DE3840459A1 - Cutting torch - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Schneidbrenner, insbeson dere einen Plasmaschneidbrenner, mit einer fest mon tierten, vorzugsweise stiftförmigen Elektrode und einer koaxial hiermit in einer sie umfassenden Halterung in Achsrichtung beweglich aufgenommenen, vorzugsweise topfförmigen Schneiddüse, die zur Erzeugung eines Pi lotlichtbogens an die Elektrode anstellbar ist und die mit einer Düsenbohrung versehen ist, durch welche der Zwischenelektrode und Schneiddüse erzeugbare Lichtbogen mittels eines in die Schneiddüse einleitbaren, durch eine Druckgasquelle speisbaren Gasstroms austreibbar ist.The invention relates to a cutting torch, in particular another a plasma cutting torch with a fixed mon tated, preferably pin-shaped electrode and one coaxially hereby in a holder that encompasses them Axially movably received, preferably pot-shaped cutting nozzle, which is used to create a Pi perpendicular to the electrode and the is provided with a nozzle bore through which the Arcs that can be generated between the electrode and the cutting nozzle by means of an insertable into the cutting nozzle a pressurized gas source feedable gas stream is driven out.
Bei den bekannten Anordnungen dieser Art muß die Schneid düse zum Zünden des Pilotlichtbogens gegen die Wirkung des sie von der Elektrode abhebenden Gasstroms an die Elektrode angedrückt werden. Hierzu wird der Brenner mit seiner Schneiddüse normalerweise auf das Werkstück auf gesetzt und mit entsprechender Kraft an dieses angedrückt. Dies ist umständlich und kraftaufwendig. Hinzu kommt, daß sich das Werkstück unter der Wirkung der Andrückkraft in unerwünschter Weise durchbiegen kann, sofern es sich hier bei um dünneres Blech handelt. Die bekannten Anordnungen erweisen sich dementsprechend als nicht bedienungsfreund lich, zuverlässig und universell genug.In the known arrangements of this type, the cutting nozzle for igniting the pilot arc against the effect of the gas stream lifting it from the electrode to the Electrode are pressed. For this, the burner is used its cutting nozzle normally on the workpiece set and pressed against it with the appropriate force. This is cumbersome and takes a lot of effort. In addition, that the workpiece under the effect of the pressing force can deflect undesirably, provided that it is here is a thin sheet. The known arrangements accordingly prove to be not user-friendly light, reliable and universal enough.
Hiervon ausgehend ist es daher die Aufgabe der vorliegen den Erfindung, einen Schneidbrenner eingangs erwähnter Art mit einfachen und kostengünstigen Mitteln so zu ver bessern, daß der Pilotlichtbogen ohne Kraftanstrengung unabhängig von einem Werkstück zuverlässig erzeugbar ist.Based on this, it is therefore the task of the present the invention, a cutting torch mentioned above Kind to ver with simple and inexpensive means improve that the pilot arc without effort can be reliably generated independently of a workpiece.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der in die Schneiddüse einleitbare Gasstrom zumindest teilweise absperrbar ist und daß der Schneiddüse eine Verschiebeeinrichtung zugeordnet ist, mittels der sie bei zumindest gedrosseltem Gasstrom an die Elektrode an stellbar ist.This object is achieved in that at least the gas flow that can be introduced into the cutting nozzle is partially lockable and that the cutting nozzle Moving device is assigned, by means of which they at least throttled gas flow to the electrode is adjustable.
Mit diesen Maßnahmen werden die eingangs erwähnten Nach teile vollständig beseitigt. Infolge der Drosselung bzw. Absperrung des in die Schneiddüse einleitbaren Gasstroms sind die erforderlichen Verschiebekräfte zum Anstellen der Schneiddüse an die Elektrode verhältnismäßig klein. Die zur Bewerkstelligung einer automatischen Anstellung der Schneiddüse an die Elektrode vorgesehene Verschie beeinrichtung kann daher leicht dimensioniert und dem entsprechend kompakt ausgebildet sein. Dennoch sind in folge der kraftgetriebenen Anstellbewegung eine hohe Zuverlässigkeit und Bedienungsfreundlichkeit gewährlei stet. Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Maß nahmen ist jedoch darin zu sehen, daß der Pilotlichtbo gen mit Hilfe der erfindungsgemäßen Anstelleinrichtung frei, d. h. in jeder gewünschten Position des Brenners, erzeugbar ist. Es ist daher in vorteilhafter Weise mög lich, den Brenner erst nach erfolgter Zündung des Pilot lichtbogens auf ein Werkstück aufzusetzen, was eine ho he Präzision gewährleistet.With these measures the above mentioned After parts completely eliminated. As a result of the throttling or Shutting off the gas flow that can be introduced into the cutting nozzle are the necessary shifting forces for queuing the cutting nozzle to the electrode is relatively small. The one to accomplish an automatic employment the cutting nozzle provided on the electrode device can therefore be easily dimensioned and the be made correspondingly compact. Still are in follow the power-driven adjustment movement a high one Guarantee reliability and ease of use continuous A particular advantage of the measure according to the invention However, it can be seen that the pilot light bo gene with the help of the adjusting device according to the invention free, d. H. in any desired position of the burner, can be generated. It is therefore advantageously possible Lich, the burner only after ignition of the pilot arc on a workpiece, which is a ho he precision guaranteed.
In vorteilhafter Ausgestaltung der übergeordneten Maß nahmen kann die Schneiddüse, die in an sich bekannter Weise einen quer zur Achse verlaufenden, vorzugsweise als Flansch ausgebildeten Stützvorsprung aufweist, der kolbenförmig in eine Kammer der Halterung eingreift, im Bereich des Stützvorsprungs einer Druckdifferenz mit Überdruck in Anstellrichtung ausgesetzt werden. Diese Maßnahmen ergeben eine einfache Ausgestaltung der Ver schiebeeinrichtung als Zylinder-Kolbenaggregat, wobei durch Druck- bzw. Vakuumbeaufschlagung die gewünschte Verschiebekraft erzeugbar ist. Es ergeben sich somit eine hohe Funktionssicherheit bei einfachem Aufbau. In an advantageous embodiment of the higher dimension can take the cutting nozzle, which is known per se Way a transverse to the axis, preferably has formed as a flange projection engages piston-shaped in a chamber of the holder, in Area of the support projection with a pressure difference Overpressure in the direction of attack. These Measures result in a simple design of the Ver sliding device as a cylinder-piston unit, whereby the desired one by applying pressure or vacuum Displacement force can be generated. It follows a high level of functional reliability with a simple structure.
In weiterer Fortbildung der übergeordneten Maßnahmen kann die den Stützvorsprung aufnehmende Kammer im Be reich ihrer in Anstellrichtung hinteren Seite an die Druckgasquelle anschließbar sein. Hierbei ergibt sich ein besonders geringer Bauaufwand, da die Druckgas quelle zum Austreiben des Pilotlichtbogens ohnehin be nötigt wird. Da diese Druckgasquelle beim Zünden des Pilotlichtbogens keinen weiteren Verbraucher zu ver sorgen hat, ist gleichzeitig eine hohe Zuverlässigkeit gewährleistet.In further training of the overarching measures can the supporting projection receiving chamber in the loading rich their rear side in the direction of adjustment to the Pressurized gas source can be connected. This results in a particularly low construction effort, since the compressed gas source to drive out the pilot arc anyway is required. Since this source of compressed gas when the Pilot arc no further consumer ver has to worry about, is at the same time high reliability guaranteed.
Zweckmäßig kann von der den Stützvorsprung aufnehmenden Kammer eine Druckleitung abgehen, die mittels eines Um schaltventils gegenläufig zu dem in die Schneiddüse hineinführenden Strömungsweg gegenüber der Druckgas quelle auf- bzw. absteuerbar ist. Hierbei läßt sich in vorteilhafter Weise eine einfache und übersichtliche Bedienung mittels eines im Bereich des Brennergriffs angeordneten Betätigungskopfes etc. bewerkstelligen.Expediently of the receiving projection Chamber go off a pressure line, which by means of a Um switching valve counter to that in the cutting nozzle leading flow path towards the compressed gas source is up or down controllable. This can be done in advantageously a simple and clear Operation by means of in the area of the torch handle arranged actuating head etc. accomplish.
Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen und vorteilhafte Weiterbildungen der übergeordneten Maßnahmen sind in den restlichen Unteransprüchen angegeben.Further expedient configurations and advantageous Further training of the overarching measures are in the remaining subclaims.
Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt einen Schnitt durch einen erfin dungsgemäßen Plasmaschneidbrenner.The following is an embodiment of the invention explained in more detail with reference to the drawing. The only figure the drawing shows a section through an invent inventive plasma cutting torch.
Der der Zeichnung zugrundeliegende Plasmaschneidbrenner enthält einen an einem aus Isoliermaterial bestehenden Griff 1 aufgenommenen Schneidkopf 2. Dieser enthält eine in einer ringförmigen Halterung 3 aufgenommene, topfförmige Schneiddüse 4, in die eine stiftförmige Elektrode 5 eingreift, die an einem durch einen Isolier ring 6 von der der Schneiddüse 4 zugeordneten Halterung 3 isolierten Halter 7 befestigt ist. Die Elektrode 5 ist dementsprechend unbeweglich angeordnet. Die koaxial zur Elektrode 5 angeordnete, das vordere Elektroden ende aufnehmende Schneiddüse 4 ist in Achsrichtung ver schiebbar in der zugeordneten Halterung 3 aufgenommen. Hierzu ist diese mit einer die der Schneiddüse 4 zuge ordnete Bohrung begrenzten, umlaufenden Ringnut 8 ver sehen, in die ein am hinteren, offenen Rand der topf förmigen Schneiddüse 4 angeordneter, nach außen abstehen der Flansch 9 eingreift. Die Ringnut 8 besitzt gegenüber der Dicke des Flansches 9 soviel axiales Übermaß, daß die Schneiddüse 4 mit ihrem vorderen Bodenbereich an die gegenüberliegende Stirnseite der Elektrode anstell bar ist.The plasma cutting torch on which the drawing is based contains a cutting head 2 received on a handle 1 made of insulating material. This contains a cup-shaped cutting nozzle 4 received in an annular holder 3 , in which a pin-shaped electrode 5 engages, which is fastened to a holder 7 insulated by an insulating ring 6 from the holder 3 assigned to the cutting nozzle 4 . The electrode 5 is accordingly immovably arranged. The arranged coaxially to the electrode 5 , the front electrode end receiving cutting nozzle 4 is slidable in the axial direction ver in the associated holder 3 . For this purpose, this is seen with a limited to the cutting nozzle 4 assigned bore, circumferential annular groove 8 ver, in which an arranged at the rear, open edge of the pot-shaped cutting nozzle 4 , projecting outwards engages the flange 9 . The annular groove 8 has compared to the thickness of the flange 9 so much axial oversize that the cutting nozzle 4 with its front bottom area to the opposite end of the electrode is bar.
Die Schneiddüse 4 und die Elektrode 5 sind mittels im Griff 1 verlegter Versorgungsleitungen 10 a, 10 b mit unterschiedlichen Polen einer Stromquelle verbindbar. Zum Zünden eines Pilotlichtbogens wird die Schneiddüse 4 an die Elektrode 5 angedrückt. Die vordere Stirn seite der Elektrode 5 ist im dargestellten Ausführungs beispiel in Form einer Kalotte 11 ausgebildet, so daß sich eine ringförmige Berührung mit dem gegenüberliegen den Bodenbereich der Schneiddüse 4 und dementsprechend eine zuverlässige Zündung des Pilotlichtbogens zwischen den an unterschiedlichen Polen einer Stromquelle lie genden Teilen in Form der Schneiddüse 4 und der Elektrode 5 ergeben. The cutting nozzle 4 and the electrode 5 can be connected to different poles of a current source by means of supply lines 10 a , 10 b laid in the handle 1 . To ignite a pilot arc, the cutting nozzle 4 is pressed onto the electrode 5 . The front end of the electrode 5 is formed in the embodiment shown, for example in the form of a cap 11 , so that there is an annular contact with the opposite the bottom region of the cutting nozzle 4 and accordingly a reliable ignition of the pilot arc between the parts lying at different poles of a power source result in the form of the cutting nozzle 4 and the electrode 5 .
Der zunächst zwischen Schneiddüse 4 und Elektrode 5 er zeugte Pilotlichtbogen wird anschließend in einen Ar beitslichtbogen zwischen der Elektrode 5 und dem zu be arbeitenden Werkstück überführt, das an denselben Pol wie die Schneiddüse 4 gelegt wird. Hierzu wird der Pi lotlichtbogen mittels eines in die Schneidüse 4 ein leitbaren Gasstroms aus der Schneiddüse 4 ausgetrieben. Diese ist hierzu mit einer koaxial angeordneten Düsen bohrung 12 versehen, über die der Gasstrom mit dem Licht bogen austreten kann, wodurch dieser automatisch auf das Werkstück überspringt, sobald dieses anstelle der Schneid düse 4 mit dem entsprechenden Pol der Stromquelle verbun den ist. Der Strömungsweg des der Schneiddüse 4 zugeführ ten Druckgases ist als die in die Schneiddüse 4 eingrei fende Elektrode 5 umgebender Kühlkanal 13 a ausgebildet, der im Bereich des hinteren Elektrodenendes mit einem in die Elektrode 5 eingreifenden Kühlkanal 13 b verbunden ist, der an eine zu einer Druckgasquelle führende Ver sorgungsleitung 14 angeschlossen ist.The pilot arc first generated between the cutting nozzle 4 and the electrode 5 is then transferred into a working arc between the electrode 5 and the workpiece to be machined, which is placed on the same pole as the cutting nozzle 4 . For this purpose, the Pi is lotlichtbogen by means of a in the Schneidüse 4, a guidable gas stream from the cutting nozzle 4 expelled. This is for this purpose provided with a coaxially arranged nozzle bore 12 through which the gas flow can emerge with the arc, whereby this automatically jumps onto the workpiece as soon as it is connected to the corresponding pole of the power source instead of the cutting nozzle 4 . The flow path of the cutting nozzle 4 fed guide th compressed gas is formed as the eingrei Fende in the cutting nozzle 4 electrode 5 surrounding cooling channel 13 a, which is connected to b in the region of the rear electrode end with an engaging into the electrode 5 cooling channel 13 coupled to a to a Compressed gas source leading supply line 14 is connected.
Durch den Druck des in die Schneiddüse 4 eingeleiteten Gasstroms wird die Schneiddüse 4 bis auf Anschlag aus der zugeordneten Halterung 3 ausgefahren, d. h. der Bo denbereich der Schneiddüse 4 wird vom vorderen, kalot tenförmigen Ende der Elektrode 5 abgehoben. Um dennoch die Erzeugung eines Pilotlichtbogens zu erleichtern, ist der in die Schneiddüse 4 einleitbare Gasstrom zum Zünden des Pilotlichtbogens ganz oder teilweise absperrbar, wo durch die die Schneiddüse 4 von der Elektrode 5 abheben de Kraft entfällt. Gleichzeitig wird die Schneiddüse 4 durch eine eine Anstellkraft erzeugende Anstelleinrich tung so weit in die zugeordnete Halterung 3 eingefahren, daß der Bodenbereich der Schneiddüse 4 auf die gegenüber liegende Stirnseite der Elektrode 5 aufläuft. Zur Bil dung der Anstelleinrichtung kann die Ringnut 8 oberhalb des Flansches 9 evakuiert werden, so daß sich eine auf die Schneiddüse 4 wirkende Saugkraft ergibt. Das hierzu benötigte Vakuum kann beispielsweise mittels einer Ven turidüse erzeugt werden, die anstelle der zu den Kühlka nälen 13 a, 13 b führenden Versorgungsleitung 14 mit der Druckgasquelle verbunden werden kann. Der vom Flansch 9 übergriffene, untere Bereich der Ringnut 8 kann dabei mittels einer hiervon abgehenden Entlüftungsbohrung mit der Atmosphäre verbunden sein.By the pressure of the gas stream introduced into the cutting nozzle 4 , the cutting nozzle 4 is extended as far as it will go from the associated holder 3 , ie the bottom region of the cutting nozzle 4 is lifted from the front, calotte-shaped end of the electrode 5 . In order to nevertheless facilitate the generation of a pilot arc, the gas flow which can be introduced into the cutting nozzle 4 can be completely or partially shut off for igniting the pilot arc, where the force required to lift the cutting nozzle 4 off the electrode 5 is eliminated. At the same time, the cutting nozzle 4 is retracted by an adjusting force generating Anstellinrich device so far into the associated holder 3 that the bottom region of the cutting nozzle 4 runs onto the opposite end face of the electrode 5 . To form the adjusting device, the annular groove 8 can be evacuated above the flange 9 , so that there is a suction force acting on the cutting nozzle 4 . The vacuum required for this can be generated for example by means of a Ven turidüse which can be connected to the Kühlka channels 13 a , 13 b leading supply line 14 with the compressed gas source. The lower region of the annular groove 8 , overlapped by the flange 9 , can be connected to the atmosphere by means of a vent hole extending therefrom.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Schneid düse 4 durch Druckkraft an die Elektrode 5 angestellt. Hierzu ist eine von der unteren, vom Flansch 9 übergrif fenen Flanke der Ringnut 8 abgehende Druckleitung vorge sehen, die alternativ zu der den Kühlkanälen 13 a, 13 b zugeordneten Versorgungsleitung 14 an die Druckgasquelle anschließbar ist. Diese Druckleitung umfaßt im dargestell ten Ausführungsbeispiel eine von der Ringnut 8 nach un ten, hier schräg nach außen, abgehende Stichbohrung 15 a, in die eine die der Schneiddüse 4 zugeordnete Halterung 5 durchgreifende Anschlußbohrung 15 b mündet, die an eine parallel zur Versorgungsleitung 14 im Griff 1 verlegte Versorgungsleitung 16 angeschlossen ist. Diese wird zur Zündung des Pilotlichtbogens mit Druckgas beaufschlagt und nach erfolgter Zündung wieder entlastet, d. h. genau gegenläufig zur Versorgungsleitung 14 aktiviert bzw. passiviert. Die Versorgungsleitungen 14 und 16 sind über eine gemeinsame Anschlußleitung 17 mit einer gemeinsamen Druckgasquelle, beispielsweise einer Gasflasche, verbun den und können mittels eines im Griff 1 angeordneten Umschaltventils 18 alternativ mit der Anschlußleitung 17 verbunden bzw. hiervon getrennt werden.In the illustrated embodiment, the cutting nozzle 4 is made by pressing force on the electrode 5 . For this purpose, a outgoing from the lower, from the flange 9 overlapping flank of the annular groove 8 outgoing pressure line is seen, which is alternatively connected to the cooling channels 13 a , 13 b associated supply line 14 to the compressed gas source. This pressure line comprises dargestell th embodiment, a branch bore th of the annular groove 8 to un, here obliquely outwards, outgoing 15 a into which a 4 associated holder 5 by cross-connecting hole 15 b opens the cutting nozzle, connected to a parallel to the supply line 14 in the Handle 1 laid supply line 16 is connected. This is pressurized with gas to ignite the pilot arc and relieved after the ignition, ie activated or passivated in exactly the opposite direction to the supply line 14 . The supply lines 14 and 16 are connected via a common connecting line 17 to a common pressurized gas source, for example a gas bottle, and can alternatively be connected to or separated from the connecting line 17 by means of a switching valve 18 arranged in the handle 1 .
Das Umschaltventil 18 ist dementsprechend als Zweiwege- Ventil ausgebildet, das einen an der Anschlußleitung 17 liegenden Eingang und zwei den Versorgungsleitungen 14 und 16 zugeordnete Ausgänge aufweist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Umschaltventil 18 als Axial schieberventil ausgebildet, dessen Steuerschieber 19 mit einem im Bereich des Rückens des Griffs 1 vorgesehenen Schaltkopf 20 verbunden ist und durch diesen entgegen der Kraft einer Rückstellfeder 21 verschoben werden kann. In der unter der Wirkung der Rückstellfeder 21 automa tisch sich einstellenden Ausgangsposition des Steuerschie bers 19 sind die Anschlußleitung 17 und die Versorgungs leitung 14 miteinander verbunden. Wenn der Schaltkopf 20 gedrückt wird, wird diese Verbindung unterbrochen und da für eine Verbindung zwischen Anschlußleitung 17 und Ver sorgungsleitung 16 eröffnet, wodurch die Schneiddüse 4 unter der Wirkung des auf die Unterseite des Flansches 9 wirkenden Gasdrucks an die Elektrode 5 angestellt wird. Sobald der Schaltkopf 20 losgelassen wird, wird die Schneiddüse 4 auf ihrer Innenseite mit Druckgas beauf schlagt, das den Lichtbogen über die Düsenbohrung 12 austreibt. Der Schaltkopf 20 ist so angeordnet, daß er leicht mit Hilfe des Daumens einer den Griff 1 umfassen den Hand betätigbar ist. The changeover valve 18 is accordingly designed as a two-way valve which has an input located on the connecting line 17 and two outputs assigned to the supply lines 14 and 16 . In the illustrated embodiment, the changeover valve 18 is designed as an axial slide valve, the control slide 19 of which is connected to a switching head 20 provided in the region of the back of the handle 1 and can be displaced by the latter against the force of a return spring 21 . In the automatically under the action of the return spring 21 automatically starting position of the spool 19 , the connecting line 17 and the supply line 14 are connected to each other. If the switch head 20 is pressed, this connection is interrupted and since supply line 16 is opened for a connection between the connecting line 17 and the United, whereby the cutting nozzle 4 is turned on the electrode 5 under the effect of the gas pressure acting on the underside of the flange 9 . As soon as the switch head 20 is released, the cutting nozzle 4 is struck with compressed gas on its inside, which drives out the arc via the nozzle bore 12 . The switch head 20 is arranged so that it can be actuated easily by means of the thumb of a handle 1 comprising the hand.
Zur Erhöhung der Funktionssicherheit können die Versor gungsleitungen 14 bzw. 16 im jeweils von der Anschluß leitung 17 getrennten Zustand entlüftet und damit voll ständig drucklos gestellt sein. Hierzu ist das Umschalt ventil 18 einfach mit einem in die Umgebung mündenden, weiteren Ausgang 22 versehen, der über den Versorgungs leitungen 14 bzw. 16 zugeordnete Ringnuten des Steuer schiebers 19 zugänglich ist.To increase the functional reliability, the supply lines 14 and 16 can be vented in each case from the connecting line 17 in a separate state and thus be completely depressurized. For this purpose, the switching valve 18 is simply provided with an outlet 22 opening into the surroundings, which is accessible via the supply lines 14 and 16 associated ring grooves of the control slide 19 .
Claims (8)
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DE3840459A DE3840459A1 (en) | 1988-11-14 | 1988-12-01 | Cutting torch |
Publications (1)
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DE3840459A1 true DE3840459A1 (en) | 1990-05-17 |
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ID=25874707
Family Applications (1)
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DE3840459A Ceased DE3840459A1 (en) | 1988-11-14 | 1988-12-01 | Cutting torch |
Country Status (1)
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Legal Events
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
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