DE2926791A1

DE2926791A1 - Brenneraggregat an einer fuehrungsmaschine

Info

Publication number: DE2926791A1
Application number: DE19792926791
Authority: DE
Inventors: Fred Balfanz; Harry Hooper
Original assignee: Messer Griesheim GmbH
Current assignee: Messer Griesheim GmbH
Priority date: 1978-08-28
Filing date: 1979-07-03
Publication date: 1980-03-13
Also published as: US4205828A; FR2434675A1; CA1112555A; GB2028703A; GB2028703B; JPS5533895A

Description

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MESSER GRIESHEIM GMBH TMG 1159

Kennwort: Schrägschnitte an Formteilen ^EM Erfinder: BaIfanz. Hooper Ordner:II

Brenneraggregat an einer Führunqsinaschine

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Brenneraggregat an einer Führungsmaschine, insbesondere an einer Brennschneidmaschine, bestehend aus einem auf einer Querlaufbahn verfahrbaren Gehäuse, in dem ein Drehantrieb für den Brenner vorgesehen ist.

Bisher wurden bei der Herstellung von Absperrschiebern oder dergleichen, die Platten, aus denen diese Schieber geschnitten wurden, oft aus rostfreiem Stahl hergestellt. Für das Formschneiden des Schiebers (Ventils)mittels der bekannten, konventionellen Schneidbrenner und/oder mechanischer Schneidgeräte, war eine lange Schneidzeit von ein bis zwei Stunden erforderlich. Formänderungen während des Schneidvorganges konnten leicht vorgenommen werden, da der Brennerkopf oder ein anderes Schneidgerät sich

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relativ langsam zum Werkstück bewegt. Bedingt -durch die Entwicklung von Plasmabrennern,, konnte -die Schneidzeit auf ein bis zwei Minuten bei dem gleichen Teil verkürzt werden, aufgrund der nun möglichen höheren Brennergeschwindigkeit.

Bei den sehr hohen Schneidgeschwindigkeiten wurde nun aber die Steuerung des Brenners in bezug auf das flache Werkstück währenddes Schrägschnittes äußerst wichtig. Es wurde daher bereits vorgeschlagen, den Plasmabrenner auf einem kreisbogenförmigen Segment zu bewegen, wobei der Mittelpunkt des Krümmungsradius dieses Segementes horizontalen Ebenen des flachen Werkstückes zu liegen kommt. Daher würde dann die Brennerachse stets durch diesen Radiusmittelpunkt gehen, unabhängig davon, in welchem Winkel der Brenner auf dem Segment während des Formschnittes eingestellt ist, d.h.der Brenner ist dann stets genau auf die Oberfläche des flachen Werkstückes ausgerichtet.

Zur Herstellung bestimmter Formen aus den flachen Platten (Werkstücken) wie z.B. die vorgenannten Absperrschieber ist es notwendig, eine senkrechte Kante herzustellen, die mit einem sehr scharfen Absatz in eine schräge Kante übergeht und dann entsprechend wieder zurück. Bisher war die Steuerung der Bewegung des auf dem Segment befestigten Plasmabrenners während des Schneidvorganges so langsam, daß abrupte Änderungen in der Abschrägung (bevel contour), wie z.B. eine Schulter mit diesem bekannten System nicht mög lieh waren .Daher konnten bisher die Vorteile der Herstellung dieser Formteile (Absperrschieber) mittels des Plasmabrenners nicht genutzt werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Brenneraggregat konstruktiv so zu gestalten, daß während

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des Schneidvorganges eine sofortige, verzögerungsfreie Änderung des Schnittwinkels möglich ist,

Zur Lösung der genannten Aufgabe wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß dem Drehantrieb (des Brenneraggregates) eine Tragkonsole zugeordnet ist, an der ein den in seiner Winkelstellung verschwenkbaren Brenner aufnehmendes Segment befestigt ist, daß weiterhin den Verschwenkweg des Brenners begrenzende Mittel vorgesehen sind, und daß ferner der Brenner mit einer Ver-Schwenkeinrichtung verbunden ist. Gemäß der Erfindung ist hierbei vorgesehen, daß als Begrenzungsmittel an der Tragkonsole befestigte und in den Verschwenkweg des Brenners ragende und in ihrem Abstand einstellbare Stellschrauben vorgesehen sind, zwischen denen ein dem Brenner zugeordneter Anschlag hin- und herbewegbar ist.

Gemäß der Erfindung besteht die Verschwenkeinrichtung aus einem Kolben-Zylinder-Aggregat, welches von einer Steuereinrichtung betätigbar ist. Erfindungsgemäß ist es weiterhin vorteilhaft, wenn das von der Tragkonsole gehaltene Segment eine solche Krümmung aufweist, daß der Drehpunkt des Krümmungsradius - in Schneidstellung des Brenners in der Ebene des Werkstückes liegt, und daß weiterhin der Brenner von Führungselementen am Segment gehalten ist.

Von Vorteil ist es weiterhin, wenn am Kolben-Zylinder-Aggregat ein in der Tragkonsole drehbar gelagerter Hebel mit seinem einen Arm eingreift, dessen anderer Arm mit einem von der Halteplatte aufgenommenen Drehbolzen verbunden ist.

Weitere Vorteile ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen und der nachstehenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, die im Zusammenhang

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mit der beigefügten Zeichnung der weiteren Erläuterung dient. In der Zeichnung sind dargestellt in

Fig.1 eine Vorderansicht einer Brennschneidmaschine:

Fig.2 eine perspektivische Teilansicht des Brenneraggregates;

Fig.3 eine Ansicht des Brenneraggre

gates in Blickrichtung 3-3 gemäß Fig.4

Fig.4 eine Seitenansicht des Brenneraggregates in Blickrichtung 4-4

in Fig.1;

Fig.5 eine vergrößerte Teilansicht

des Brenneraggregates; 20

Fig.6 ein Werkstück mit einem herauszuschneidenden Absperrschieber;

Fig.7 eine Schnittansicht entlang der Linie 7-7 in Fig.6;

Fig.8 eine Schnittansicht entlang der Linie 8-8 in Fig.6;

Fig.9 eine perspektivische Ansicht

in Blickrichtung 9-9 in Fig.6 und

Fig.10 eine weitere Einzelheit am

Brenner.
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Wie aus Fig.1 ersichtlich, weist die Führungsmaschine (Brennerschneidmaschine) zwei Radkasten 1 mit Laufrollen 2 auf, durch welche über einen oder mehrere Antriebsmotore 4 die Maschine auf Führungsschienen 3 verfahrbar ist. Bei dieser Maschinenart erfolgt die Bewegung entlang der Schienen 3 während des Schneidvorganges in Längsrichtung .

Zwischen den Radkasten 1 ist eine diese miteinander verbindende Querlaufbahn 5 vorgesehen, die sich rechtwinkelig zu den Führungsschienen 3 erstreckt. Die Querlaufbahn 5 dient zur Aufnahme von wenigstens einem Brennerwagen 6, welcher von einem Antriebsmotor 7 und ein Getriebe 8 verfahrbar an der Querlaufbahn 5 vorgesehen ist. Am Brennerwagen 6 ist das eigentliche Brenneraggregat 9 vorgesehen, welches den Brenner 10 mit der Düse 11 aufweist. Mit dem Bezugszeichen 12 ist die Brennerachse gekennzeichnet (Fig.2).

Das Brenneraggregat 9 ist in an sich bekannter Weise mit zahlreichen Versorgungs- und Steuerleitungen 13 verbunden, die, wie aus Fig.1 ersichtlich, von einem Gestell 14 gehalten sind.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist zum Schneiden ein Plasmabrenner vorgesehen, wobei es selbstverständlich ist, daß anstelle dieses Plasmabrenners auch andere Brenner, wie z.B. Autogenbrenner, verwendet werden können. In Fig.1 ist nur ein einziger Brennerwagen einschließlich des Brenneraggregates 9 dargestellt. Es ist auch in diesem Falle selbstverständlich, mehrere Brennerwagen und damit Brenneraggregate an der Querlaufbahn 5 vorzusehen, so daß mehrere Formschnitte gleichzeitig durchgeführt werden können.

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Mittels des Brenneraggregates 9 wird eine Metallplatte 15 (Werkstück), welche auf einem Auflagetisch 16 liegt, formgeschnitten.

Wie aus den Fig-6-9 ersichtlich, soll als Beispiel aus der Metallplatte 15 ein Teil 17 (Absperrschieber) herausgeschnitten werden. Das auszuschneidende Teil 17 weist eine gerade (vertikale) Endkante 18 sowie zwei gerade Seitenkanten 19 auf, welche rechtwinkelig zur Endkante 18 stehen. Die Seitenkanten sind ebenfalls eine bestimmte Länge vertikal geschnitten, gehen aber durch einen plötzlichen scharfen Absatz (Schulter) 20 in einen nach innen geneigten Abschnitt 21 über, durch den eine der Endkante 18 gegenüberliegende, abgeschrägte Kante 22 gebildet wird.

um die Grundform des Schnittes zu erhalten, wird das Brenneraggregat über die Antriebsmotore 4 und 7 in Längsrichtung und/oder Querrichtung verfahren. De^ Mp.chanismus zur Steuerung des Schnittwinkels als auch für die Herstellung des Absatzes 20 wird nun nachstehend beschrieben.

Wie aus Fig.3 und 4 ersichtlich, weist der Brennerwagen 6 ein Gehäuse auf, in dem ein Motor 23 untergebracht ist, welcher über ein Getriebe 24 mit einer Vertikalwelle 25 verbunden ist. Die Rotationsachse 26 dieser Vertikalwelle ist koaxial mit der Brennerachse 12, wenn der Brenner 10 in seiner vertikalen Position steht. Am unteren, aus dem Brennerwagen 6 herausragenden Ende der Vertikalwelle 25 ist eine L-förmige Tragkonsole 27 angeordnet. Die Tragkonsole 27 weist ein vertikal sich erstreckendes, flaches Aufnahmeteil 28 auf, welches gegenüber den Achsen 12 und 26 zurückgesetzt ist, vgl. hierzu auch Fig.2. 35

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Zur Verschwenkung (Winkeleinstellung) des Brenneraggregates 9 ist an der Vorderseite des Aufnahmeteiles 28 ein kreisbogenförmig, gekrümmtes Segment 29 vorgesehen, welches mit Distanzbolzen 30 im Abstand zum Aufnahmeteil 28 gehalten ist, vgl. hierzu Fig.4. Das Segment dient zur Befestigung des Brenneraggregates 9. Zu diesem Zweck ist dem oberen Abschnitt des Brenneraggregates 9 eine Klemme 31 zugeordnet, die ihrerseits an einer Halteplatte 32 befestigt ist. An der Rückseite dieser Halteplatte 32 ist ein Paar von Führungselementen 33 vorgesehen, welche kreisringförinig gestaltet sind und das Segment 29 umschließen. Zur Stabilisierung des Brenneraggregates 9, während es am Segment 29 angehängt ist, so daß dadurch die Brennerachse 12 in einer vertikalen Ebene, welche parallel zum Aufnahmeteil 28 verläuft, gehalten ist, dient eine Stabilisierungsplatte 34, die ebenfalls an der Rückseite der Halteplatte 32 befestigt ist. Die StabÜsierungsplatte 34 ist mit ihrem oberen Ende zwischen Führungsrol-1.ΘΡ. 35 fisfiiF'r^- D^^H-e FUhIr¹IHrTSiToX₁I¹^n sind ^.titnrseits nn einem Arm 36 zugeordnet, welcher auskragend am Aufnahmeteil 28 befestigt ist.

Erfindungsgemäß ist es erwünscht, daß der Brenner 10 von seiner einen in die andere Stellung auf dem Segment 29 derart bewegt wird, daß die Düse 11 in jeder Winkelstellung immer auf die Ebene der Metallplatte 15 gerichtet ist. Um dies zu erreichen, besitzt das kreisbogenförmig gekrümmte Segment 29 einen Radius 37, dessen Zentrum (Ausgangspunkt) 38 in der Ebene des Werkstückes 15 liegt, wie dies in Fig.5 veranschaulicht ist.

Zum Verschwenken des Brenners 10 dient ein pneumatisches oder hydraulisches Zylinderaggregat 39, welches über Steuerleitungen 40 mit einer Steuereinrichtung verbunden ist. Diese Steuereinrichtung ist Teil der Maschinensteue-

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rung und besteht im Ausführungsbeispiel aus einem Ventil 41 und einem Betätigungsschalter 42. Das Zylinderaggregat 39 ist an der Rückseite des Aufnahmeteiles 28 angeordnet und weist eine bewegliche Kolbenstange 43 auf, die" sich nach unten (Fig.4) aus dem Zylinderaggregat hinaus erstreckt. Das äußere Ende der Kolbenstange 43 ist mit " ' einem Block 44 ausge-stattet. Das eine Ende eines Hebelarmes 45 ist drehbar am Block 44 befestigt, wogegen das andere Ende dieses Hebelarmes fest an dem einen Ende einer drehbaren Welle 46 vorgesehen ist. Diese drehbare Welle 46 erstreckt sich durch das Aufnahmeteil 28. Am' anderen Ende dieser Welle 46 ist das innere Ende eines gabelförmigen Hebelarmes 47 vorgesehen, dessen äußeres gabelförmiges Ende einen Drehbolzen 48 umgreift. Dieser Drehbolzen 48 ist an der Halteplatte 32 befestigt und erstreckt sich von deren rückwärtigen Teil bis in den

Wirkbereich des Hebelarmes 47." Bei'Betätigung des Zylinderaggregates 39 wird die Kolbenstange 43 nach oben w „_.: :;.~'*~. z.:run bewegt, so Ίλ'Ζ -c- ^„^—_.._„.Ί.\ _"''-Ic^ :\:.::~.

47 den Drehbolzen 48 entsprechend verschiebt und dadurch der mit diesem verbundene Brenner 10 auf dem kreisbogenförmig gekrümmten Segment 29 in seiner Winkelstellung verstellt wird.

Um den Brenner 10 in einer beliebigen Winkelstellung auf dem gekrümmten Segment 29 justieren zu können, ist eine Positioniereinrichtung vorgesehen. Diese besteht aus einem Anschlag 49, welcher an der Rückseite der Stabilisierungsplatte 34 angeordnet ist und zusammen mit dem Brenneraggregat verschwenkt. In die Bewegungsbahn des Anschlages 49 ragen Stellschrauben 51, die von jeweils einer am Aufnahmeteil 28 vorgesehenen Platte 50 aufgenommen sind.

Bei der dargestellten Ausführungsform ist die obere Stell-

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schraube 51 so angeordnet, daß, wenn der Anschlag 49 an dieser anliegt, die Düse 11 ihre vertikale Stellung einnimmt, wie dies in Vollinien in Fig.5 dargestellt ist. Die untere (in Fig.5 rechte) Stellschraube 51 ist so angeordnet, daß die Düse 11 beim Anliegen des Anschlages 49 an dieser in einem Winkel von 45° zur Lotrechten steht, wie dies durch die gestrichelte Darstellung der Düse in Fig.5 veranschaulicht ist.

-JO Wie aus den Fig. 6-9 zu entnehmen, soll aus der Metallplatte 15 ein Absperrschieber (Absperrventil) oder ein anderes Teil 17 herausgeschnitten werden. In der vertikalen Stellung der Düse 17, wenn also der Anschlag 49 an der oberen Stellschraube 51 anliegt, wird nach dem Einschalten der

-] 5 Maschine durch den Plasmabrenner zunächst die Endkante 18 geschnitten, worauf dann anschließend, vgl. hierzu die Pfeilrichtung in Fig.6, die Seitenkante 19 geschnitten wird. Wie Fig.7 zeigt, ist die Seitenkante 19 ebenfalls vertikal. Während dieses Schneidvorganges (Seitenkante 19) soll der Kantenwinkel so verändert werden, daß ein Schrägschnitt 21 entsteht, vgl. hierzu Fig.8, wobei dieser Übergang jedoch schlagartig in einem scharfen Absatz 20 (Fig.9) erfolgt.

Erfindungsgemäß ist es mit dem vorstehend beschriebenen Brenneraggregat möglich, diesen gewünschten Absatz 20 herzustellen. Mittels der Kolbenstange 43 wird das Brenneraggregat 9 augenblicklich aus seiner vertikalen Stellung in die Schrägstellung verschwenkt, wobei der bisher an der oberen Stellschraube anliegende Anschlag 49 in Kontakt mit der unteren (inFig.5 rechten) Stellschraube gelangt. Durch diese Schrauben wird somit die Winkelbewegung des Brenners begrenzt. Nach dieser plötzlichen Winkeländerung des Brenners wird durch diesen der schräge Abschnitt 21 des Teiles 17 hergestellt, wobei diese Schrägstellung des

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Brenners während des Schnittes beibehalten wird.. Eine schnelle Rückkehr zu einem vertikalen Schnitt wird durch das Verschwenken des Brenners 1O in seine ursprüngliche vertikale Position erhalten. Diese Winkeländerung, vgl. hierzu Fig.9, erfolgt aufgrund der erfindungsgemäßen Vorrichtung schlagartig.

Kleinere Metallplatten 15 sind im allgemeinen innerhalb gewisser Toleranzen vollständig flach. Wenn jedoch sehr große Metallplatten zu schneiden sind, so muß die Brennerposition gegenüber Veränderungen (Höhenveränderung) der Werkstückoberfläche angepaßt werden. Wie aus Fig. 10 ersichtlich, ist der Düse 11 ein Fühler 51 zugeordnet, durch welchen Unebenheiten in der Werkstückoberfläche erfaßt werden. Der Fühler 52 ist in an sich bekannter Weise mit der (nicht dargestellten) Höhenverstellexnrichtung für den Brenner verbunden.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Brenneraggregates ist es möglich, eine sofortige Winkeländerung des Schneidbrenners zwischen einer Vielzahl von Schneidwinkeln vorzusehen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die eine Schneidstellung vertikal, wogegen die andere Schneidstellung zur Herstellung eines partialen Schrägschnittes in einem bestimmten Winkel geneigt ist. Es ist selbstverständlich, daß beide Schneidwinkelpositionen anders als vertikal sein können, um auf diese Weise zwei anschliessende Schrägschnitte mit unterschiedlicher Neigung herstellen zu können»

Das vorstehende Ausführungsbeispiel bezog sich in erster Linie auf Schneid- oder Plasmabrenner. Es ist aber selbstverständlich und liegt im Rahmen der Erfindung, diese auch in Verbindung mit anderen Trenneinrichtungen, wie z.B.

einen Laser oder einer sog. Wasserstrahl-Schneideinrichtung anzuwenden.

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Ffm., 15.05.1979 St/Hi

Claims

Patentansprüche

1.. Brenneraggr-sgat an einer FührungsHiaschine, insbesondere an einer Brennschneidmaschine,, bestehend aus einem an einer Querlaufbahn verfahrbaren Gehäuse, in dem ein Drehantrieb für den Brenner vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet,

daß dem Drehantrieb (23-25) eine Tragkonsole (27) zugeordnet ist, an der ein dem in seiner Winkelstellung verschwenkbaren Brenner (10, 11) aufnehmendes Segment (29) befestigt ist, daß weiterhin den Verscnwenkweg des Brenners (10,11) begrenzende Mittel (49-51) vorgesehen sind, und daß ferner der Brenner (10,11) mit einer Verschwenkeinrichtung (39-48) verbunden ist.

2. Brenneraggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß als Begrenzungsmittel an der Tragkonsole (27) befestigte (50) und in den Verschwenkweg des Brenners (10,11) ragende und in ihrem Abstand einstellbare Stellschrauben (51) vorgesehen sind, zwischen denen ein dem Brenner (10,11) zugeordneter Anschlag (49) hin- und herbewegbar ist.

3. Brenneraggregat nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet,

daß die Verschwenkeinrichtung aus einem Kolben-Zylinder-Aggregat (39,43) besteht, welches von einer Steuereinrichtung (41,42) betätigbar ist.

4. Brenneraggregat nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß das von der Tragkonsole (27) gehaltene Segment eine solche Krümmung aufweist, daß der Drehpunkt (38) des Krümmungsradius (37) - in Schneidstellung des

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Brenners - in der Ebene des Werkstückes X15) liegt, und daß weiterhin der Brenner 110,11) von Führungselementen (33) am Segment (29) gehalten ist.

5. Brenneraggregat nach einem der voranstehenden Ansprüche ,

dadurch gekennzeichnet,

daß dem Brenner (10,11) eine Halteplatte (32) zugeordnet ist, an der die Führungselemente (33) befestigt sind.

6. Brenneraggregat nach einem der voranstehenden Ansprüche ,

dadurch gekennzeichnet,
daß an der Halteplatte (32) weiterhin eine Stabili-'sierungsplatte (34) vorgesehen ist,und daß an der Tragkonsole (27) Führungsrollen (35) angeordnet sind, zwischen denen die Stabilisierungsplatte (34) - zwecks Ausrichtung der Brennerachse (12) in vertikaler Ebene -

7. Brenneraggregat nach einem der voranstehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

daß der mit den Stellschrauben (51) zusammenwirkende Anschlag (49) an der Stabilisierungsplatte (34) vorgesehen ist.

8. Brenneraggregat nach einem der voranstehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

daß am Kolben-Zylinder-Aggregat (39,43) ein in der Tragkonsole (27) gelagerter Hebel (45,47) mit seinem einen Arm (45) angreift, dessen anderer Arm (47) mit einem von der Halteplatte (32) aufgenommenen Dreh-

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bolzen (48) verbunden ist.

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St/Hi

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