DE2407065A1

DE2407065A1 - Elektrode zur kapazitiven abstandsmessung

Info

Publication number: DE2407065A1
Application number: DE19742407065
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Schmall
Original assignee: Precitec GmbH and Co KG
Current assignee: Precitec GmbH and Co KG
Priority date: 1974-02-14
Filing date: 1974-02-14
Publication date: 1975-08-21
Also published as: DE2407065C2

Description

Elektrode zur kapazitiven Abstandsmessung Die Erfindung betrifft eine Elektrode zur kapezitiven Messung des Abstands zwischen der Brennerdüse einer Brennschneideinrichtung und dem zu bearbeitenden Werkstück.
Derartige Elektroden sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt und gebräuchlich. Zur Abstandsmessung ist dabei die Elektrode entweder unmittelbar neben der Brennerdüse oder ringförmig, ggf. auch hufeisenförmig, um die Brennerdüse herum angeordnet.
Im praktischen einsatz besteht eine besondere Schwierigkeit darin, daP heiße, teilweise ionisierte Brennscrneidgase den Rert des Dielektrikums (Luft) zwischen der Elektrode und dem metallischen erkstück verändern. Daraus resultieren Kapazitätsänderungen, welche zu einer falschen Einstellung des Abstands zwischen Düse und Werkstück führen können.
Zur Abhilfe wurde bereits vorgeschlagen, seitlich neben der Elektrode Preßluftdüsen anzuordnen, die jedoch schwer zu justieren sind, sich im Betrieb hiufig verbiegen und auch durch flüssiges, beim Schneidvorgang wespritzendes Metall, verschmutzen.
Der Erfindung liegt die Aufhabe zugrunde, die Nachteile des Bekannten zu vermeiden, insbesondere also eine Elektrode zur kapazitiven Abstandsmessung zu schaffen, bei welcher die durch Brennschneidfflase hervorgerufenen StorgröBen auf ein Minimum reduziert werden.
Erfindungsgemäß wird dies in erster Linie dadurch erreicht, daß an der Unterseite der Elektrode wenigstens eine gegen das Werkstück und/oder radial vom Zentrum der Elektrode gegen den Elektrodenrand gerichtete Druckluftdüse vorgesehen ist. Dadurch wird auf optiaal einfache Weise ein vom Zentrum der L<lektrodenfläche ausgehender Überdruck zwischen Elektrode und Werkstück erzeugt, der unabhängig von der Relativlage zwischen Brennerdüse und elektrode nach allen Seiten zuverlässig ein Einströmen ionisierter Gase verhindert.
Besonders einfach läßt sich die Erfindung realisieren, wenn in der Elektrode wenigstens eine Bohrung zur Druckluftzufuhr vorgesehen ist, deren Austrittsöffnung als Druckluftdüse ausgerichtet und gegen das Werkstück gerichtet ist, wobei vorteilhafterweise auch die Anordnung der Druckluftdüse unter allen Betriebsbedingungen konstruktionsbedingt konstant bleibt.
Insbesondere bei scheibenförmien elektroden hat es sich bewährt, wenn die T'ruckluftdüse schlitzförmig ausgebildet ist.
Der technische Fortschritt und der erfinderische Inhalt der Anmeldung wird insgesamt sowohl durch die neuen Einzelmerkmale, als auch insbesondere durch Kombination und Unterkombination der Verwendung findenden Verkma]e gewährleistet.
Die Erfindung ist im folgenden in Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 die schematische arstellung einer erfindungsgemäßen ,Elektrode in, Schnitt, Fig. 2 eine Draufsicht auf die Elektrodenfläche gemäß Fig. 1, Fig. 3 ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel einer Elektrode im Schnitt mit den Merkmalen der 'arfindung, Fig. 4 eine Draufsicht auf die Elektrodenfläche gemäß Fig. 3, Fig. 5 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Elektrode im Schnitt, und Fig. 6 eine Ansicht der Elektrode gemäß Fig. 5.
Gemäß Fig. 1 und 2 wird der Abstand der Brennerdüse 1 einer nicht näher dargestellten Brennschneideinrichtung von einem Werkstück 2 durch einen schematisch dargestellten Motor 3 eingestellt. Zur Ermittlung des Abstands und zur Beaufschlagung eines Reglers 4 mit Ueßsiunalen ist neben der Brennerdüse 1 eine elektrode 5 mittels eines Isolierstücks 10 befestigt. Ersichtlicherweise verändert sich der Kapazitätswert zwischen dem metallischen werkstück 2 und der Clektrode 5 in Abhingigkeit vom Abstand zwischen werkstück 2 und Elektrode 5. Der Kapazitätswert wird im Regler 4 mit einem Sollwert verglichen und in Abhängigkeit vom Ergebnis des Soll - Istvergleichs der Itlotor 3 angesteuert.
In der Elektrode 5 sind Bohrungen 6 und 7 vorgesehen, die untereinander verbunden sind und über einen Zufuhr schlauch 8 an eine nicht dargestellte Druckluftquelle angeschlossen sind.
Ersichtlicherweise gewährleistet die Anordnung der Druckluftdüsen ein Freihalten des unter der Elektrode 5 liegenden Luftspalts von ionisierten lasern und flüssigem, beim Brennschneidvorgang abspritzenden Metall oder Dämpfen.
Auf diese Weise wird der Kert des Dielektrikums (Luft) zwischen der Elektrode 5 und dem Werkstück 2 zuver1ässig konstant gehalten, so daß der eingang des Reglers 4 von Störsignalen freigehalten wird.
Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 und 4 ist in der Elektrode 5 eine Bohrung 6 vorgesehen, welche in einen ringförmigen Raum 6a mündet. Der Raum 6a ist seinerseits durch einen Kegel 9 nach unten bis auf einen schmalen Schlitz 7a verschlossen, durch welchen die Druckluft kreisförmig und als durchgehender "Luftvorhang" gegen das nicht dargestellte Werkstück 2 gerichtet wird.
Selbstverständlich läßt sich die Anordnung der Düsen so wie ihre Ausbildung je nach rClektrodenform, Elektrodengröße und )insatzgebiet beliebig abwandeln, ohne daß dadurch der Rahmen der Erfindung verlassen wird.
So zeigt Fig. 5 und 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei welchem die Elektrode 5 quadratisch um die Brennerdüse 1 angeordnet ist. Selbstverständlich ware dabei auch eine kreisringförmige, konzentrische tnordnung oder aber eine andere geometrische Ausbildung, wie z.B. Hufeisenforin, denkbar Die Elektrode 5 ist mittels Stegen 11 an einer Haltevorrichtung 12 befestigt, welche auch die Brennerdüse 1 trägt.
Zur Zuführung von Druckluft ist in der Elektrode 5 eine umlaufende Bohrung 13 vorgesehen, welche über Anschlußstück 14 und Schlauch 8 an eine nicht dargestellte Druck.-luftquelle angeschlossen ist. Zum Luftaustritt sind an der Unterseite der Elektrode 5 durchgehende Schlitze 6e vorgesehen, die je nach Anwendungsfall jedoch auch als einzeln angeordnete Düsenöffnurgen ausgebildet sein könne, Ersichtlicherweise kann auch statt Druckluft in speziellen Anwendungsfillen ganz besonders vorteilhaft Schutzgas verwendet werden.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Elektrode zur kapaitiven Messung des Abstands zwischen der Brennerdüse einer Brennschneideinrichtung und dem zu bearbeitenden Werkstück d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a ß an der Unterseite der Elektrode wenigstens eine gegen das ~terkstückund/oder radial vom Zentrum der Elektrode gegen den Elektrodenrand gerichtete Druckluftdüse vorgesehen ist.

2. Elektrode nach Anspruch 1 da d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , d a B in der Elektrode wenigstens eine Bohrung zur Druckluftzufuhr vorgesehen ist, deren Austrittsöffnung als ~Druckluftdüse ausgerichtet und gen das N'erkstück gerichtet ist.

3. Elektrode nach Anspruch 1 oder 2 d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , d a ß die Druckluftdüse schlitzförmig ausgebildet ist.

4. Elektrode nach Anspruch 1 oder 2 d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , d a B die Druckluftdüse eine Mehrzahl von Austrittsöffnungen aufweist.