkeit läuft. Der anderen Addierschaltung 66 wird ein Eingangssignal zugeführt, das durch die folgende Gleichung ausgedrückt wird:

y, = E_n

wodurch bewirkt wird, daß der Steuerkasten 19 längs der V-Achse mit einer um VAG_x cos Θ, erhöhten Geschwindigkeit läuft. Die Zusammensetzung der Größen der Geschwindigkeitsänderungen längs der X- und Y-Achsen ist nichts anderes als der Vector ν der Fig. 8. Wie in Fig. 7 in gestrichelten Linien gezeigt ist, wird der Fühler 57 daher um einen Winkel AQ_x von seiner ursprünglichen Lage nach einer infinitesimalen Zeit Al geneigt und mit einer Geschwindigkeit V₁ angetrieben. Demgemäß folgt der Fühler 57 der äußeren Umfangslinie 62a der Beplattung 62 mit einer im wesentlichen festen Geschwindigkeit, auch wenn diese Umfangslinie gekrümmt ist.

Fig. 6 zeigt einen elektrischen Schaltplan einer Verbindung der Drehmelder 46 und 47 und der mit Verstärkern versehenen Addierschaltungen 65 und 66 der Fi g. 5. Die beiden Drehmelder 46 und 47 sind durch die Zahnräder 48, 26, 25 und 49 (Fig. 1) so gekoppelt, daß der Rotor des Drehmelders 47 in der Phase dem des Drehmelders 46 um 90° voreilt. Mit Rι bis R_ih sind in Fig. 6 geeignet gewählte Widerstände bezeichnet.

Die vorhergehende Beschreibung bezieht sich auf den Fall, wo im Fühler 57 eine kleine Drehung nur um die AV-Y₁-AcIiSe erteilt wird. Es soll nun der Fall beschrieben werden, wo der Fühler 57 sich ändernde Neigungen gegen eine Ebene aufweist, die senkrecht zu der Ebene B der Fig. 4 ist und die Achse der Welle 23 einschließt, wenn der Arm 57b der Unterseite 62« der Bcplattung 62 folgt.

Fig. 9 zeigt in ausgezogenen Linien den Zustand des Fühlers 57, der Kolben-Zylinder-Anordnung 27 und der Welle 23, in der die Armplatte 57b des Fühlers 57 um einen Winkel γ von der Horizontalen in der Ebene β geneigt ist. Es werde nun angenommen, daß nach der infinitesimalen Zeit At der Armplatte 57b seine Neigung um Ay in der B-Ebene geändert hat. Dann muß sich die Kolben-Zyünder-Anordnung 27 längs der B-Ebene um eine mit L bezeichnete Strecke bewegen. Dieses L stellt ein Produkt aus dem Abstand von dem Mittelpunkt C₁, der Kolben-Zyünder-Anordnung 27 zu der Spitze des festen Kontaktes 58, multipliziert mit Ay dar. Im Falle der Fig. 9 bezeichnet Ay eine Änderung des Winkels im Uhrzeigersinn, so daß die Kolben-Zyünder-Anordnung 27 und die Welle 23 um die Strecke L nach unten gebracht werden. Wenn dagegen Ay eine Winkeländerung im Gegenuhrzeigersinn darstellt, dann muß die Kolben-Zylinder-Anordnung 27 und die Welle 23 um dieselbe Strecke L angehoben werden.

Da sich die Kolben-Zyünder-Anordnung 27 nur für die infinitesimale Zeit At bewegt, ist es nur erforderlich, daß sie sich, wie Fig. 10 zeigt, mit einer Geschwindigkeit UAt, die mit 68 bezeichnet ist. parallel zu der B-Ebene (Fig. 4) und der A^--Y-Ebene bewegt.

Dies bedeutet, daß der Wagen II sich nur längs der A'-Achse mit einer Geschwindigkeit LMi sin Θ, die mit 69 bezeichnet ist, und der Steuerkasten 19 längs der Y-Achse mit einer Geschwindigkeit L/At · cos Θ, die mit 70 bezeichnet ist, bewegen müssen.

Die Geschwindigkeit 69 längs der Λ-Achse und die Geschwindigkeit 70 längs der Y-Achse werden in der folgenden Weise geliefert. Wenn die äußere Umfangslinie 62a der Beplattung 62 um einen Winkel Ay von der /1,-/4 ,-Linie geneigt ist, wie in Fig. 9 gezeigt ist, führt der Stift 60a eine Bewegung von seiner neutralen Stellung in einer Größe, die dieser Neigung entspricht, aus, wobei diese Bewegung durch ein Signal O₂ in Fig. 5 angezeigt wird. Wenn

!5 das Signal O, dem Differential-Transformator 60 in F i g. 5 zugeführt wird, erzeugt dieser Transformator 60 eine Spannung D₂,, die dem Winkel Ay der oben genannten Neigung proportional ist. Diese Spannung D-., wird zu dem Drehmelder 47 geleitet, wobei die

a° Erregungsspannung £' zu der Spannung E_n addiert wird, die in der Primärspule des Drehmelders 47 erregt wird, wie in Fig. 6 gezeigt ist. Diese addierte Erregungsspannung £' ist so ausgelegt, daß sie eine Größe hat, wie im folgenden ausgeführt wird. In den

Fig. 5 und 6 wird ein Ausgangssignal X_i = £' cos (Θ + 90°) von dem Drehmelder 47 zu der Addierschaltung 65 und dann nach einer Verstärkung zu dem Servomotor 13 geliefert, wodurch bewirkt wird, daß der Wagen 11 längs der A'-Achse mit einer um LIAl sin θ geänderten Geschwindigkeit läuft. Andererseits wird ein Ausgangssignal Y₃ = £' sin (Θ + 90°) von dem Drehmelder 47 zu der anderen Addierschaltung 66 und zu dem Servomotor 20 geführt, wodurch bewirkt wird, daß der Steuerkasten 19

o- F

längs der Y-Achse mit einer um (— -r- cos Θ) geänderten Geschwindigkeit läuft. Als Ergebnis bewegt sich die Kolbenzylinderanordnung 27 mit der in Fig. 1Ü mit 68 bezeichneten Geschwindigkeit.

4ü Wenn sich die Kolben-Zylinder-Anordnung 27 in F i g. 9 von der in ausgezogenen Linien gezeigten zu der gestrichelt gezeigten Stellung bewegt, dreht sich der Endteil 56a des Kolbens 56 um den Drehmittelpunkt C₀ des Kolbens 56, wodurch bewirkt wird, daß sich der Arm 57 b des Fühlers 57 von dem Winkel y um Ay dreht und dadurch den neuen Winkel γ + Ay einnimmt. Wenn sich der Arm 57 fc im Uhrzeigersinr dreht, senkt sich die Kolben-Zylinder-Anordnung 27 wodurch bewirkt wird, daß der Endteil 56b des KoI bens 56 durch die komprimierte Luft, die in die Zylin derkammer 55 des Zylinders 51 durch den Einlaß 5i geleitet wird, vorgeschoben wird (Fig. 3). Als Folg( davon dreht sich der Kolben 56 im Uhrzeigersinn un den Mittelpunkt C₀, so daß der feste Kontakt 58 se verschoben wird, daß verhindert wird, daß er sich voi dem Außenumfang 62a der Beplattung 62 entfernt Wenn sich der Arm 576 im Gegenuhrzeigersinn dreht wird die Kolben-Zylinder-Anordnung 27 angehoben so daß der Endteil 56a des Kolbens 56 durch dei

So festen Kontakt 58 gegen den Druck der komprimier ten Luft in der Zylinderkammer 55 nach unten ge schoben wird. Dadurch dreht sich der Kolben 56 ir Gegenuhrzeigersinn um den Mittelpunkt C₀, so dai das Innenvolumen der Zylinderkammer SS verktei nert wird. Obwohl hierbei der Druck der Luft in de Zylinderkammer 55 dazu neigt, zuzunehmen, kan die Luft aus der Kammer SS durch den Luftdurchgan 53 und das Überdruckventil 54 (Fig. 3) in die Atme

sphäre entweichen, wenn dieser Druck eine vorbestimmte Höhe überschreitet. Daher folgt der Fühler 57 fehlerfrei der AuBenumfangsHnie 62a der beplattung 62 mit einer gleichbleibenden Geschwindigkeit längs der X-Achse. Die Bezugszeichen O₁, O₂, O₃ bzw. O₄ in Fi g. 5 stellen ein Ausgangssignal für den Wagen 11 zum Antrieb längs der X-Achse durch den Servomotor 13, ein Ausgangssignal für den Steuerkasten 19 für die Bewegung längs des Ständers 17 durch den Servomotor 20, ein Ausgangssignal von dem Übertragungssystem 50 für die Drehung der Kolben-Zylinder-Anordnung 27 um die Welle 23, bzw. ein Ausgangssignal von dem Übertragungssystem 50 für die Drehung des Drehteils 31 um die Welle 28 dar.

Wie bereits beschrieben wurde, drehen sich die Wellen 23 und 28 in der gleichen Richtung und um den gleichen Winkel mit Hilfe der Zahnräder 26, 30 und 29. Wenn daher der Arm STb des Fühlers 57 überhaupt nicht geneigt ist, ist die Düse 40a des Schneidbrenners 40 des ersten Brennerkopfes 38 stets auf die obere Oberfläche des Fühlers 57 oder im rechten Winkel zu der /!-Ebene (Fig. 3) ausgerichtet. In diesem Faii nimmt die Düse 40a eine Lage parallel zu den Normalen des Fühlers 57 und der Außenumfangsfläche 62a der Beplattung62 ein. Wenn der Arm 57 ft geneigt ist und/oder wenn eine Änderung in der Neigung des Armes 57fo während der Bewegung des Fühlers 57 auftritt, stimmt der Ort der Spitze der Düse 40a im wesentlichen mit der Umhüllenden überein, die durch den Arm STb beschrieben wird, wenn dieser sich parallel in einer Ebene parallel zu der X- Y- Ebene bewegt.

Es soll nun der Fall betrachtet werden, wo das Blech 64 und die Versteifung 63 thermisch längs der Linien F₁-F₁ und F₁-F₁ der Fig. 1 geschnitten werden, um stehende Verbindungsteile für eine Schiffskörperkonstruktion 61 zu bilden. Eine Ebene F (Fig. 1), die durch die Linien F_t-F_t und F₁-F₂ bestimmt ist, wird durch die erforderliche Einstellung der Schiffskörperkonstruktion parallel zu der X- V-Ebene gemacht, um den festen Kontakt 58 des Fühlers 57 und die Achse des Differential-Transformators 59 einzuschließen. Der zweite Brennerkopf 39 wird im voraus durch die Kolben-Zylinder-Anordnung 37 zurückgezogen, um zu vermeiden, daß er gegen die Schiffskörperkonstruktion 61 stößt.

Der Wagen 11 wird längs der X-Achse bewegt, um den Fühler 57 rechts unter den Punkt zu bringen, an dem das Schneiden begonnen werden soll. Der Steuerkasten 19 wird längs des Ständers 17 durch den Servomotor 20 angehoben, wodurch bewirkt wird, daß der feste Kontakt 53 des Fühlers 57 und die Stifte 59a und 60a der Differenliial-Transformatoren die Außenumfangsfläche 62a der Beplattung 62 berühren. Die Kolben-Zylinder-Anordnung 36 wird betätigt, um den ersten Brennerkopf 38 zu bewegen, wodurch die Spitze der Düse 40a des Brenners 40 in der Ebene F so angeordnet wird, daß sie um einen vorbestimmten Abstand vom dem Blech 64 entfernt ist. Nach Beendigung dieses. Vorgangs wird den Servomotoren 13 und 20, wie in Fig. 5 gezeigt ist, das Signal C zugeführt, das die Anweisung gibt, mit dem Betrieb der Brennschneidmaschine zu beginnen. Wenn die Oberfläche der Platte 64, die abgeschnitten werden soll, parallel zu dem äußeren Umfang 62a der Beplattung 62 ist, wird die Spitze der Düse 40a eine Bewegung parallel zu der Linie F^ F_] in der Ebene F ausführen. Dadurch werden die Abstände von der Spitze der Düsen 40a und 41e der Brenner 40 und 41 zu dem Blech 64 im wesentlichen gleich gemacht. Zusätzlich bewegen sich die Düsen 40a und 41a mit der gleichen Geschwindigkeit längs der Linie F_rF_{,

wodurch ermöglicht wird, daß im wesentlichen die gleiche Wärmemenge durch die Brenner 40 und 41 auf den Bereich des Bleches 64 aufgebracht wird, wo das Schneiden durchgeführt werden soll und wo ebenfalls eine schweißbare Kante gebildet werden soll. Daher wird das Schneiden des Bleches 64 und die Kantenvorbereitung an diesem stets unter im wesentlichen den gleichen Bedingungen ausgeführt, so daß ein aufrecht stehendes Verbindungsteil mit genauen Abmessungen geliefert wird.

Es kommt jedoch häufig vor, daß das Blech 64 leicht von dem durch die Bewegung der Spitze der Düse 40a des Brenners 40 bestimmten Ort aus herstellungsbedingten Fehlern verschoben ist. Wenn die Spitze der Düse 40a des Brenners 40 von dem Blech

64 um einen vorbestimmten Abstand (in Fig. 11 mit J bezeichnet) getrennt ist, erzeugt der Differential-Transformator 42 des Brenners 38 kein Ausgangssignal. Wenn jedoch die Spitze der Düse 40a von diesem Abstand J verschoben wird, dann erzeugt der

as Differential-Transformator 42 ein Ausgangssignal, das der Größe dieser Verschiebung und der Richtung, in der sie auftritt, entspricht.

In F ι g. 11 ist mit G₁-Ci₁ eine imaginäre Linie parallel zu dem Ort G-G der Spitze der Düse 40a be-

zeichnet. Es werde angenommen, daß die imaginäre G,-G,-Linie die F₁-F₁-IJmC im Punkt H auf dem Blech 64 schneidet. Wenn der Stift 42a des Differential-Transformators 42 das Blech 64 am Punkt H berührt, dann wird der Differential-Transformator 42 keine Differenzspannung erzeugen. Wenn die imaginäre G,-G,-Linie auf die F₁-F₁-LUHe fällt, wird der Differential-Transformator 42 keine Differenzspannungerzeugen, wenn der Brennerkopf 38 in eine Stellung gebracht wird, wie sie in gestrichelten Linien dar-

gestellt ist. Wenn jedoch (Se F,-F,-Linie, wie in Fig. 11 gezeigt ist, um einen Winkel α gegen die imaginäre G,-G|-Linie geneigt ist, dann wird der Stift 42a des Differential-Transformators 42 um einen mit M bezeichneten Betrag verschoben.

In F i g. 12 gibt das Signal D₃ die Verschiebung des Stiftes 42a an. Dieses Signal D₃ wird zu dem Differential-Transformator 42 geleitet, der wiederum eine Differenzspannung in einer Größe erzeugt, die dem Ausmaß dieser Verschiebung M und der Richtung,

so in der sie stattfindet, entspricht. Diese Differenzspannung wird für die Drehung des Servomotors 35 verstärkt. Das gleitfähige TeU 32 wird durch das Ausgangssignal O₈ des Servomotors 35 angetrieben, bis die Differenzspannung verschwindet. Als Folge hier-

von wird der Brennerkopf 38 in eine Stellung gebracht, die in ausgezogenen Linien dargestellt ist, wobei der Abstand J zwischen der Spitze der Düse 40« und dem Blech 64 hergestellt ist. Wenn das Blech 64 Unregelmäßigkeiten an der Oberfläche aufweist, folgi

der Stift 42a dieser Oberfläche und bewirkt, daß dei Transformator 38 die Größen dieser Unregelmäßig keiten feststellt, wodurch die Korrektur in der Stellunj des Brennerkopfs ermöglicht wird.

Dementsprechend macht der Differential-Trans

formalor 42 das Schneiden des Bleches 64 und di< Vorbereitung von schweißbaren Kanten an diesem die mit der gleichen Geschwindigkeit durchgeführ werden soll, möglich, wobei eine gleiche Wärme

menge auf das Blech durch die Brenner 40 und 41 übertragen wird.

Es soll nun das Schneiden einer Versteifung 43 und die Vorbereitung einer schweißbaren Kante an dieser beschrieben werden. Der Brennerkopf 38 wird durch Betätigen der Kolben-Zylinder-Anordnung 36 zurückgezogen, so daß verhindert wird, daß der Brennerkopf 38 gegen die Versteifung 63 stößt. Die Einstellung der Lage des Wagens 11 auf der X-Achse, des Steuerkastens 19 auf der V-Achse und des gleitfähigcn Teils 32 in bezug auf das Drehteil 3i wird so durchgeführt, daß der Brennerkopf 38 in eine Ausgangslage auf der F₂-F₂-Linie der Fig. 1 gebracht wird. Dabei wird der Stift 45a des Differential-Transformators 45 in Berührung mit der Versteifung 63 gebracht und in eine neutrale Stellung gebracht, wodurch verhindert wird, daß der Differential-Transformator 45 eine Differenzspannung erzeugt. Weiter wird der Fühler 57 in einen Zustand eingestellt, in dem er dem äußeren Umfang 62a der Beplattung 62 folgen kann.

Wie in Fi g. 13 gezeigt, wird angenommen, daß die Normale des Fühlers 57 um einen Winkel θ zu der Y- Z-Ebene geneigt wird, und die Düse 43a des Brennerkopfes 43 um einen Winkel θ zu der Horizontalen Λ"-Z-Ebene geneigt wird.

Nach dem Beenden der beschriebenen Einstellung wird der Differential-Transformator 60 elektrisch von dem Drehmelder 47 und der Drehmelder 46 von der Addierschaltung 65 getrennt, auch wenn sie in Fi g. 5 alle in elektrisch verbundenem Zustand gezeigt sind. Die Versteifung 63 wird unter Steuerung einer in Fig. 14 gezeigten Steuereinrichtung bearbeitet. In Fig. 14 wird den Servomotoren 13 und 20 das Si gnal C zugeführt, das den Befehl zum Beginn des Betriebs gibt. Der Drehmelder 47 empfängt von der nicht gezeigten Ausgangsquelle ein Signal D₄ in der Primärspule des Drehmelders 47, wie das in Fi g. 5, zur Betätigung des Brennerkopfes 39, wobei dieses Signal D₄ die gleiche Spannung E₀ erregt. Daher wird die cosinus-Komponente X_A der in der Primärspule des Drehmelders 47 erregten Spannung über die Addierschaltung65 zu dem Servomotor 13 geleitet, um seine Drehung zu steuern. Als Folge davon läuft die Brenn schneidmaschine mit einer Geschwindigkeit V sin O längs der Jf-Achse. Die sinus-Komponente Y₄ der obengenannten erregten Spannung wird über die Addierschaltung 66 zu dem Servomotor 20 geführt, um dessen Drehung zu steuern, wodurch bewirkt wird, daß sich der Steuerkasten 19 längs des Ständers 17 mit einer Geschwindigkeit V cos θ bewegt. Daher bewegt sich der Brennerkopf 39 mit einer Geschwindigkeit V längs einer Ebene, Jie um den Winkel θ gegen die Y-Z-Ebene geneigt ist. Ein Signal D₅ (Fig. 14) stellt die Verschiebung N des Stiftes 45a

des Differential-Transformators 45 dar, wenn die Versteifung 63 um einen Winkel β gegen die F₁-F₂-Linie geneigt ist, wie in Fig. 13 dargestellt ist. Dieses Signal D, wird zu dem Differential-Transforn' '- π 45 geführt, und die dadurch erzeugte Differenzspannung

wird zu der Addierschaltung 65 für die Drehung des Servomotors 13 geleitet. Als Folge davon lauft die Brennschneidmaschine längs der Λ"-Achse, wobei ihre Geschwindigkeit sich ändert, bis die obengenannte Verschiebung N verschwindet. Die Linie R- R und der

'5 Punkt K der Fig. 13 entsprechen der Linie G₁-C_x und dem Punkt H der Fig. M. Als Folge hiervon bleibt die Düse 43a stets in einem festen Abstand von der Versteifung 63 und bewegt sich mit einer festen Geschwindigkeit längs dieser Versteifung 63. Dies er-

möglicht es, daß die Versteifung 63 thermisch genau längs der Linie F₂-F₂ geschnitten wird, und ebenso, daß eine schweißbare Kante mit genauen Abmessungen an jedem gewünschten Teil der Versteifung 63 gebildet wird. Die Bezugszeichen O₅,0₆ bzw. O₇ stellen

»5 ein Ausgangssignal von dem Servomotor 13 für den Antrieb des Wagens 11 längs der Jf-Achse beim thermischen Schneiden der Versteifung 63, ein Ausgangs-Signal von dem Servomotor 20 zum Antrieb des Steuerkastens 19 längs des Ständers 17, bzw. ein

Ausgangssignal von dem Übertragungssystem 50 für die Drehung des Drehteils 31 in der Anordnung in Fig. 14 dar. Die Stellen, an denen die Brennerköpfe 38 und 39 die Bearbeitung des Bleches 64 und der Versteifung 63 beginnen und beenden, können durch

bekannte, die Lage feststellende Einrichtungen, z. B. Mikroschalter, bestimmt werden. Zusätzlich zu solchen, die Lage bestimmenden Einrichtungen können bekannte Ablauf-steuernde Einrichtungen verwendet werden, um den automatischen Betrieb der Brenn schneidmaschine durchzuführen.

Es soll nun der Fall beschrieben werden, wo an dei Versteifung 63, wie in Fig. 15 gezeigt ist, eine Schnittebene ausgebildet wird, die die Linie F₃-F einschließt, welche um einen Winkel δ gegen die Senkrechte V₁-V, geneigt ist. Zu diesem Zweck is es lediglich erforderlich, daß der Ständer 17 in eine Ebene parallel zu der K-Z-Ebene geneigt wird, se daß bewirkt wird, daß die Düse 43a des Schneidbren ners 43 des zweiten Brennerkopfes 39 läuft, wöbe

das vorstehende Ende dieser Düse 43a stets auf di< Linie F^-F₃ gerichtet ist.

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

Claims (16)

Patentansprüche:

1. Brennschneidmaschine für eine Bearbeitung von Stahlbaukonstruktionen mit einem in einer ersten Richtung bewegbaren Wagen sowie mit einem Brennerkopf, welcher einen Schneidbrenner enthält, der sich in eine zweite Richtung senkrecht zu der ersten Richtung erstreckt und um eine Welle drehbar ist, weiche sich in die zweite Richtung erstreckt, gekennzeichnet durch eine Fühleinrichtung (27,57), welche an einer parallel zu der obengenannten Welle (28) verlaufenden Welle (23) befestigt ist, um einen äußeren Umfang (62a) der Stahlbaukonstruktion (61) wesentlich parallel zu einer zu durchschneidenden Oberfläche (64) derselben mittels Detektoreinrichtungen (59, 60) abzutasten, welche an der Fühleinrichtung (27, 57) vorgesehen sind, sowie durch eine Steuereinrichtung (100).

2 Brennschneidmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fühleinrichtung (27, 57) eine Kolben-Zylinder-Anordnung enthält, welche einen gekrümmt verlaufenden Zylinder (51) aufweist, in weichen ein gekrümmt verlaufender Kolben (56) eingefügt ist.

3. Brennschneidmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fühleinrichtung (27, 57) ein Plattenorgan entSiält, welches die Armplatten (57a) und (576) aufweist.

4. Brennschneidmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (100) einen ersten Verstärker (67) zur Verstärkung der von dem ersten Transformator (59) erzeugten Differenzspannung enthält.

5. Brennschneidmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (100) eine Drehmeldeeinrichtung (46, 60) aufweist.

6. Brennschneidmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (28) mit einem Drehttil (31) fest verbunden ist.

7. Brennschneidmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Brennerkopf (38) von einem verschiebbaren Teil (32) gehalten ist, welches in dem Drehteil (31) in einer Richtung verschiebbar ist, in die der Schneidbrenner (40) zeigt.

S. Brennschneidmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennerkopf (38) einen Kantenvorbereitungsbrenner (41) aufweist, der in einer Ebene angeordnet ist, die den Schneidbrenner (40) enthält.

^li. Brennschneidmaschine nach Anspruch 7 oder X, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennerkopf (38) mit einem Differential-Transformatoi (42) zur Erzeugung einer Differenzspannung versehen ist, die die Bewegung des verschiebbaren I uils (32) steuert.

10. Brennschneidmaschine nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennerkopf (38) mit einer Kolben-Zylindcr-Annrdnung (36) zur Bewegung des Brennerkopfes (38) versehen ist.

1 1. Brennschneidmaschine nach einem der An- »prüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das verschiebbare Teil (32) einen Brennerkopf (39) Mithält, welcher einen Schneidbrenner (43) aufweist, der im rechten Winkel zu diesem Schneidbrenner (40) angeordnet ist.

12. Brennschneidmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennerkopf (39) einen Kantenvorbereitungsbrenner (44) enthält, der in einer Ebene angeordnet ist, die diesen Schneidbrenner (43) enthält.

13. Brennschneidmaschine nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennerkopf (39) mit einem Differential-Transformator (45) zur Erzeugung einer Differenzspannung versehen ist, durch die die Bewegung des Wagens (11) gesteuert ist.

14. Brennschneidmaschine nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennerkopf (39) mit einer Kolben-Zylinder-Anordnung (37) zur Bewegung des Brennerkopfes (39) versehen ist.

15. Brennschneidmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß ferner ein Ständer (17) schwenkbar am Wagen (11) angeordnet ist, so daß die Steuereinrichtung (100) längs dieses Ständers (17) bewegbar ist.

16. Brennschneidmaschine nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ständer (17) und dem Wagen (11) ein Hydraulikzylinder (18) zum Verschwenken dieses Ständers (17) vorgesehen ist.