DE2848957A1 - Verfahren zum automatischen einstellen der anfangshoehe eines schneidbrenners von einem werkstueck - Google Patents
Verfahren zum automatischen einstellen der anfangshoehe eines schneidbrenners von einem werkstueckInfo
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Description
MESSER GRIESHEIM Ltd. TMG 1158
Kennwort: Anfangshöheneinstellung EM Erfinder: Ordner: II
Verfahren zum automatischen Einstellen der Anfangshöhe eines Schneidbrenners von einem Werkstück
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatischen
Einstellen der Anfangshöhe eines Schneidbrenners, insbesondere eines Plasmaschneidbrenners, von einem zu bearbeitenden
Werkstück mit unregelmäßiger Oberfläche, welches vorzugsweise unterhalb eines Flüssigkeitsspiegels angeordnet
ist.
Ferner bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Aus der DE-OS 27 06 232 ist ein Verfahren zur Konstanthaltung des Abstandes eines Plasmabrenners von einem unter
einem Flüssigkeitsspiegel angeordneten Werkstück bekannt, wobei zur Abstandsregelung während des Schneidens das elektrische
Potential des Plasmaschneidstrahles ermittelt, in
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einem Vergleicher mit einem Sollwert verglichen und die ermittelte Regelabweichung einer Plasmabrennerhöhenverstelleinrichtung
zur Abstandskorrektur zugeführt wird. Bei diesem Verfahren, welches bevorzugt zum Plasmaschneiden
eines unterhalb eines Flüssigkeitsspiegels angeordneten Werkstückes verwendet wird, ist es zu Beginn des
Schneidvorganges erforderlich, den Plasmabrenner zunächst in einer gewissen Anfangshöhe vom Werkstück zu positionieren,
damit dann der Plasmaschneidstrahl gezündet werden kann. Diese Anfangshöhe, deren Größe von der elektrischen
Energie des Plasmaschneidstrahles, also der Leistung des
verwendeten Plasmaschneidbrenners, abhängig ist, wird bisher,
wie aus der DE-OS 27 06 232 hervorgeht, manuell oder auch automatisch über entsprechende Verstelleinrichtungen
vorgenommen.
Die Verstellung von Hand ist im Hinblick auf das unter Wasser liegende Werkstück und damit die Sichtverhältnisse
beim Einstellen ungünstig. Zum automatischen Einstellen der Anfangshöhe eines Schneidbrenners ist aus der DE-AS
24 27 69 4 ein Verfahren bekannt, bei dem ein Schneidbrenner mit einem daran befestigten Fühler zunächst gegen
das Werkstück bewegt wird bis der Fühler das Werkstück berührt. Anschließend erfolgt Zurückbewegung des Brenners
auf eine gewünschte Anfangshöhe. Dieses Verfahren erfordert eine Rückstellbewegung des Brenners und ist deshalb
zeitintensiv.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welchem
bereits während der Abwärtsbewegung von Schneidbrenner und Fühler die gewünschte Anfangshöhe automatisch eingestellt
wird.
zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Er-
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-S-
findung ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem vor Beginn des Schneidvorganges der Schneidbrenner und ein vom Schneidbrenner
in der gewünschten Anfangshöhe angeordneter Fühler mittels einer Höhenverstellvorrichtung solange gegen das
Werkstück bewegt werden, bis der Fühler die Werkstückoberfläche berührt und daß mit/nach der Werkstückberührung
durch den Fühler ein Signal zum Abschalten der Höhenverstellvorrichtung
und zum Einschalten einer Hubvorrichtung zum Abheben des Fühlers vom Werkstück ausgelöst wird.
10
Durch das vorgeschlagene Verfahren wird die der Erfindung
zugrundeliegende Aufgabe in besonders vorteilhafter Weise gelöst, insbesondere wird dadurch bereits während der Abwärtsbewegung
des Brenners beim .Erreichen einer gewünschten Anfangshöhe der Brenner gestoppt und somit die gewünschte Anfangshöhe automatisch eingestellt. Dieses Positionierverfahren
ist besonders einfach und erfordert nur eine kurze Rüstzeit.
Eine besonders vorteilhafte Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens weist einen Plasmabrenner mit zugeordneter
Höhenverstellvorrichtung, die vorzugsweise plasmabogenspannungsabhängig
gesteuert ist, auf und enthält erfindungsgemäß einen, dem Plasmabrenner zugeordneten Fühler,
der mittels einer Hubvorrichtung gegenüber dem Plasmabrenner
und dem Werkstück relativ bewegbar ist. In vorteilhafter Weiterbildung wird hierzu vorgeschlagen, daß
die Hubvorrichtung pneumatisch betätigbar ist.
im nachfolgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf
die Zeichnungen sowie unter Hinweis auf weitere vorteilhafte Merkmale anhand eines Ausführungsbeispieles entsprechend
den Figuren 1 und 2 näher erläutert.
in Figur 1 ist ein Plasmaschneidbrenner, welcher Vorzugs-
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weise als wasserstabilisierter Plasmabrenner (siehe auch US-PS 36· 41 308) ausgebildet ist, mit 10 bezeichnet.
ein
Mit dem Plasmabrenner 10 soll mit 11 gekennzeichnetes Werkstück geschnitten werden, welches unterhalb eines Flüssigkeitsspiegels 12 oder alternativ auf einem Flüssigkeitstisch (siehe auch US-PS 37 87 247) angeordnet ist. Dem Plasmaschneidbrenner 10 ist ferner eine an sich bekannte Köhenverstellvorrichtung zugeordnet, die schematisch mit 13 gekennzeichnet ist. Der Höhenverstellvorrichtung 13 ist ein Motor 14 zugeordnet, welcher über eine Regeleinheit 15 den Abstand H des Plasmabrenners IO vom Werkstück 11 während des Schneidens konstant hält, wobei als Höhenistwert die Bogenspannung des Plasmabogens 16 dient. Derartige Köhensteuerungen sind besonders vorteilhaft beim beschriebenen Schneidbetrieb unter Wasser einsetzbar. Eine mögliche Ausführimgsform einer derartigen Höhensteuerung ist aus der DE-OS 27 06 232 bekannt geworden.
Mit dem Plasmabrenner 10 soll mit 11 gekennzeichnetes Werkstück geschnitten werden, welches unterhalb eines Flüssigkeitsspiegels 12 oder alternativ auf einem Flüssigkeitstisch (siehe auch US-PS 37 87 247) angeordnet ist. Dem Plasmaschneidbrenner 10 ist ferner eine an sich bekannte Köhenverstellvorrichtung zugeordnet, die schematisch mit 13 gekennzeichnet ist. Der Höhenverstellvorrichtung 13 ist ein Motor 14 zugeordnet, welcher über eine Regeleinheit 15 den Abstand H des Plasmabrenners IO vom Werkstück 11 während des Schneidens konstant hält, wobei als Höhenistwert die Bogenspannung des Plasmabogens 16 dient. Derartige Köhensteuerungen sind besonders vorteilhaft beim beschriebenen Schneidbetrieb unter Wasser einsetzbar. Eine mögliche Ausführimgsform einer derartigen Höhensteuerung ist aus der DE-OS 27 06 232 bekannt geworden.
wie bereits in der Beschreibungseinleitung erläutert,
ist es erforderlich, zu Beginn des Schneidvorganges den Plasmabrenner in einer vorbestimmten Anfangshöhe H über
dem Werkstück zu positionieren, damit der Plasmastrahl zwischen Plasmabrenner als sogenannter übertragener Plasmabogen
gezündet und aufrechterhalten werden kann.
Zum automatischen Einstellen der Höhe H ist gemäß der vorliegenden
Erfindung dem Plasmabrenner ein in seiner Gesamtheit mit 17 bezeichneter Fühler zugeordnet. Dieser Fühler
17 weist einen Halteflansch 18 auf, der in kraftschlüssiger
Verbindung mit dem Plasmabrenner 10 ist. Am Halteflansch sind als Hubvorrichtung Pneumatikzylinder 19 vorgesehen.
Die Kolben 20 der Zylinder 19 sind mit einem Schaltteil verbunden, welches wiederum mit einer Teleskopführung 22
in Schaltverbindung steht. Am Ende der Teleskopführung
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A.
ist ein Pühlerring 23 befestigt. Wie aus Figur 1 hervorgeht,
ist im Schaltteil 21 ein Schalter 24 in Doppel-Pfeilrichtung a verschiebbar befestigt. Der Schaltkontakt
25 des Schalters 24 ist von einem Stößel 26 bewegbar, der von der Teleskopstange 27 unter Zwischenschaltung einer
Feder 28 betätigbar ist. Die Teleskopstange 27 sowie die
Feder 28 und der Stößel 26 sind im Teleskopgehäuse-Rohr gelagert. Durch die vorgesehene Feder 28 wird ferner nach
Betätigung des Schalters 24 eine Relativbewegung zwischen Teleskopstange 27 und Teleskopführungsrohr 29 möglich, wobei
die Relativbewegung durch die Länge des Schlitzes 30 und die entsprechende Arretierungsschraube 31 begrenzt ist
Wie ferner aus der Figur zu ersehen ist, sind die Pneumatikzylinder 19 über ein Absperrventil 32 und ein Entlüftungsventil
33 mit einer Druckgasversorgungseinheit 34 verbunden.
Das erfindungsgemäße Verfahren sowie die weitere Funktions
weise der in Figur 1 dargestellten Einrichtung wird in Ver bindung mit der Figur 2 näher erläutert.
Wie aus Figur 2 Position a zu ersehen ist, befindet sich vor dem Beginn eines Schneidvorganges der Schneidbrenner
10 und der Fühlerring 23 oberhalb des Flüssigkeitsspiegels
12. Danach wird zum automatischen Einstellen der Anfangshöhe H der Kontakt 35 geschlossen und dadurch das Relais
36 sowie das Relais 37 erregt. Relais 36 bewirkt eine Schließung des Kontaktes 38, wodurch der Motor 14 und damit
der am Plasmabrenner befestigte Fühler gegen das Werkstück 11 bewegt werden. Gleichzeitig wird durch Relais 37
das Ventil 32 geöffnet (Ventil 33 ist auf Durchgang geschaltet), so daß von der Druckversorgungsquelle 34 Druckluft
in den Zylinderraum 39 gelangt, wodurch der Kolben 20 in seine untere Endstellung gebracht wird. Der Abstand
der Unterkante 40 Csiehe Figur 2) des Fühlerringes 23 von
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Λ-
der Brennerspitze 41 entspricht in diesem Zustand der gewünschten Anfangshöhe H. Eine Veränderung der Höhe kann
durch entsprechendes Verschieben des Befestigungsflansches 18 in Doppelpfeilrichtung a erreicht werden. Plasmabrenner
10 und Fühlerring 23 haben nun eine Position, wie sie in
Figur 2 Darstellung b veranschaulicht ist. In dieser Position wird wie durch die gestrichelte Linie 42 angedeutet, der
Plasmabrenner 10 und der Fühlerring 23 mittels der Verstellvorrichtung 13,14 solange gegen das Werkstück 11 bewegt, bis
die Unterkante 40 des Fühlerringes 23 die Werkstückoberfläche 43 berührt. Mit Werkstückberührung bzw. unmittelbar nach
der Berührung wird durch die erfolgende Relativbewegung der Telesko.pstange 27 über Feder 28 und Stößel 26 der Kontakt 25
des Schalters 24 betätigt, wodurch das Relais 44 erregt wird.
Das Relais 44 öffnet den Kontakt 45, wodurch Relais 36, 37 entregt und damit die Höhenverstellvorrichtung 13, 14 abgeschaltet
wird. Ferner wird das Relais 37 entregt und damit das Ventil 32 geschlossen und gleichzeitig durch den Schaltimpuls
das Relais 46" erregt und das Ventil 33 auf Entlüft-Position geschaltet. Dadurch wird die in den Zylindern 19
vorgesehene Druckfeder 47 wirksam, wodurch der Fühler vom Werkstück abgehoben und in eine Position entsprechend Figur 2
Darstellung a gebracht wird. Der Plasmabrenner ist nun in der gewünschten Höhe H über dem Werkstück 11 positioniert und
der Zündvorgang für den Plasmalichtbogen kann in an sich bekannter Weise eingeleitet und nach erfolgtem Zünden des Plasmalichtbogens
der Schneidvorgang begonnen werden. Während des Schneidens erfolgt dann eine Konstanthaltung der Höhe a über
die bereits beschriebene Vorrichtung 15 in Verbindung mit Motor 14 und Brennerhöhenverstellung 13.
Beim obengenannten Ausführungsbeispiel ist die Hubvorrichtung für den Fühlerring 23 pneumatisch ausgebildet. Es ist selbstverständlich
auch möglich und liegt im Rahmen der Erfindung andere · Hubvorrichtungen, beispielsweise Hubmagnete vorzusehen.
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-3-
Darüber hinaus ist es vorteilhaft möglich und liegt im Rahmen der Erfindung, den Fühlerring 23 nicht nur als Höhenpositionierelement
zu verwenden, sondern beispielsweise durch eine pendelnde Lagerung als Havarie-Einrichtung
mit zu verwenden. Dabei wird durch die pendelnde Lagerung des Fühlers 17 der Vorteil erreicht, daß bei einem Anstoßen
des Fühlerringes 23 beispielsweise an hochgesprungenen Blechkanten oder sonstigen Hindernissen im Schneidbereich
eine Auslenkung des Fühlerringes 23 erfolgt, die einen weiteren Schaltimpuls zum sofortigen Abschalten der.
gesamten Maschine auslöst. Derartige Einrichtungen werden von der Anmelderin unter der Bezeichnung Havarie-Einrichtung
vertrieben.
Die vorliegende Erfindung ist bevorzugt bei Plasmabrennern sowie zum Schneiden von Werkstücken, die geringfügig (wenige
Zentimeter) unterhalb eines Flüssigkeitsspiegels, beispielsweise Wasserspiegels, also unter Wasser angeordnet
sind. Selbstverständlich ist das erfindungsgemäße Verfahren aber auch anwendbar bei Werkstücken, die nicht unter einer
Flüssigkeit angeordnet sind. Auch können anstelle von Plasmabrennern Autogenbrenner oder Laserschneidköpfe entsprechend
dem erfindungsgemäßen Verfahren in einen vorbestimmten Abstand h automatisch eingestellt werden, wobei entsprechend
dem wesentlichen Vorteil der Erfindung die Positionierung des Schneidwerkzeuges bereits während des Heranfahrens des
Schneidwerkzeuges an das zu bearbeitende Werkstück erfolgt.
-f) verwendbar
30
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Ffm., 2. November 1978
Be/Ack
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Claims (5)
1. Verfahren zum automatischen Einstellen der Anfangshöhe eines Schneidbrenners, insbesondere eines Plasma-
Schneidbrenners, von einem zu bearbeitenden Werkstück mit unregelmäßiger Oberfläche, welches vorzugsweise
unterhalb eines Flüssigkeitsspiegels angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Beginn eines
Schneidvorganges der Schneidbrenner und ein vom Schneidbrenner in der gewünschten Anfangshöhe angeordneter
Fühler mittels einer Hohenverstellvorrichtung solange gegen das Werkstück bewegt' werden, bis der Fühler die
Werkstückoberfläche berührt und daß mit/nach der Werkstückberührung durch den Fühler ein Signal zum Abschalten
der KöhsnverstelIvorrichtung und zum Einschalten
einer Hubvorrichtung zum Abheben des Fühlers vom Werkstück ausgelöst wird.
2. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch
1, mit einem Plasmabrenner mit zugeordneter Hohenverstellvorrichtung, die vorzugsweise plasmabogenspannungsabhängig
gesteuert-ist, gekennzeichnet
durch einen dem Plasmabrenner (10) zugeordneten Fühler (17), der mittels einer Hubvorrichtung (19) gegenüber
dem Plasmabrenner (10) und dem Werkstück (11) relativ
bewegbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Hubvorrichtung (19) pneumatisch betätigbar ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Hubvorrichtung (19) einen Pneumatikzylinder (.19) aufweist, dessen Kolben (20) mit
einem, einen Schalter (24) aufweisenden Schaltteil
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C21) mechanisch, verbunden ist und daß der Schalter C24r 25) mit einer Teleskopführung (22) in Schaltverbindung
steht, an der ein Fühlerring (23) befestigt ist. 5
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Teleskopführung (22) eine den Fühlerring (23)
haltende Teleskopstange (27) aufweist, die gegen den Kontakt (2-5) des Schalters (24) und gegen die Kraft
einer Feder (28) in einer Führung (29)' .bewegbar ist.
TMG 115g 15
Ffm., 2. November 1978 Be/Ack
030021/0285
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