DE2741864C3

DE2741864C3 - Gasbrenner mit gasbetätigter Zündstab-Vorschubeinrichtung

Info

Publication number: DE2741864C3
Application number: DE2741864A
Authority: DE
Inventors: Charles Clifford Tucson Ariz. Anthes; Richard Calvin Weirton W.Va. Jones
Original assignee: Union Carbide Corp
Current assignee: Union Carbide Corp
Priority date: 1976-09-17
Filing date: 1977-09-16
Publication date: 1979-08-23
Also published as: AU509865B2; BE858812A; JPS5352265A; AU2727577A; NL7710203A; DE2741864A1; IT1090218B; GB1582071A; FR2364731B1; DE2741864B2; FR2364731A1; BR7706191A; JPS577816B2; CA1067008A; MX145763A; US4042225A

Description

Die Erfindung belrifft einen von Hand haltbaren Gasbrenner mit einem Brennerkörper, in dem ein ers er Gasdurchlaß zur Verbindung einer Gasquelle mit einer am einen üiide des Brennerkörpers si;, enden Brennerdüse ausgebildet ist, sowie mit eine: .1111 Brenncrkoi per Gehäuse, einen in dem Gehäuse untergebrachten Kolben, einen mit dem Kolben für eine F'arallelbewegung mit diesem verbundenen, in Richtung auf eine Ausgangsstellung vorgespannten StabgreiFer, einen für eine Verbindung zwischen der einen Seite des Kolbens und dem ersten Gasdurchlaß sorgenden zweiten Gasdurchlaß und ein in dem zweiten Gasdurchlaß angeordnetes Ventil aufweist, mittels dessen der Kolben mit Gas beaufschlagbar ist und das mit einem Ventilschaft versehen ist, der zum öffnen des Ventils mittels eines am Brennerkörper angelenkten Brennerhebels betätigbar ist Derartige Brenner eignen sich insbesondere für Schneid- und Fläminarbeiten.

Es ist bekannt (US-PS 24 33 514), bei einem solchen Brenner den Ventilschaft des der Beaufschlagung des Kolbens mit Gas, im allgemeinen Sauerstoff, dienenden Ventils unmittelbar am Brennerhebel derart anliegen zu lassen, daß das Ventil geöffnet bleibt, solange der Brennerhebel gedrückt ist Zusätzlich ist ein Druckentlastungsventil vorhanden, über das die eine Kolbenseite mit der Atmosphäre verbunden wird, wenn der Brennerhebel am Ende des Arbeitsvorganges losgelassen wird. Abgesehen davon, daß die Ventilanordnung des Brenners dabei verhältnismäßig kompliziert wird, hat der bekannte Brenner den Nachteil, daß während des gesamten Flamm- oder Schneidvorgangs unter Kammer 13 gleitend angeordnet.

Der Hub des Kolbens 25 wird durch den Abstand Reaktionszone vorhanden ist. Dies ist gefährlich und daher unerwünscht. Letzteres gilt auch für einen weiteren bekannten Brenner (AT-PS 2 36 194), bei dem an Stelle eines Druckentlastungsvent.ils für die Zündstab-Vorschubeinrichtung eine im Brennerkörper ausgebildete, enge Druckausgleichsbohrung vorgesehen ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verhältnismäßig einfach aufgebauten Brenner mit gasbetätigter Zündstab-Vorschubeinrichtung zu schaffen, bei dem dafür gesorgt ist, daß sich in der Zündstab-Vorschubeinrichtung während des Arbeitsvorganges kein unter Druck stehendes Gas, insbesondere Sauerstoff, befindet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Ventilschaft mit dem Brennerhebel über eine das Ventil kurzzeitig nur während des Niederdrückens des Brennerhebels öffnende Nockensteuerung in Verbindung steht, die einen mit dem Brennerkörper gelenkig verbundenen Nockenhebel und ein am einen Ende eines Hebelansatzes gelenkig und nachgiebig montiertes Nockenbetätigungsglied aufweist, und daß das Gehäuse mit einer mittels des Kolbens normalerweise verschlossenen Auslaßöffnung zum Ablassen des während des öffnens des Ventils in das Gehäuse eingeleiteten Gasstoßes am Ende der Transportbewegung des Kolbens versehen ist. Bei dem Brenner nach der Erfindung wird die Zündstab-Vorschubeinrichtung nur kurzzeitig mit einem Gasstoß beaufschlagt. Bereits unmittelbar nach der Transportbewegung ist eine weitere Gaszufuhr zur Vorschubeinrichtung unterbunden; die Vorschubeinrichtung ist dann druckentlastet.

Eine mechanisch besonders einfache Brennerausführung wird in weiterer Ausgestaltung der Erfindung dadurch erhalten, daß der Nockenhebel eine nach >ben geneigte Gleitfläche aufweist, auf der das Nockenbeiiitigungsglied beim Niederdrücken des Brennerhebcls gleitet, u:n den Nockenhebel mit dem Ventilschaft in Eingriff zu bringen, und daß die Gleitfläche in eine nach

unten geneigte Fläche derart abrupt übergeht daß das nachgiebig montierte Nockenbetätigungsglied über den Nockenhebel den Ventilschaft freigibt und ein sofortiges Schließen des Ventils bewirkt und daß während des Rückhubs das nachgiebig montierte Nockenbetätigungsglied durch Anlage an der nach unten geneigten Fläche unter Vermeidung eines öffnen des Ventils beim Rückhub drehbar ist

Zweckmäßig sind der Stabgreifer und der Kolben in im wesentlichen parallelen Kammern des Gehäuses untergebracht Dabei ist vorteilhaft zwecks Rückführung des Stabgreifers in die Ausgangsstellung nach Ablassen des Gases zur Atmosphäre eine Feder in der einen Kammer zwischen dem Stabgreifer und der Kammerwand untergebracht

Die Erfindung ist im folgenden an Hand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt

F i g. 1 teilweise im Querschnitt eine Aufrißansicht eines typischen Brenners mit der erfindungsgemäßen Stabvorschubeinrichtung,

Fig.2 eine teilweise perspektivische Ansicht der Rückseite des Brennerkörpers nach F i g. 1 (ohne eine Reihe von zugeordneten Bauteilen),

Fig.3 eine Teilansicht des hinteren Teils des Brennerkörpers, wobei Gasdurchlässe gestrichelt dargestellt sind, und

Fig.4 eine Seitenquerschnittsansicht des hinteren Teils des Brenners nach F i g. 1.

Wie insbesondere aus den F i g. 1 und 4 hervorgeht, weist die veranschaulichte Vorrichtung einen Sauerstoff-Brenngas-Brenner B auf, an dem nahe seinem vorderen Teil eine Zündstab-Vorschubeinrichtung M montiert ist, um in die von der Düse N des Brenners B ausgehenden Vorwärmstrahlen inkremental Längen eines schmelzbaren und oxydierbaren Metallstabes R hineinzuschieben. Als Brenngas kann beispielsweise Erdgas oder Acetylen verwendet werden.

Der Brenner B weist einen Hauptsauerstoffdurchlaß (erster Gasdurchlaß) 1 auf, der am einen Ende in einem Gasnippel 3 endet, der mit einer Schneidsauerstoffquelle verbunden werden kann. Ein Hauptsauerstoffventil 5 (Fig.4) sitzt in dem ersten Ga^uuichlaß 1, um über diesen Durchlaß Sauerstoff von der Sauerstoffquelle zur Düse Ngelangen zu lassen. Das Hauptsauerstoffventil 5 ist mit einem Brennerhebel 7 verbunden und wird mittels dieses Hebels betätigt. Brenngas, beispielsweise Erdgas oder Acetylen, strömt in den Brenner B über einen Einlaßkanal 9 ein und wird im Mischer U mit Sauerstoff gemischt. Der Schneidsauerstoff tritt in der üblichen Weise aus einer (nicht gezeigten) Mittelöffnung in der Düse N aus, während Vorwärnistrahlen Öffnungen verlassen, welche die Schneidsauerstofföffnung umgeben.

Die Stabvorschubeinrichtung M weist ein Gehäuse H mit parallelen Kammern 13 und !5 auf. Die eine Kammer 13 ist mit einer Öffnung 17 versehen, die für eine Verbindung zwischen einem zweiten Gasdurchlaß 19 und einem Ende der Kammer 13 sorgt. In Abstand von der Öffnung 17 befindet sich in der Wand der Kammer 13 eine Auslaßöffnung 21. Die Auslaßöffnung 21 ist mit einem Filter 23 versehen, um zu verhindern, daß Staub oder andere Schmutzteilchen in die Kammer 1 i eindringen. Ein kolbenartiges Bauteil 25 ist in der Druck stehender Sauerstoff in der Zündstab-Vorschubeinrichtung und damit in der Nähe der heißen /wischen dem einen Finde 26 des Kolbens und der Auslaßöffnung 21 bestimmt. Der Kolbenhub kann mittels einer Stellschraube 27 oder dadurch eingestellt werden, daß unter verschiedenen Kolben ausgewählt wird, die derart bearbeitet sind, daß sich unterschiedliche Abstände zwischen dem Ende 26 und der Auslaßöffnung 21 ergeben. Das Ende 29 des Kolbens 25 ist mit einem in der Kammer 15 sitzenden Stabgreifer 31 mechanisch verbunden. Eine Feder 33 befindet sich zwischen dem Greifer 31 und der Wand 35 der Kammer 15, um den Greifer am Ende des Stabvorschubhubes in

ίο seine Ausgangsstellung zurückzubringen. Ein Stab R wird durch die Vorwärtsbewegung des Stabgreifers 31 beim Vorwärtshub des Kolbens 25 durch ein Reibungsführungsteil 37 hindurch nach außen zum flammenseiiigen Ende der Düse N geschoben.

Zu der Einrichtung, mittels deren der öffnung 17 in der Kammer 13 Gas zugeführt wird gehört der Brennerhebel 7, der bei 43 mit dem Brennerkörper 39 gelenkig verbunden ist Ein Hebelarmansatz 41 ist bei 43 an dem Hebel 7 gelenkig befestigt Ein Nockenbetätigungsglied 45 ist bei 47 an dem Hebelarmansatz 41 angelenkt Zwischen dem Nockenbetätigungsglied 45 und dem Hebelarmansatz 41 sitzt eine Feder 49, die das Betätigungsglied 45 gegen die Wand des Hebelarmansatzes 41 drückt Ein Nockenhebel 51 ist bei 53 am Brennerkörper 39 angelenkt. Der Nockenhebel 51 weist eine nach oben geneigte Gleitfläche 55 auf, auf der das Nockenbetätigungsglied 45 gleitet, wenn der Brennerhebel 7 niedergedrückt wird. Die Gleitfläche 55 endet abrupt in einer nach unten geneigten Fläche 57. Das

Ji) Nockenbetätigungsglied 45 kann auf Grund dieser Ausbildung den Nockenhebel 51 in Kontakt mit einem Ventilschaft 59 eines Ventils 58 bringen. Wenn das Nockenbelätigungsglied 45 über das Ende tier Gleitfläche 55 hinwegläuft, kehrt der Ventilschaft 59 sofort in

Vi die Schließstellung zurück. Durchläuft der Brennerhebel weiter ein normales Arbeitsspiel, wird das Nockenbetätigungsglied entgegen der Kraft der Feder 49 bei Freigabe des Brennerhebeis mittels der Fläche 57 erfaßt, so daß das Nockenbetätigungsglied nicht auf den

4» Ventilschaft einwirkt, wenn es in seine Ausgangs.-.'ellung zurückkehrt.

Das Hilfsventil 58 sitzt innerhalb des Brennerkörpers 39 im Gasdurchlaß 19; es weist den Ventilschaft 59 auf. Das Ventil 58 wird im Brennerkörper mittels Schraub-

■·"> teilchen 60 und 62 gehalten. Diese Schraubteile gestatten eine lotrechte Einstellung des Ventils 58, so daß ein Verschleiß am Ventilschaft 59 kompensiert werden kann.

Im Betrieb wird dem Brenner B Hauptsauerstoff über

><> den Gasnippel 3 zugeleitet. Sauerstoff füllt eine Kammer 63 und einen Durchlaß 64 (F i g. 2) aus, der eine Verlängerung des Gasdurchlasses 19 darstellt. Wenn der Brennerhebel 7 niedergedrückt wird, bringt der Hebelarmansatz 41 das Nockenbetätigungsglied 45 mit

'■■> dem Nockenhebel 51 in Eingriff. Der Nockenhebel 51 legt sich gegen den Ventilschaft 59 an und drückt den Ventilschaft 59 nach unten, so daß Sauerstoff vom Gasdurchlaß 64 aus durch den Ventilkörper 65 hindurch und über einen Durchlaß 66 in den Gasdurchlaß 19

'' strömen kann. Wenn das Nockenbetätigungsglied 45 die Oberseite der Gleitfläche 55 erreicht, beginnt der Brennerhebel ein Hauptsauerstoffventi! 67 zu öffnen, indem er einen Ventilschaft 69 faßt und einen Vcntükörper 71 abhe! ?, so daß Sauerstoff von der Kammer 63 in den ersten Gasdurchlaß ! ^.-!.nigen kann. Das öffnen des HauptsauerstoffveniiK 67 kann mittels einer Stellschraube 73 eingestellt werden so daß Hauptsauerstoff strömt, unmittelbar nachdem der

SauerstotfstoB an die Stabvorschubeinrichtung M gegangen ist. um den Vorschub des Zündstabes R 7ii bewirken. Der zum Durchlaß 19 gehende Gasstoß wird über die öffnung 17 in die Kammer 13 eingeleitet und treibt den Kolben 25 nach vorne. Der Kolbben 25 ·, schiebt seinerseits den Stabgreifer 3i nach vorne Während sich der Stabgreifer 31 vorwärtsbewegt, erfaßt er den Stab R und schiebt diesen um eine Strecke vor, die ungefähr gleich dem Hub des Kolbens 25 ist. Am Ende des Hubes wird der zum Verstellen des Stabes i>> dienende Sauerstoff über die Auslaßöffnung 2i zur Atmosphäre abgelassen. Die Feder 33 schiebt den Stabgreifer 31 nach hinten, der seinerseits den Kolben 25 in seine Ausgangsstellung zurückbringt. Das Reibungsführungsteil 37 verhindert, daß der Stab in ι-. Rückwärtsrichtung mitgenommen wird.

Aus der vorstehenden Beschreibung folgt, daß bei Freigabe des Brennerhebels 7 das Nockenbetätigungsglied 45 auf dem Hebelarmansatz 41 sich von links nach rechts bewegt und das Nockenbetätigungsglied entge- _>i. gen der Kraft der Feder 49 im Uhrzeigersinn gedreht wird, um über die Gleitfläche 55 des Nockenhebels 51 zu laufen, ohne das Hilfsventil 58 zu öffnen. Dies ist notwendig, weil andernfalls der Stab bei Rückkehr des Brennerhebels in die Ausgangslage verschoben würde. >->

Gegenüber mechanischen Stabvorschubeinrichtungen zeichnet sich die beschriebene Anordnung durch folgende Merkmale aus:

i. Es ist eine geringere manuelle Kraft erforderlich, um den Brennerhebel zu betätigen, und wyr beispielsweise '/2 kp ppg^nüber 5,9 kp, um den Siao vorzuschieben; 3,2 kp gegenüber 6,8 kp, um die Schneidsauerstoffventile zu öffnen sowie 0,9 kp gegenüber 3,6 kp, um das Sauerstoffventil weit offen zu hulten.

Dadurch, daß die Kraft zur Vorbewegung des Siabcs unmittelbar in der Vorschubrichtung aufgebracht wird, werden Gleitreibungsstellen minimiert; der Abrieb wird vermindert; es wird ein zwangsweiser Stabvorschub gewährleistet.

3. Die Bewegung des Kolbens erfolgt in der gleichen Richtung und parallel zu der Bewegung des Stabes, während dieser vorgeschoben wird, und die Mittellinie des Kolbens ist gegenüber der Mittellinie des vorzuschiebenden Stabes nur verhältnismäßig wenig versetzt. Dies sind beides wesentliche Faktoren, um die Reibung zu vermindern und seitliche Schubkräfte minimal zu halten.

4. Die Anzahl der Reibungs- und Verschleißstellen, die mit dem Vorschub des Stabes in Richtung auf die Düse verbunden sind, wird vermindert. Dadurch wird die Kraft kleiner, die zum Verstellen des Stabes erforderlich ist. Es tritt weniger Verschleiß auf. Der Wartungsaufwand kann vermindert werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Von Hand haltbarer Gasbrenner mit einem Brennerkörper, in dem ein erster Gasdurchlaß zur Verbindung einer Gasquelle mit einer am einen Ende des Brennerkörpers sitzenden Brennerdüse ausgebildet ist, sowie mit einer am Brennerkörper angeordneten Zündstab-Vorschubeinrichtung, die ein Gehäuse, einen in dem Gehäuse untergebrachten Kolben, einen mit dem Kolben für eine Parallelbewegung mit diesem verbundenen, in Richtung auf eine Ausgangsstellung vorgespannten Stabgreifer, einen für eine Verbindung zwischen der einen Seite des Kolbens und dem ersten Gasdurchlaß sorgenden zweiten Gzsdurchlaß und ein in dem zweiten Gasduichlaß angeordnetes Ventil aufweist, mittels dessen der Kolben mit Gas beaufschlagbar isi und das mit einem Ventilschaft versehen ist, der zum öffnen des Ventils mittels eines am Brennerkörper angelenkten Brennerhebels betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilschaft (59) mit dem Brennerhebel (7) über eine das Ventil (58) kurzzeitig nur während des Niederdrückens des Brennerhebels öffnende Nockensteuerung in Verbindung steht, die einen mit dem Brennerkörper (39) gelenkig verbundenen Nockenhebel (51) und ein am einen Ende eines Hebelarmansatzes (41) gelenkig und nachgiebig montiertes Nockenbetätigungsglied (45) aufweist, und daß das Gehäuse (H) mit einer mittels des Kolbens (25) normalerweise verschlössenen Auslaßöffnung (21) zum Ablassen des während des öffnens des Ventils in das Gehäuse eingeleiteten Gasstoßes am Ende der Transportbewegung des Kolbens versehen ist.

2. Gasbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekenn- ^5 zeichnet, daß der Nockenhebel (51) eine nach oben geneigte Gleitfläche (55) aufweist, auf der das Nockenbetätigungsglied (45) beim Niederdrücken des Brennerhebels (7) gleitet, um den Nockenhebel mit dem Ventilschaft (59) in Eingriff zu bringen, und daß die Gleitfläche in eine nach unten geneigte Fläche (57) derart abrupt übergeht, daß das nachgiebig montierte Nockenbetätigungsglied über den Nockenhebel den Ventilschaft freigibt und ein sofortiges Schließen des Ventils (58) bewirkt, und ^4Γ> daß während des Rückhubs das nachgiebig montierte Nockenbetätigungsglied durch Anlage an der nach unten geneigten Fläche unter Vermeidung eines öffnens des Ventils beim Rückhub drehbar ist.

3. Gasbrenner nach einem der vorhergehenden "><> Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stabgreifer (31) und der Kolben (25) in im wesentlichen parallelen Kammern (13, 15) des Gehäuses (H) untergebracht sind.

4. Gasbrenner nach Anspruch 3, dadurch gekenn- >> zeichnet, daß zwecks Rückführung des Stabgreifers (31) in die Ausgangsstellung nach Ablassen des Gases zur Atmosphäre eine Feder (33) in der einen Kammer (15) zwischen dem Stabgreifer und der Kammerwand untergebracht ist. ^h"