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Brennschneidmaschine
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Die Erfindung betrifft eine Brennschneidmaschine mit einem dieser
zugeordneten Auflagetisch fUr das zu schneidende Werkstuck und mit mindestens einem
Schneidbrenner. dessen SchneiddUse von einer Lärmschutzhaube ummantelt ist.
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flrennschneidmaschinen mit an den Schneidbrennern befestigten Lärmschutzhauben
sind bereits bekannt, vgl. hierzu die DT-OS 24 15 655. Diese mit schalldämmenden
Material ausgestatteten Hauben dienen dazu, den beim Schneiden entstehenden Lärm
zu absorbieren.
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Je nach der Stellung des Schneidbrenners auf dem Werksttlck, neben
diesem oder während des Schneidvorganges, ist der Geräuschpegel des Schneidsauerstoffstrahles
und auch der Vorheizflammen in einem bestimmten Frequenzbereich und zwar durch besondere
Schwingungsvorgänge. die beim Auftreffen des Strahles (der Flammen) auf das Werkstueck
bzw. durch das zunge hinderte Ausströmen des Schneidsauerstoffes (wenn der Schneidbrenner
neben dem Werkstueck steht) jeweils anders sind.
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In Abhängigkeit von dieser jeweiligen Stellung der Schneidbrenner
beziiglich des WerkstUckes, ändert sich auch der statische Druck im Innenraum der
die Schneiddüse umgebenden Lärmschutzhaube.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die während des Schneidens
am Schneidbrenner in Verbindung mit der ihm zugeordneten Lärmschutzhaube entstehenden
physikalischen Higenschaften' nämlich Druckveränderungen im Innenraum der Lärmschutzhaube
bzw. Änderung des Geräuschpegels und zwar in Abahängigkeit von der Position des
Schneidbrenners bezüglich des zu bearbeitenden Werkstilckes, zu Steuerungszwecken
nutzbar zu machen.
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Zur Lösung der genannten Aufgabe wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen.
daß an der der Schneiddüse zugeordneten Lärmschutzhaube ein FUhlorgan vorgesehen
ist, welches über eine Regelein richtung mit der Steuereinrichtung der Brennschneidmaschine
verbunden ist.
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Durch diese erfindungsgemäße Ausbildung ist gewährleistet, daß die
im Betrieb der Brennschneidmaschine am Schneidbrenner'entstehende Geräusch-und Druckveränderungen
erfasst und Uber die Regeleinrichtung der Steuereinrichtung als Steuersignale fUr
die Brennschneidmaschine zugefUhrt werden.
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Bei einer bevorzugten Ausfflhrungsform der Erfindung ist vorgesehen,daß
die Lärmschutzhaube in Abhängigkeit von dem im Haubeninnenraum herrschenden statischen
Druck axial verstellbar ist.
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Hierzu wird gemäß der Erfindung weiterhin vorgeschlagen, daß am Schneidbrenner
ein von der Lärmschutzhaube betätigbaren Schalter vorgesehen ist, im Durch den#Innenraum
der Lärmschutzhaube sich aufbauenden stativ schen Druck, hervorgerufen durch den
auf das WerkstUck auftreffenden Schneidsauers<offstrahl. hebt sich die Haube
ab, d.h.
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sie wird entlang dem Schneidbrenner nach oben verschoben und betätigt
dabei einen Schalter. Beim Schneiden nimmt die Haube eine durch den etwas reduzierten
statischen Druck eine Mittelstellung ein, wogegen die Haube in ihrer unteren Endstellung
ist, wenn durch das Verfahren des Schneidbrenners über den Werkstilckrand hinaus,
der statische Druck völlig abgebaut ist.
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Gemäß der Erfindung ist hierbei weiterhin vorgesehen, daß der Schalter
von einem an der Lärmschutzhaube befestigten Nocken betätigbar ist.
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Um die verschiedenen in Abhängigkeit vom statischen Druck sich ergebenden
Haubenstellungen auch zu Steuerzweokender Maschine verwenden zu können, wird erfindungsgemäß
weiterhin vorgeschlagen,
daß der Schalter mehrstufig ausgebildet
ist.
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Dadurch können in vorteilhafter Weise die einzelnen Schneidbrennerpositionen
(neben dem WerkstUck, auf dem Werkstück und "Schneiden") erfaßt und der Maschinensteuerung
ein entsprechen~ der Befehl erteilt werden.
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Da bekannterweise der im Innern der Lärmschutzhaube herrschende und
arbeitsbedingt unterschiedliche statische Druck in der Praxis oft nicht sehr groß
ist. eignet sich diese Ausführungsform der Erfindung (axiale Haubenverstellung)
in erster Linie nur bei kleinen Schneidbrennern mit einer entsprechend klein dimensionierten
und somit gewiehtsleichten Lärmschutzhaube Wenn aber konstruktionsbedingt große
Schneidbrenner mit entsprechend schweren Lärmschutzhauben verwendet werden,so wird
gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung die Lärmschutzhaube fest am Schneidbrenner
angeordnet und mit einer in den Haubeninnenraum mündenden Staudüse versehen, welcher
ein pneumatischen Steuerglied nachgeschaltet ist.
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Durch diese pneumatische Steuerung. ausgelöst durch den unterschiedlichen
statischen Druck im Innern der Lärmschutzhaube, erfolgt ebenfalls eine Beeinflussung
der Brennschneidmaschine in noch zu beschreibender Weise.
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AJ diese Weise kann unabhängig vom Gewicht der Haube der statische
Druck durch die Staudüse erfaßt und zu Steuerungszwecken verwandt werden.
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Es wurde eingangs erwähnt, daß nicht nur der statische Druck, sondern
auch die beim Brennschneiden durch den Schneidsauerstoffstrahl (und ggfs auch durch
die Heizflammen) erzeugten Geräusche zu Steuerungszwecken Verwendung finden können.
In diesem Zusammenhang wird gemäß einer weiteren Ausftlhrungsform der Erfindung
vorgeschlagen, daß in die Wandung der Lärmschutzhaube ein in den Haubeninnenraum
mUndendes Mikrofon eingebaut ist, welches tiber einen Ceräuschdetektor mit der Steuereinrichtung
verbunden ist
Etsprechend dem durch den vom Schneidsauerstoffstrahl
erzeugten und in einem bestimmten Frequenzbereich liegenden Geräuschpegel werden
dabei der Steuereinrichtung über dem Geräuschdetektor Signale übermittelt durch
welche vorgegebene Steueroperationen dann durchgefilhrt werden.
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Die nachstehende Beschreibung bevorzugtr AusfUhrungsformen der Erfindung
dient im Zusammenhang mit der beigefügten Zeichnung der näheren Erläuterung.
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In der Zeichnung sind dargestellt, in Fig. 1 eine schematische Ansicht
einer Brennschneidmaschine; Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung der Lärmschutzhaube
in einer ersten Ausführungsform; Fig. 3 eine Alternative zu Fig. 2 und Fig. 4 die
Lärmschutzhaube in einer weiteren Ausführungsform gemäß der Erfindung.
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In Fig. 1 ist eine Brennschneidmaschine 10, bestehend aus Seitenfahrwerken
12 sowie einer dieser zugeordneten Auflage 14 d#gestellt.Die Brennschneidmaschine
weist einen Brennerwagen 16 mit dem daran befestigten Schneidbrenner 18 zum Schneiden
eines auf der Auflage ruhenden Werkstückes 20 (Blech) auf. Es ist selbstverständlich
und liegt im Rahmen der Erfindung, an der Brennschneidmaschine 10 auch mehr Schneidbrenner
18 vorzusehen.
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Wie ersichtlich, ist am unteren Ende des Schneidbrenners 18 und zwar
im Bereich seiner Düse 22 (vgl. hierzu Fig. 2 und 4) eine Lärmschutzhaube 24 angeordnet.
Diese Lärmschutzhaube hat die Form eines Bechers, welcher mit seiner Bodenöffnung
26 vom Schneidbrenner 18 aufgenommen ist.
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Die Lärmschutzhaube 24 erweitert sich in Richtung Werkstück 20 nach
unten. wobei der Offnungsrand 28 etwa in einer Ebene mit dem Austritt 30 der Schneiddüse
22 liegt. Der Aufnahmebereich des Schneidbrenners 18 für die Lärmschutzhaube 24
ist mit Längsnuten 32 ausgestattet, die am Umfang des Brennerkörpers gleichmäßig
verteilt angeordnet sind.
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In diesen Längsnuten ist die Lärmschutzhaube in vertikaler Richtung
(=Axialrichtung des Schneidbrenners 18) auf und ab verschiebbar, wie dies durch
den Pfeil "P" angedeutet ist.
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Die aus einem geräuschdämmenden Material bestehende Lärmschutzhaube
24 weist an ihrem oberen Boden 34 einen Schaltnocken 36 auf. der im stetigen Kontakt
mit einem Schalter 38 ist1 welcher seinerseits am Schneidbrenner 18 befestigt und
leber eine Leitung 40 mit der Steuereinrichtung 42 der Brennschneidmaschine verbunden
ist.
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Im Ausfrlhrungsbeispiel der Fig. 2 besitzt der Schalter 38 drei Schaltstellungen
1. II und III, in welche er vom Nocken 36 gebracht werden kann. Jede dieser drei
Schaltstellungen I, II und III entspricht einer bestimmten Höhenposition der axialverschiebbaren
Lärmschutzhaube 24 und hat ein bestimmtes Steuersignal zur Folge.
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In Fig.2 ist die Mittelstellung II des Schalters 38 dargestellt.
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Hierbei nimmt die Lärmschutzhaube, bezogen auf ihre Verschiebestrecke
(=Längsnuten 32)gleichfalls eine Mittelstellung ein.
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Dieser Zustand ergibt sich, wenn durch den Schneidbrenner 18 gerade
das Werkstück 20 durchtrennt wird (Schneidrichtung "S").
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Während dieses Schneidvorganges baut sich im Haubeninnenraum 44 ein
statischer Druck auf, durch den die Lärmschutzhaube in ihrer Mittelstellung (Stellung
II des Schalters 38) gehalten ist.
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Wenn nun aus irgendwelchen Gründen der Schnitt plötzlich abreißt.
d.h. der Schneidsauerstoffstrahl 46 durchdringt nicht mehr das Werkstück 20 so vergrößert
sich im Haubeninnenraum 44 der dort vorhandene statische Druck, wodurch die Lärmschutzhaube
nach oben gedrückt wird.
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Dadurch wird der Schalter 38 gleichfalls nach oben in seine Stellung
I verschwenkt. Durch diese Schaltstellung 1 geht nun an die Steuereinrichtung 42
ein Signal. welches den Ausfall des betreffenden Schneidbrenners optisch und/oder
akustisch signalisiert. so daß der Bedienungsmann aufmerksam gemacht wird und den
Fehler sofort beheben kann. Im Falle von mehreren Schneidbrennern an einer Maschine
ist es hierbei von besonderen Vorteil, wenn jedem Schneidbrenner eine eigene Kontrolleuchte
zugeordnet ist. so daß bei deren Aufleuchten der Bedienungsmann sofort feststellen
kann, welcher der Schneidbrenner ausgefallen ist.
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Anstelle dieser Warnanzeige ist es selbstverständlich auch möglich,
durch das durch die Schaltstellung I bedingte Signal die Brennschneidmaschine automatisch
auszuschalten, was insbesondere bei Brennschneidmaschinen mit einem Schneidbrenner
von Vorteil ist. l,!eiterhin besteht noch die Mögltichkeit durch das Steuersignal
I dem gestörten Schneidbrenner den Steuerbefehl "Ztlnden" oder Lochstechen zu geben,
um auf diese Weise den Schnitt bis auf diese kurze Unterbrechung zu beenden.
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Wenn nun während des Brennschneidvorganges der Schneidbrenner an den
Rand 48 gelangt, baut sich entsprechend - da ja nun die Lärmschutzhaube 24 nicht
mehr ueber dem Werkstück 20 ist - der im Haubeninnenraum 44 vorhandene statische
Druck ab. Dadurch fällt nun die Lärmschutzhaube 24 entlang den Längsnuten 32 nach
unten und setzt sich auf einen Ring 50 des Schneidbrenners aus. Bei dieser Abwäftsbewegung
wird auch der Schalter 38 durch den Nocken 36 nach unten in die Schaltstellung III
bewegt. Bei Erreichen dieser Stellung ergeht an die Steuereinrichtung 42 ein Signal,
durch welches bspw. die Schneidgeschwindigkeit verlangsamt
wird
bzw. nach einer gewissen zeitlichen Verzögerung die ausreichend ist. den Hestschnitt
zu beenden, den Schneidbrenner ausschaltet.
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Die Verwendung einer druckbedingten, höhenverstellbaren Lärmschutzhaube.
eignet sich wie bereits eingangs erwähnt, in erster Linie nur bei Schneidbrennern
mit kleinen und damit leichten Lärmschutzhauben. welche durch den in der Praxis
oft nicht sehr großen statischen Druck höhenverstellt werden können.
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Bei größeren Schneidbrennern und sich hieraus entsprechend konstruktionsbedingt
ergebenden schwereren Lärmschutzhauben, bietet sich die in Fig. 3 offenbarte, erfindungsgemäße
Ausführungsform an. Zum Unterschied zur Fig. 2 ist hier die Lärmschutzhaube 24 fest
am Schneidbrenner 18 angeordnet (wie bspw.
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in Fig. 4). Im Boden 34 ist eine Staudüse 52 eingesetzt, welche <iber
eine Leitung 54 mit einem pneumatischen Steuerglied 56 verbunden ist. Dieses Steuerglied
besteht aus einer von einer Membran 58 unterteilten Kammer 60. in deren Steuerraum
62 die Leitung 54 endet. Die Membran 53 ist silber eine Stange 64 mit einem Schalter
66 verbunden. welcher entsprechend der Druckbeanspruchung der Membran 58 gleichfalls
drei Schaltstellungen I. II und III, die mit denen der Fig. 2 zu vergleichen sind,
einnimmt. tlber eine elektrische Steuerleitung 68.70 steht der Schalter 66 mit der
Steuereinrichtung 42 in Verbindung.
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Der jeweils im Haubeninnernraum 44 herrschende statische Druck pflanzt
sich rlbcr die Staudtlse 52 und die Leitung 54 bis in den Steuerraum 62 des pneumatischen
Steuerglied 56 fort und drtlekt dabei dle Membran in die jeweilige Steuerstellung
II (gestrichelt). 1 (strichpunktiert) oder III (voll). Dementsprechend wird auch
der Schalter 66 ver-stellt. Die einzelnen Steuerstellungen I,II und III und deren
Funktionen sind die gleichen. wie anhand der Fig. 2 beschrieben und bedürfen daher
keiner Wiederholung. Die-Vervzendung einer fest angeordneten Lärmschutzhaube hat
noch den Vorteil, daß diese mit einen
(nicht dargestellten) Kühlsystem
ausgestattet werden kann, so daß dadurch die oft erhebliche Wärmeausstrahlung des
Schneidbrenners weitgehend eliminiert und dadurch auch die lebensdauer einer solchen
Haube erhöht werden kann.
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Es ist auch möglich und liegt im Rahmen der Erfindung, den unterschiedlichen
statischen Druck auch zur Höhensteuerung des Schneidbrenners zu verwenden. Wenn
bspw. der Schneidbrenner während des Brennschneidvorganges leber ein welliges Blech
hinwegbewegt wird, so 'ndert sich entsprechend dieser Welligkeit auch der statische,
Druck.
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Diese Druckschwankungen werden ebenfalls in elektrische Steuersignale
umgewandelt und bewirken dann silber die Steuereinrichtung 42 eine Höhenvestellung
des Schneidbrenners. so daß dieser dann in seinem Werkstcickobstand kontiunierlich
an die Welligkeit des Bleches angepaßt wird und somit stets den gleichen Abstand
aufweist Wie zuvor erwihnt. entsteht während des Brennschneidens nicht nur in der
Lärmschutzhaube ein zu Steuerungs~wecken erfindungsgemäß verwertbarer. statischer
Druck. sondern auch ein erheblicher Lärm, der ja durch die Lärmschutzhaube auf ein
ertrag liches Maß reduziert wird. Das von dem auf das Werkstück 20 auftreffende
bzw. durchdringende Schneidsauerstoffstrahl 46 erzeugte Geräusch; liegt in einem
bestimmten Frequenzbereich und ist abhängig davon ob nun der Schneidsauerstoffstrahl
nur auf das Werkstflek aufprallt (z B. nach dem Abreißen des Schnittes !, das Werkstilek
durchtrennt oder nach Beendigung des Schnittes ungehindert an diesen (neben dem
Rand 48) nach unten ausströmt. Je nach dieser jeweiligen Situation ist der Geräuschpegel
ein anderer. Hierzu wird gemäß einer weiteren Ausrithrungsform der Erfindung vorgeschlagen,
in die Wandung 72 der Lärmschutzhaube 24 ein wärme unempfindliches Mikrofon 74 einzubauen,
welches diese unterschiedlichen Geräusche erfaßt und über ein Kabel 76 zu einem
Geräuschdetektor 78 leitet.
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Uber im Detektor eingebaute Filter können Nebengeräusche herausfiltriert
werden, so daß die vom Schneidsauerstoffstrahl 46 erzeugten Geräusche (und ggfs.
zusätzlich die Heizflammengeräusche) entsprechend ihrer Lautstärke bzw. Frequenz,
zu Steuerzwekken verwendet werden, und zwar in der Weise, wie dies anhand der Fig.
2 und 3 schon erläutert wurde.
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