DE2705551A1

DE2705551A1 - Brennschneidduese

Info

Publication number: DE2705551A1
Application number: DE19772705551
Authority: DE
Inventors: Hermann Mair
Original assignee: Linde GmbH
Current assignee: Linde GmbH
Priority date: 1977-02-10
Filing date: 1977-02-10
Publication date: 1978-08-17
Also published as: DE2705551B2; DE2705551C3

Description

Brennschneiddüse
Die Erfindung betrifft eine BrennschneiddUse mit einem DUseneinsatz in der Bohrung des Schneidsauerstoifkanals.
BrennschneiddUsen sind im allgemeinen aus wErmetechnischen GrUnden, da sie sowohl der Wärme der Heiztiamme als auch der Wärme des beim Schneidvorgang verbrennenden Metalls ausgesetzt sind, aus Messing oder Kupfer gefertigt.
Diese Werkstoffwahl bringt es mit sich, daß sich, da beim Schneidvorgang die BrennschneiddUse infolge der Wärmewirkung möglichst nahe an der Oberfläche des zu durchschneidenden Metallgegenstandes zu führen ist, Metall- und Metalloxidspritzer an der Vorderfront und auch an der Innenwand der DUsenöffnung der Brennschneiddüse festsetzen. Die dadurch bedingte Verengung des DUsenquerschnitts und die damit zusammenhängenden veränderten Strömungsverhältnisse des Schneidsauerstoffs beeinflussen dann sowohl die Geschwindigkeit als auch die Qualität des Brennschneidvorganges. Um eine möglichst gleichbleibende Schnittgeschwindigkeit und Schnittgute einhalten zu können, ist es deshalb notwendig, die Brennschneiddüse von Zeit zu Zeit zu reinigen, was umständlich und zeitraubend ist, insbesondere, da das Reinigen in verhältnismäßig kurzen Zeitabständen immer wieder wiederholt werden muß. Zudem kann es, da die Oberflächenhärte von Kuprer und Messing gering ist, bei unsachgemäßer Reinigung leicht zu Beschädigungen des DUsenkanals kommen, die dann ebenso ungünstige Strömungsverhältnisse nach sich ziehen.
Zur Erhöhung der Standzeit von Brennschneiddtlsen wurde bereits vorgeschlagen, diese durch Hartverchromen vor Schlacke-oder Metallspritzern zu schützen oder DUseneinsätze zu verwenden.
Beim Reinigen von hartverchromten Brennschnelddüsen, die zudem in der Herstellung teuer sind, ist die Gefahr gegeben, daß die Verchromung beschädigt wird oder sogar abplatzt und somit ein Schutz vor Metallspritzern nicht mehr gewährleistet ist. Bei der Verwendung von DUseneinsätzen wird zwar durch die Möglichkeit des einfachen Auswechselns der Einsätze das Arbeiten mit solchen BrennschneiddUsen erleichert, das Reinigen der Düseneinsätze vor deren Wiederverwendung kann jedoch nicht entfallen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Brennschneiddüse mit einem DUseneinsatz in der Bohrung des Schneidsauerstoffkanals zu entwickeln, die wärmetechnischen Anforderungen ebenso wie der Forderung nach einer möglichst hohen Standzeit genügt und die kostensparend, d.h. einfach und ohne aufwendigen Bearbeitungsvorgang herzustellen ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäße dadurch gelöst, daß der DUseneinsatz aus einem wärmebeständigen, Metall- oder Metalloxidspritzer abweisenden Material besteht.
Beispielsweise sind solche DUseneinsätze aus Hartmetall oder aus gehärtetem Stahl denkbar. Besonders vorteilhaft lassen sich jedoch niehtmetallische, aus künstlichem Saphir, Oxidkeramik oder Kunststoff, z.B. Polytetrafluoräthylen, bestehende DUseneinsätze verwenden.
Die angefUhrten Materialien haben alle die fUr eine hohe Standzeit der BrennschneiddUse erforderlichen Eigenschaften, nämlich daß an ihnen Metall- oder Metalloxidspritzer nicht haften, daß sie wärmebeständig sind und weitgehend eine große Oberflächenhärte aufweisen. Bei der i-Terstellung von Düseneinsätzen aus diesen Materialien ist somit ein weiterer Bearbeitungsvorgang, wie z.B. Hartverchromen, nicht erforderlich, um die genannten Eigenschaften zu erhalten.
Die, abgesehen von der Verwendung von Kunststoff, große Oberflächenhärte solcher Düseneinsätze und insbesondere das Merkmal, daß Metall- und Metalloxidspritzer an ihrer Oberfläche nicht haften, führen dazu, daß die Strömungsverhältnisse des Schneidsauerstoffstrahles währen des gesamten Schneidvorganges weitgehend gleichbleiben. Dadurch kann gegenüber den üblichen Brennschneiddüsen nicht nur eine höhere Schneidgeschwindigkeit bei gleicher Schnittgüte sondern auch eine Sauerstoffeinsparung erzielt werden. Hohe Schneidsauerstoff-Austrittsgeschwindigkeiten können zudem dadurch verwirklicht werden, daß der DUsenkanal des DUseneinsatzes lavalförmig ausgebildet ist.
Zur einfachen Befestigung des DUseneinsatzes in der Bohrung des Schneidsauerstoffkanals der Brennschnelddüse weist die Bohrung bei einer vorteilhaften Ausftlhrungsform der Brennschnelddüse einen Absatz auf und der Außendurchmesser des Düseneinsatzes ist entsprechend abgedreht. Der durch die Brennschneid- düese hindurchströmende Schneidsauerstoff preßt somit den DUseneinsatz auf den Absatz in der Bohrung, wodurch nach Abstellen der Sauerstoffzufuhr ein Auswechseln des DUseneinsatzes leicht möglich ist.
Des weitren ist es vorteilhaft, wenn der DUseneinsatz auslaßseitig mit dem Gehäuse der Brennschneiddüse bUndig abschließt, da dann ein Anhaften von Metall- und Metalloxidspritzern an der Vorderfront und an der Innenwand des DUsenkanals der BrennschneiddUse sicher vermieden werden kann.
Im folgenden wird eine erfindungsgemäße BrennschneiddUese anhand eines in der Figur schematisch dargestellten AusfUhrungsbeispiels näher erläutert.
Die in der Figur in einem Querschnitt parallel zur LKngsachse ihres DUsenkanals 2 geeichnete BrennschneiddUse 1 besteht aus einem Gehäuse 3 und einem koaxial in eine an die Schneidsauerstoffzufuhr angeschlossene Bohrung 4 des Gehäuses 3 eingesetzten, zylindrischen DUseneinsatz 5 aus einem wärmebeständigen, Metall- und Metalloxidspritzer abweisenden Material mit weitgehend großer Oberflächenhärte. Beispielsweise kann der DUseneinsatz 5 aus Hartmetall, gehärtetem Stahl oder aus nichtmetallischen Werkstoffen, wie kUnstlichem Saphir, Oxidkeramik oder Kunststoff, wie z.B. PolytetrafluorEtllylen, gefertigt sein.
Insbesondere die Verwendung der Genannten nichtmetallischen Werkstoffe zur Iierstellung des Düseneinsatzes 5 ermöglichen dabei eine kostensparende Fertigung. Die Herstellung eines DUseneinsatzes z.B. aus künstlichem Saphir kann dadurch erfolgen, daß zunächst ein Ring mit den gewUnschten Außen- und Innenabmessungen des Düsenelnsatzes in ein Schmelzbad eingelegt und anschließend der Ring aus dem Schmelzbad gezogen wird, wobei die Schmelze an dem Ring anhaftet und sich rohrförmig in die Länge zieht. Nach Erkaltung des gezogenen Teils kann dieses mechanisch zur entgültigen Form des DUseneinsatzes nachbearbeitet werden.
Je nach Verwendung der BrennschneiddUse ist der DUsenkanal 2 des DUseneinsatzes 5 zylindrisch oder, wie in der Figur dargestellt, zur Erhöhung der Schneidsauerstoff-Austrlttsgeschwindigkeit lavalförmig ausgebildet. Der Ausgang 6 des DUsenkanals 2 und somit das eine Ende des DUseneinsatzes 5 schließen bündig mit einem Ende des Gehäuses 3 ab, so daß im Zusammenhang mit der Werkstoffwahl fUr den DUseneinsatz 5 die Vorderfront und die Innenwand des DUsenkanals 2 der BrennschneiddUse 1 sicher vor dem Anhaften von Metall- und Metalloxidspritzern geschUtzt sind.
Um ein Auswechseln des Ddseneinsatzes 5, beispielsweise zum wirtschaftlichen Schneiden von Blechen unterschiedlicher Dicke, auf einrache Weise zu ermöglichen, ist die Bohrung 4 des Cehäuses 1 mit einem Absatz 7 versehen und der Außendurchmesser des zylindrischen Düseneinsatzes 5 an der gleichen Stelle entsprechend abgedreht. Dadurch wird der Düseneinsatz 5 lediglich durch den Druck des durch den Düsenkanal 2 strömenden Schneidsauerstoffs auf den Absatz 7 in der Bohrung 4 gepreßt, so daß ein Auswechseln des Düseneinsatzes 5 nach Abstellen der Sauerstoffzufuhr und Abziehen des Gehäuses 1 von den Anschlüssen fur die Sauerstoffzufuhr ohne Zuhilfenahme eines Werkzeugs und damit zeitsparend durchftihrbar ist.
L e e r s e i t e

Claims

PatentansprUche 1 Brennschneiddllse mit einem DUseneinsatz in der Bohrung des Schneidsauerstorfkanals, dadurch gekennzeichnet, daß der DUseneinsatz (5) aus einem wärmebeständigen, Metall-oder Metalloxidspritzer abweisenden Material besteht.
2. Brennschneiddüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Material des DUseneinsatzes (5) nichtmetallisch ist.
3. BrennschneiddUse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Düseneinsatz (5) aus Saphir besteht.
4. BrennschneiddUse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der DUseneinsatz (5) aus Oxidkeramik besteht.
5. Brennschneiddüse nach Anspruch2, dadurch gekennzeichnet, daß der DUseneinsatz (5) aus Kunststoff besteht.
6. Brennschneiddüse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (4) des Schneidsauerstoffkanals einen Absatz (7) ausweist und der Außendurchmesser des Ddseneinsatzes (5) entsprechend abgedreht ist.
7. Brennschneiddtlse nach einem der AnsprUche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Düseneinsatz (5) auslaßseitig mit dem Oehäuse (5) der Brennschneiddüse (1) bündig abschließt.