DE3524773A1 - Verfahren zum automatischen rberwachen einer flamme - Google Patents
Verfahren zum automatischen rberwachen einer flammeInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
- F23D14/46—Details, e.g. noise reduction means
- F23D14/72—Safety devices, e.g. operative in case of failure of gas supply
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- F23D14/46—Details, e.g. noise reduction means
- F23D14/48—Nozzles
- F23D14/52—Nozzles for torches; for blow-pipes
- F23D14/54—Nozzles for torches; for blow-pipes for cutting or welding metal
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatischen
Überwachen einer Flamme nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 1.
Beim thermischen Bearbeiten von Werkstücken wird das
Werkzeug, insbesondere der Schneidbrenner, von einer
vorzugsweise numerisch gesteuerten Brennschneidmaschine
entsprechend einem vorgegebenen Bearbeitungsmuster
automatisch bewegt. Durch diese automatische
Brennerpositionierung werden geringere Rüstzeiten und
höhere Bauteilgenauigkeiten erzielt. Dabei müssen jedoch
die automatisch ablaufenden Schalt- und
Positionierungsvorgänge überwacht werden, um einerseits einen
automatischen Ablauf erst zu gewährleisten und
andererseits, um das Risiko von Ausschußproduktionen zu
mindern.
Es ist ein Verfahren zur Überwachung von Flammen,
insbesondere der Flamme eines Schneidbrenners, bekannt,
bei dem die im Bereich der Flamme sich ausbildende
elektrische Potentialdifferenz oder die Leitfähigkeit der
ionisierten Flamme zur Überwachung herangezogen wird
(Schweizer Patentschrift 4 20 022). Hierbei wird die
Potentialdifferenz durch in der Flamme angeordnete
Sondenelektroden erfaßt.
Weiterhin ist aus der GB-PS 12 41 129 eine Einrichtung
zur Überwachung eines Brennschneidvorganges bekannt, mit
der ein Schnittabriß erfaßt werden kann. Hierzu ist an
der Schneiddüse ein Körper befestigt, in dem zwei Kanäle
mit auf die Werkstückoberfläche gerichteten
Austrittsbohrungen vorgesehen sind, wobei der eine Kanal
an eine Druckluftquelle und der andere Meßkanal an
Druckschaltern angeschlossen ist. Der auf die
Werkstückoberfläche gerichtete Preßluftstrom ist dabei so
eingestellt, daß bei einem kontinuierlichen Brennschnitt
mit der Heizflamme und dem Schneidsauerstoffstrahl keine
Druckänderungen in dem benachbart angeordneten Meßkanal
entsteht. Erfolgt jedoch ein Schnittabriß (aufgrund des
Verlöschens der Heizflamme oder einer Unterbrechung des
Schneidsauerstoffstrahls) so werden die Gase oder die
Flammen auf der Werkstückoberfläche seitlich abgelenkt
und beeinflussen den Preßluftstrom. Dies führt zu einer
Änderung des Druckes in dem Meßkanal.
Eine derartige Einrichtung erfaßt nur Änderungen des
Gases bzw. der Flamme während des Brennschneidens bei
definierter Höheneinstellung des Brenners mit der
Meßeinrichtung zu der Werkstückoberfläche. Bei großem
Abstand zwischen Brenner und Werkstück, wie sie
insbesondere beim automatischen Zünden der Heizflamme
(Brenngas und Heizsauerstoff) vorgegeben ist, können mit
einer derartigen Meßeinrichtung keine Meßsignale erzeugt
werden. Durch die zusätzliche Anordnung eines Gehäuses,
in dem die Kanäle angeordnet sind, wird die
"Beweglichkeit" des Brenners eingeschränkt. Ein
Brennschneiden innerhalb einer Nut oder an einer Wand
eines stufenförmig ausgebildeten Werkstückes ist nur
eingeschränkt möglich. Der Verfahrbereich des Brenners
wird durch die Meßeinrichtung eingeschränkt. Durch die
zusätzliche Anordnung der Meßeinrichtung im Arbeitsraum
werden die Kollisionsgefahren zwischen den zu
bearbeitenden Werkstücken und der Brenner-
Meßeinrichtungs-Kombination erhöht.
Um eine funktionsgerechte Betriebsweise der
Meßeinrichtung zu gewährleisten, müssen die Kanäle im
unmittelbaren Ausbreitungsbereich der Gasströme/Flamme
angeordnet sein. Dies führt beim Brennschneiden zu einer
Kühlung der Werkstückoberfläche durch die ausströmende
Preßluft und somit zu einer Verringerung der
Heizleistung. Bei der Verwendung von Schlitzdüsen wird
durch den einseitig austretenden Preßluftstrom die diesem
gegenüberliegende Heizflamme beeinflußt, was insbesondere
beim Brennschneiden mit vorlaufender Heizflamme zum
Schnittabriß führen kann. Hierbei führen die durch den
Preßluftstrom erzeugten Turbulenzen der Heizflamme bzw.
der Heizflammen zu einem Abheben der Heizflamme von der
Austrittsseite der Brennerdüse.
Ferner wird durch den kontinuierlich austretenden
Preßluftstrom das Betriebsmittel Preßluft während der
gesamten Einschaltzeit der Brennschneidmaschine
verbraucht, was zu hohen Kosten führt.
Ist der Brenner in einem drehbaren Brennaggregat
befestigt, führen die zusätzlichen Preßluftleitungen zu
einer erhöhten Gefahr der Verdrehung und Verwindung des
Schlauchpaketes. Durch die zusätzliche Meßeinrichtung
erhöht sich das Brennergewicht und somit die während des
Brennschnittes zu bewegenden Massen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Verwendung
von zusätzlichen Meßgasen sowie außerhalb des Brenners
angeordnete Sensoren zur automatischen Überwachung der
Flamme zu vermeiden und eine Einrichtung zum
automatischen Überwachen der Flamme zu schaffen, die
einfach aufgebaut sowie kostengünstig realisierbar ist
und zu keiner den Bearbeitungsvorgang störenden
Gerätegeometrie führt.
Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Verfahren
durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1
gelöst.
Um die Rüst- und Nebenzeiten, insbesondere beim
Bearbeitungsbeginn unter vermindertem Risiko von
Ausschußproduktion zu senken, wird einerseits beim
Ausbleiben der Flamme von der Überwachungsvorrichtung die
Gaszufuhr nach einer voreinstellbaren Zeit automatisch
unterbrochen und andererseits nach dem Entstehen der
Flamme von der Überwachungsvorrichtung ein Folgeablauf an
einer Werkzeugmaschine, insbesondere Brenn
schneidmaschine, freigegeben.
Durch die Druckmessung von Flammgasen über in dem Brenner
angeordnete Drucksignalbohrungen bzw. Kanäle und der
Zuführung des Druckes über mit den Kanälen bzw. Bohrungen
verbundenen Schläuchen und dergl. zu der
Überwachungsvorrichtung werden Kollisionsgefahren
vermieden und die Gerätegeometrie nur unwesentlich
verändert. Durch die Anordnung von Drucksignalbohrungen,
vorzugsweise in der Heizdüse, und die Weiterleitung
dieses Druckes innerhalb des Brenners über Kanäle, müssen
bei der Programmierung der Bearbeitungskontur keine
zusätzlichen Außengeometrieformen des Brenners
berücksichtigt werden. Die Programmierung wird hierdurch
einfacher.
Um einerseits Produktionsunterbrechungen zu verringern und
andererseits die Sicherheit beim automatischen
Brennschneiden zu erhöhen, wird der nach dem Zünden und
Ausbilden der Flamme vorhandene Verbrennungsdruck
gemessen und bei plötzlichen Druckänderungen sofort die
Gaszufuhr sowie vorzugsweise der Folgeablauf
abgeschaltet. So wird beispielsweise bei einem
Flammenrückschlag in einen Schneidbrenner während des
Brennschneidens durch die Verlagerung der Verbrennung der
Heizgase von der Düsenstirnseite in das Innere des
Schneidbrenners eine Änderung des Druckzustandes an der
Meßstelle von einem Überdruck auf ein geringeres
Druckniveau erzeugt. Dieser Druckabfall erzeugt ein
Signal, mit dem die Magnetventile der Heizgase für den
vom Rückschlag betroffenen Schneidbrenner schließen.
Dabei wird der Schneidbrenner vorteilhaft vor einem
Ausbrennen und somit vor seiner Zerstörung geschützt.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen darin,
daß vorzugsweise nach dem Zünden ein Signal zur
Verfügung steht, das die Ausbildung der Flamme meldet,
unabhängig von dem Abstand Brenner/Werkstück und ohne
Verbrauch zusätzlicher Meßgase. Die äußere und innere
Brennergeometrie führt weder zu einer Beeinflussung des
Bearbeitungsablaufes, noch zu programmier- und
ablaufbedingten Beeinträchtigungen, wie beispielsweise
Beeinträchtigungen der Brennerführung.
Das Verfahren ist besonders vorteilhaft beim
Brennschneiden von Werkstücken mit einem Schneidbrenner,
der von einer numerisch gesteuerten Brennschneidmaschine
bewegt wird, einzusetzen. Kann bei einem derartigen
Verfahren auf die Überwachung von Flammrückschlägen in
den Schneidbrenner aufgrund anderer
Sicherheitsvorrichtungen oder -maßnahmen verzichtet
werden, so besteht eine vorteilhafte Einrichtung zur
Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung in der
Erfassung des Druckes in dem Schneidsauerstoffkanal.
Zusätzliche Drucksignalbohrungen können hierbei
entfallen, und es muß lediglich für eine Absperrung
zwischen der Überwachungsvorrichtung und dem
Schneidsauerstoffkanal während des Brennschnittes
Vorsorge getroffen werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der
Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher
beschrieben.
Es zeigt
Fig. 1 einen Übersichtsschaltplan der Gasflammen
überwachungseinrichtung in schematischer
vereinfachter Darstellung;
Fig. 2 einen Ausschnitt A der Fig. 1 in
Halbschnittdarstellung.
In der Fig. 1 ist der Schneidbrenner mit 10, die
Brennschneidmaschine mit 11, die Brenngasleitung mit 12, die
Schneidsauerstoffleitung mit 13 und die
Heizsauerstoffleitung mit 14 bezeichnet.
Die Leitungen 12, 13, 14 sind über die Brenneranschlüsse
15, 16, 17 mit dem Schneidbrenner 10 und über nicht näher
dargestellte Schlauchverbindungen mit den nicht
dargestellten Versorgungsquellen für Brenngas,
Schneidsauerstoff und Heizsauerstoff verbunden. In den
Leitungen 12, 13, 14 sind vorzugsweise vor den nicht
näher dargestellten Gasmengensteuerungen Absperrorgane
18, 19, 20 angeordnet, die vorzugsweise als Magnetventile
ausgebildet sind. Die Wicklungen der Steuermagneten 25,
26, 27 sind über Steuerleitungen 21, 22, 23 mit einer
Steuerung 24, vorzugsweise einer NC-
Brennschneidmaschinensteuerung verbunden.
Der Schneidbrenner 10 besteht im wesentlichen aus dem
Ventilkörper 28 mit den Brenneranschlüssen 15, 16, 17,
dem Brennerkopf 29 und dem Ventilkörper und Brennerkopf
verbindenden Führungsrohr 30. In dem Ventilkörper 28 ist
ein nicht näher dargestellter Injektor angeordnet, der
einströmseitig mit der Brenngas- und
Heizsauerstoffleitung und ausströmseitig mit dem nicht
näher dargestellten Heizgaszuführungsrohr verbunden ist.
Unter Heizgas wird ein Gemisch aus Brenngas und
Heizsauerstoff verstanden. Das Heizgaszuführungsrohr ist
ausströmseitig mit dem Brennerkopf 29 verbunden. In dem
Brennerkopf 29 ist eine Heizgasbohrung 31 (Fig. 2)
vorgesehen, die mit dem Heizgaszuführungsrohr verbunden
ist und in einen Ringraum 32 mündet. Der Ringraum 32
steht mit dem ringförmigen Heizkanal 33 der
Brennschneiddüse 11 in Verbindung.
Über den Brenneranschluß 16 für Schneidsauerstoff und in
dem Ventilkörper 28 angeordnete Bohrungen ist ein nicht
näher dargestelltes Schneidsauerstoffrohr mit einer im
Brennerkopf 29 angeordneten Schneidsauerstoffbohrung 34
verbunden. Die Schneidsauerstoffbohrung 34 steht mit dem
Schneidsauerstoffkanal 35 der Brennschneiddüse 11 in
Verbindung.
Die Brennschneiddüse 11 ist vorzugsweise als zweiteilige
Düse ausgebildet. Die Schneiddüse 36 enthält den
Schneidsauerstoffkanal 35 und die Heizschlitze 37 für die
Zuführung des Heizgases. Die Heizdüse 38 umschließt die
Schneiddüse 36, so daß durch die Außenkontur der
Schneiddüse und den Innenkontur der Heizdüse der
ringförmige Heizkanal 33 gebildet und die Heizschlitze 37
nach außen dicht abgeschlossen sind. Vorzugsweise ist
unabhängig vom Brenngas (langsam oder schnell
verbrennendes Brenngas) die Schneiddüse 36 gegenüber der
Heizdüse 38 zurückgesetzt. Durch die zurückgesetzte
Anordnung der Schneiddüse 36 bildet sich zwischen der
Stirnseite 39 der Heizdüse und der Stirnseite 41 der
Schneiddüse 36 ein zylindrischer Meßraum 40 aus. In dem
Meßraum 40 ist eine durchmessergrößere Ringnut 42 in der
Heizdüse 38 vorgesehen, in die eine in der Heizdüse 38
vorgesehene Drucksignalbohrung 43 mündet.
Wie aus Fig. 2 hervorgeht, sind die Schneiddüse 36 und
die Heizdüse 38 mittels Gewindeverbindungen 44, 45 an den
Brennerkopf 29 angeschlossen. Der Brennerkopf 29 weist an
seinem zur Düse 11 weisenden Ende eine kreisringförmige
Nut 46 auf, in deren Außenwand 47 die Heizdüse 38
eingeschraubt ist. In dem kreisförmig ausgebildeten
Mittelzapfen 48 des Brennerkopfes 29 ist eine mit der
Schneidsauerstoffbohrung 34 verbundene durchmessergrößere
Bohrung 49 vorgesehen, in der die Schneiddüse 36
eingeschraubt ist.
Die Bohrung 49 und die Außenwand 47 sind an ihrem zur
Düse 36, 38 weisenden Ende als Kegelsitz 50, 51
ausgebildet. An dem Umfang der Schneiddüse 36 und der
Heizdüse 38 sind entsprechend geformte Kegelflächen 52,
53 vorgesehen, die nach dem Einschrauben der Düsen 36, 38
an den Kegelsitzen 50, 51 des Brennerkopfes 29 anliegen.
Am Übergang zwischen den zylindrischen
Gewindeverbindungen 44, 45 der Düsen 36, 38 und den
Kegelsitzen 50, 51 bzw. Kegelflächen 52, 53 ist in den
Düsen 36, 38 eine Ringnut 54, 55 vorgesehen.
Die - wie bereits erwähnt - in der Heizdüse 38
angeordnete Drucksignalbohrung 43 mündet in einen an der
Kegelfläche 53 ausgebildeten Ringspalt 56, über den die
Drucksignalbohrung 43 mit einem im Brennerkopf 29
angeordneten Drucksignalkanal 57 verbunden ist.
Vorzugsweise sind in der Heizdüse zwei
Drucksignalbohrungen 43 angeordnet, die in den Ringspalt
56 münden.
Der Drucksignalkanal 57 ist über Drucksignalleitungen 58
(Fig. 1) mit dem Ventilkörper 28 verbunden. In dem
Ventilkörper 28 sind nicht näher dargestellte
Druckbohrungen vorgesehen, an die ein Winkelanschluß 59
mit Flammensperre 60 angeschlossen ist. Die
Flammensperre 60 ist über einen Meßschlauch 61 mit einer
Druckauswerteinheit 62, vorzugsweise einem
Membranschalter verbunden, der über eine Signalleitung 63
mit der Steuerung 24 gekoppelt ist.
Die Steuerung 24 ist weiterhin über eine Steuerleitung 64
mit einer Zündeinrichtung 65 verbunden, die über ein
außerhalb angeordneten Zündbrenner oder vorzugsweise über
eine innerhalb des Schneidsauerstoffkanals angeordnete
Zündlitze das Heizgas automatisch zündet. Hierzu steht
bei der vorzugsweise verwendeten Innenzündung der
Schneidsauerstoffkanal über eine Querbohrung mit dem
Heizgaskanal in Verbindung.
Die anhand der Figuren vorstehend beschriebene
erfindungsgemäße Vorrichtung zur Flammenüberwachung beim
Bearbeiten, insbesondere Schneiden von Werkstücken 66 mit
einem Schneidbrenner, arbeitet wie folgt:
Zunächst werden die Durchflußmengen für Heizsauerstoff
und Schneidsauerstoff nach den Betriebstabellen für
Maschinenschneiddüsen an einer nicht näher dargestellten
Gasmengensteuerung eingestellt, so daß bei geschlossenen
Absperrorganen 18, 19, 20 an deren Einströmseite der für
die vorgegebene Schneidaufgabe (Heizen, Anschneiden oder
Lochstechen und Brennschneiden) erforderliche
Betriebsdruck ansteht. Durch Beaufschlagung der Wicklung
der Steuermagneten 25, 27 über die Steuerleitungen 21, 23
der Steuerung 24 öffnen die Absperrorgane 21, 23 und das
Brenngas und der Heizsauerstoff strömen über die
Leitungen 12, 14 zu dem Schneidbrenner 10. Innerhalb des
Ventilkörpers 28 des Schneidbrenners wird das Brenngas
und der Heizsauerstoff in einem Injektor gemischt. Über
ein nicht dargestelltes Heizgaszuführungsrohr wird das
aus Brenngas und Heizsauerstoff bestehende Heizgas in die
Heizgasbohrung 31 des Brennerkopfes 29 und von dort in den
durch die Stirnseite 67 der Einschraubseite der Heizdüse
38 begrenzten Ringraum 32 geleitet. Über den ringförmig
ausgebildeten Heizkanal 33 wird das Heizgas allen
Heizschlitzen 37 zugeführt und strömt über diese Schlitze
aus der Stirnseite 41 der Schneiddüse 36 in den Meßraum
40 aus. Der bei den strömenden Heizgasen in der
Drucksignalbohrung 43 vorhandene Druck entspricht dem
Atmosphärendruck und bewirkt in der Druckauswerteinheit
62 , beispielsweise eines Membranschalters, keine Änderung
der Membranstellung.
Nach einer fest vorgegebenen Zeitspanne, vorzugsweise
unter 500 Millisekunden nach dem Öffnen der Absperrorgane
18, 20 nach der ein Ausströmen der Heizgase aus der
Brennschneiddüse 11 gewährleistet ist, wird die
Zündeinrichtung 65 über die Steuerleitung 64 von der
Steuerung 24 automatisch geschaltet. Die Zündeinrichtung
65 erzeugt eine Zündflamme außerhalb des Schneidbrenners
10, jedoch in der Nähe der strömenden Heizgase.
Vorzugsweise erzeugt die Zündeinrichtung 65 jedoch in der
Schneidsauerstoffbohrung 34 über eine nicht dargestellte
Zündlitze einen Zündfunken. Die Schneidsauerstoffbohrung
ist über einen Verbindungskanal mit der Heizgasbohrung
verbunden, so daß sich bei strömenden Heizgas eine
Teilmenge dieses Heizgases in der
Schneidsauerstoffbohrung 34 ansammelt und mittels eines
Zündfunkens gezündet werden kann.
Innerhalb der Zündeinrichtung 65 oder innerhalb der
Steuerung 24 ist vorteilhaft ein Zeitglied angeordnet,
mittels dem die Zündung über eine vorbestimmte Zeitspanne
wiederholt wird.
Werden die aus den Heizschlitzen 37 ausströmenden
Heizgase gezündet, so wird durch die volumenmäßige
Ausdehnung der brennenden Heizgase eine Druckerhöhung in
dem Meßraum 40 erzeugt, welche über die Ringnut 42 und
die Drucksignalbohrung 43 erfaßt wird. Der
Druckunterschied zwischen den brennenden und nicht
brennenden Heizgasen wird dabei bevorzugt in der Nähe des
sich ausbildenden Flammkegels 68 erfaßt.
Wie bereits erwähnt, wird der sich nun im Meßraum 40
einstellende Druckunterschied über die in dem Meßraum
angeordnete Ringnut 42 und mindestens einer
Drucksignalbohrung 43 zu dem Ringspalt 56 geleitet und
über den Drucksignalkanal 57 die Drucksignalleitung 58,
die im Ventilkörper angeordnete Bohrung dem
Winkelanschluß 59 mit derFlammsperre 60 und dem
Meßschlauch 61 der Druckauswerteinheit 62 zugeführt.
Dieser Meßsignal-Überdruck gegenüber Atmosphärendruck
bewirkt, daß ein potentialfreier Wechselkontakt des
Membranschalters 62 seine Kontaktstellung wechselt und
erst wieder in die Ausgangsstellung (Ausgangsstellung =
Atmosphärendruck) zurückgeht, wenn die Heizgase nicht
mehr brennen. Das durch die Kontaktstellungsänderung des
Wechselkontakts erzeugte elektrische Signal wird über die
Signalleitung 63 der Steuerung 24 zugeführt und gibt den
Folgeablauf frei. So kann beispielsweise mit dem Signal
ein Zeitglied geschaltet werden, das nach
voreingestellter Zeitspanne über die Steuerleitung 22 das
Absperrorgan 19 öffnet und somit die
Schneidsauerstoffzufuhr freigibt.
Die in dem Meßraum 40 entstehende Druckerhöhung aufgrund
der volumenmäßigen Ausdehnung der Heizgase wird im
wesentlichen von nicht verbrennenden Gasen der Heizflamme
69 (Flammkegel und Beiflamme) gebildet. Da diese nicht
verbrannten, aus dem Heizgas abgespalteten Gase über die
Ringnut 42 in die Drucksignalbohrung geleitet werden, ist
der Winkelanschluß 59 mit einer Flammsperre 60 versehen,
die vorteilhaft eine Beschädigung der Druckauswerteinheit
bei in die Drucksignalbohrung wandernden Flammen
verhindert.
Selbstverständlich kann das Meßsignal auch einer PE-
Druckauswerteinheit zugeführt werden, die die durch den
Meßsignaldruck bewirkte Membranbewegung, beispielsweise
auf den Schleifer eines Potentiometers überträgt und
somit den Meßsignaldruck kontinuierlich in ein
elektrisches Signal umwandelt, das mit ansteigendem
Meßsignaldruck eine elektrische Größe kontinuierlich
verändert. Als elektrische Größen können hier
beispielsweise induktive, kapazitive oder
Widerstandsänderungen als Signalgrößen erzeugt werden.
Auch ist die Schaltung von Fototransistoren bzw.
optischen Stellelementen möglich.
Wie bereits erwähnt, ist derWechselkontakt des
Membranschalters während der gesamten Brennschneiddauer
des Schneidbrenners geschaltet. Erfolgt nun
beispielsweise während des Brennschneidvorganges ein
Flammenrückschlag in den Schneidbrenner 10, verlagert
sich die Verbrennung des Heizgases von der
Düsenstirnseite 41, 39 in das Innere des Schneidbrenners
10, bis in die Nähe des Injektors. Dadurch wird eine
Änderung des Meßdruckzustandes in dem Meßraum 40 von
einem Überdruck auf Atmosphärendruck erzeugt. Dieser
Druckabfall führt zum Schalten des Wechselkontaktes des
Membranschalters in seine Ruhestellung. Hierbei wird in
der Druckauswerteinheit 62 ein Steuersignal erzeugt, das
vorzugsweise der Steuerung zugeführt wird, über die die
Absperrorgane 18, 19, 20 geschlossen werden.
Selbstverständlich ist es auch möglich, mit diesem
Steuersignal die Absperrorgane 18, 19, 20 direkt
anzusteuern.
Neben dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel, bei dem
der Meßsignaldruck in der Drucksignalbohrung 43
aufgenommen und über Kanäle und Leitungen der
Druckauswerteinheit 62 zugeführt wird, ist es
selbstverständlich auch möglich, den Meßsignaldruck
direkt im Meßraum 40 aufzunehmen und beispielsweise über
eine Querbohrung in der Heizdüse 38 und Meßschläuche der
Druckauswerteinheit zuzuführen.
Nach einer weiteren Ausbildung nach der Erfindung wird
der Druck im Schneidsauerstoffkanal aufgenommen und über
die Schneidsauerstoffbohrung und das
Schneidsauerstoffzuführungsrohr einer Druckauswerteinheit
zugeführt. Bei diesem Ausführungsbeispiel muß jedoch eine
Abkopplung der Druckauswerteinheit bei strömenden
Schneidsauerstoff erfolgen. Auch ist mit dieser
Ausbildung ein Flammenüberschlag in den Schneidbrenner
nicht zu überwachen. Vorteilhaft ist jedoch bei dieser
Ausbildung keine in der Heizdüse angeordnete zusätzliche
Drucksignalbohrung erforderlich, was zur Vereinfachung
der Düsenfertigung und zur weiteren Verringerung der
Herstellkosten führt.
Die oben in einem Ausführungsbeispiel beschriebene
Gasflammenüberwachung ist besonders vorteilhaft beim
automatischen Brennschneiden mit einer NC-gesteuerten
Brennschneidmaschine von der der Schneidbrenner 10
entsprechend einer vorgegebenen Bahn verfahren wird,
einsetzbar. Selbstverständlich ist die
Gasflammenüberwachung jedoch auch beim Schweißen
vorteilhaft zu verwenden.
Claims (18)
1. Verfahren zum automatischen Überwachen einer Flamme
beim thermischen Bearbeiten von Werkstücken mit
einem Brenner, insbesondere beim Schneiden mit einem
Autogenbrenner, wobei zündfähige Gase und/oder
Gasgemische dem Brenner zugeführt werden und durch
eine Zündeinrichtung die Gase zur Flammenbildung
gezündet werden,
dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens während des Zündens in einem Bereich,
in dem sich die Flamme (69) ausbildet, vorzugsweise
in der Nähe des sich ausbildenden Flammenkegels (68),
der dort vorhandene Druck erfaßt und einer
Überwachungsvorrichtung (62) zugeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß nach dem Entstehen der Flamme (68, 69) von der
Überwachungsvorrichtung (62) ein Folgeablauf an einer
Werkzeugmaschine, insbesondere Brennschneidmaschine,
freigegeben wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Druckmessung Flammgase über in dem
Schneidbrenner (10) angeordnete Drucksignalbohrungen
(43), Kanäle (57), Leitungen (58) und dgl. der
Überwachungsvorrichtung (62) zur Meßsignalbildung
zugeführt werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß der nach dem Zünden und Ausbilden der Flamme (68,
69) vorhandene Druck gemessen und bei plötzlichen
Drückänderungen sofort die Gaszufuhr sowie
vorzugsweise der Folgeablauf abgeschaltet werden.
5. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach
einem der Ansprüche 1 bis 4,
mit einem Brenner und einer Zündeinrichtung sowie
einer Gaszufuhr,
dadurch gekennzeichnet,
daß dem Brenner im Austrittsbereich der Flamme eine
Druckerfassungsvorrichtung (43) zugeordnet ist, die
mit einer Überwachungsvorrichtung (62) für die
Gaszufuhr in Verbindung steht.
6. Einrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Druckerfassungsvorrichtung in dem Brenner als
Drucksignalbohrung (43) ausgebildet ist, welche mit
ihrer einen Öffnung mit der Überwachungsvorrichtung
(62) in Verbindung steht und mit ihrer anderen
Öffnung an einen im Austrittsbereich der Flamme
angeordneten Meßraum (40) angeschlossen ist.
7. Einrichtung nach Anspruch 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Meßraum (40) in einer Brennschneidmaschine (11)
angeordnet ist, welche als zweiteilige Heiz- und
Schneiddüse ausgebildet ist und der Meßraum (40)
durch die gegenüber der Schneiddüse (36) vorstehenden
Heizdüse (38) gebildet wird.
8. Einrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Drucksignalbohrung (43) in der Heizdüse (38)
angeordnet ist.
9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß in dem Meßraum (40) eine durchmessergrößere
Ringnut (42) ausgebildet ist, in die die
Drucksignalbohrung (43) mündet.
10. Einrichtung nach Anspruch 6 oder 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Überwachungsvorrichtung (62) als pneumatisch-
elektrischer Schalter ausgebildet ist.
11. Einrichtung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Überwachungsvorrichtung (62) als
Membranschalter ausgebildet ist, dessen
potentialfreier Wechselkontakt bei nicht brennenden
Gasen eine voreingestellte Taktstellung beibehält.
12. Einrichtung nach Anspruch 10 oder 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei brennenden Gasen der potentialfreie
Wechselkontakt des Membranschalter (62) seine
Kontaktstellung wechselt.
13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß an die Drucksignalbohrung (43) eine
Membraneinheit angeschlossen ist, welche beim
Ausbilden der Flamme (68, 69) ein analoges Meßsignal
erzeugt.
14. Einrichtung nach Anspruch 5 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Überwachungseinrichtung (62) mit den
Absperrorganen (18, 19, 20), vorzugsweise Magnet
ventilen, der Gaszufuhr in Wirkverbindung steht.
15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß in der Meßsignalführung eine Flammensperre (60),
vorzugsweise ein Sintermetallkörper, vorgesehen ist.
16. Einrichtung nach Anspruch 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Düse (11) als Blockdüse ausgebildet ist.
17. Einrichtung nach Anspruch 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Brenner (10) als Schweißbrenner ausgebildet
ist.
18. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17,
gekennzeichnet durch die Verwendung an einer
Brennschneidmaschine, vorzugsweise einer numerischen
oder fotoelektrischen Koordinatenbrenn
schneidmaschine.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19853524773 DE3524773A1 (de) | 1985-07-11 | 1985-07-11 | Verfahren zum automatischen rberwachen einer flamme |
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