DE3932853A1

DE3932853A1 - Burner cutting workpieces with curved edges - using wide strip to accelerate heating up process at burner beam contact area

Info

Publication number: DE3932853A1
Application number: DE19893932853
Authority: DE
Inventors: Erich Wagner
Original assignee: Messer Griesheim GmbH
Current assignee: Messer Griesheim GmbH
Priority date: 1989-10-02
Filing date: 1989-10-02
Publication date: 1991-04-11

Abstract

Method of burner cutting workpieces with rounded edges or circular workpiece consists of feeding strip material (19) into the flame as ignition aiding means. The strip is rapidly heated to ignition temperature and then burnt by the oxygen cutting beam. ADVANTAGE - Enables the curved starting point on the workpiece to be quickly heated to cutting temperature without endangering the security of the work area. The strip is fed to the cutting area in a simple and stable fashion without encountering the problems of a wire feed.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anschneiden ein es durch Brennschneiden zu trennenden Werkstückes nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a method for cutting the workpiece to be cut by flame cutting the preamble of claim 1.

Beim Anschneiden eines Werkstückes muß der Schneidbrenner seitlich zur Werkstückkante horizontal und vertikal exakt positioniert, die Schneidflamme eingeschaltet und das Werkstück auf Zündtemperatur erhitzt werden, bevor der Anschnitt erfolgt und der Schneidbrenner mit vorgegebener Schneidgeschwindigkeit entlang der Schneidbahn geführt werden kann. Besonders bei stark gerundeten Kanten (im Extremfall bei Rundmaterial) ist das Aufheizen auf Zünd temperatur wegen des großflächigen Angriffspunktes und des damit verbundenen schnellen Wärmeabflusses sehr schwie rig und erfordert entweder sehr lange Anwärmzeit oder den Einsatz von Wärmequellen mit einer Leistung, die das Mehrfache der für das weitere Schneiden benötigten beträgt.The cutting torch must be used when cutting a workpiece exactly to the side of the workpiece edge horizontally and vertically positioned, the cutting flame switched on and that Workpiece to be heated to ignition temperature before the First cut and the cutting torch with a predetermined Cutting speed guided along the cutting path can be. Especially with strongly rounded edges (in Extreme case with round material) is heating up to ignition temperature because of the large point of attack and the associated rapid heat flow very difficult rig and either requires a very long warm-up time or the use of heat sources with a performance that Is several times that required for further cutting.

Zur Lösung dieses Problemes und zur Beschleunigung des Anschneidens ist es bekannt, in die Schneidsauerstoff flamme Eisenpulver oder Stahldraht zuzuführen, die in der Schneidflamme verbrennen, wobei die Verbrennungswärme des Pulvers bzw. des Drahtes direkt auf die Anschneidstelle übertragen wird.To solve this problem and to accelerate the Cutting is known in the cutting oxygen to feed flame iron powder or steel wire into the Burn cutting flame, taking the heat of combustion the powder or wire directly onto the cutting point is transmitted.

Bei der Verwendung von Eisenpulver entsteht eine erheb liche Rauchentwicklung, die unter Berücksichtigung von Umweltauflagen mittels aufwendiger Absauganlagen von der Anschneidstelle entfernt werden müssen. Anlagen zur Pul verzuführung verursachen weiterhin gegenüber einer Draht zuführung ein Mehrfaches an Kosten. Der große Nachteil des Drahtes, der bei kontinuierlich bzw. automatisch ar beitenden Maschinen von einer Haspel abgezogen wird und vor der gezielten Einführung in die Schneidflamme gerade gerichtet werden muß, ist die Tatsache, daß bei einfachen Richteinheiten kein exaktes Geraderichten erzielt werden kann. Besonders bei Brennschneidmaschinenanlagen, die unter rauhen Umgebungsbedingungen arbeiten, ist aber der Einsatz hochwertiger Richteinrichtungen problematisch oder aufwendig.When using iron powder there is a considerable increase smoke development, taking into account Environmental requirements by means of complex extraction systems from the Cutting point must be removed. Plants for Pul leads continue to cause wire feeding a multiple of costs. The big disadvantage of the wire that ar at continuous or automatic pulling machines from a reel and just before the targeted introduction into the cutting flame must be addressed is the fact that with simple Straightening units no exact straightening can be achieved can. Especially with flame cutting machine systems that work in harsh environmental conditions, but is the Use of high-quality straightening equipment problematic or expensive.

Andererseits ist aber ein sicheres Anschneiden nur ge währleistet, wenn der Draht möglichst zentrisch in den Sauerstoffstrahl der Schneidflamme eingeführt wird. Hinzu kommt, daß dünne Drähte von dem Schneidsauerstoffstrahl abgebogen bzw. abgeknickt werden können und somit ein betriebssicheres Anschneiden nicht möglich ist.On the other hand, a safe cutting is only ge ensures that the wire is centered in the Oxygen jet of the cutting flame is introduced. In addition comes that thin wires from the cutting oxygen jet can be bent or kinked and thus a reliable cutting is not possible.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Be triebssicherheit beim Anschneiden von Werkstücken zu er höhen und eine einfache und stabile seitliche Führung des Zündhilfsmaterials zu erreichen.The invention is therefore based on the object drive safety when cutting workpieces heights and simple and stable lateral guidance to reach the ignition aid material.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeich nenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.This object is inventively characterized by nenden features of claim 1 solved.

Im folgenden wird unter Bandmaterial ein im wesentlichen flacher und im Verhältnis zur Dicke breiter Werkstoff verstanden.The following is essentially a tape material flatter and wider material in relation to the thickness Roger that.

Durch die Verwendung eines Bandmaterials entfällt das Seitenführungsproblem vollkommen. Außerdem können Sei tenabweichungen der Bandzuführungseinrichtung an der Schneiddüse, etwa wegen thermischer oder mechanischer Einwirkungen, aufgrund der Breite des Bandmaterials weit gehend toleriert werden, was langzeitig einen störungsfreien Betrieb gewährleistet.This is eliminated by using a tape material Cornering problem perfectly. You can also deviations of the tape feed device on the Cutting nozzle, for example because of thermal or mechanical Actions, due to the width of the strip material wide be tolerated, which is a long-term problem-free Operation guaranteed.

Ein weiterer Vorteil des Bandmaterials ist, daß es aufgrund seiner eindeutigen Lage in der Richteinrichtung auf einfache Art entweder gerade gerichtet oder in eine gewünschte Krümmung gebracht werden kann.Another advantage of the tape material is that it is due to its unique location in the straightening device on simple Kind either straightened or in a desired one Curvature can be brought.

Vorteilhaft werden die Abmessungen des Bandmaterials an die Leistung der Schneiddüse und/oder an die Größe des Werkstückes angepaßt. Versuche haben ergeben, daß für eine von der Anmelderin unter der Bezeichnung DB 318-1 vertriebene Düse und ein Rundmaterial von ca. 150 mm Durchmesser ein Stahlband von ca. 10 bis 15 mm Breite und 0,5 bis 1,0 mm Dicke einen langzeitigen störungsfreien Betrieb gewährleistet.The dimensions of the strip material are advantageous the performance of the cutting nozzle and / or the size of the Adapted workpiece. Experiments have shown that for one from the applicant under the designation DB 318-1 distributed nozzle and a round material of approx. 150 mm Diameter of a steel band of approx. 10 to 15 mm width and 0.5 to 1.0 mm thickness a long-term trouble-free Operation guaranteed.

Als Bandwerkstoff ist jedes Material denkbar, das bei Reaktion mit der Schneidflamme das Zünden des Werkstückes ermöglicht.Any material is conceivable as a strip material Reaction with the cutting flame igniting the workpiece enables.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeich nung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.An embodiment of the invention is in the drawing voltage and is described in more detail below.

Es zeigenShow it

Fig. 1 einen Schneidbrenner mit gerader Bandzuführung; Figure 1 shows a cutting torch with a straight tape feed.

Fig. 2 einen Schneidbrenner mit gekrümmter Bandzu führung. Fig. 2 a cutting torch with curved Bandzu leadership.

In der Fig. 1 ist ein Schneidbrenner mit 10 bezeichnet, an dem eine Schneiddüse 11 mittels einer Druckschraube 12 befestigt ist. Aus der an sich bekannten Schneiddüse 11 tritt ein von Heizflammen 13 umgebener Schneidsauer stoffstrahl 14 aus. Der Schneidbrenner 10 ist an einem Pendelarm 15 angeordnet, der den Brenner seitlich 16 an die Anschneidstelle (Kante 25) stellt. An dem Pendelarm ist eine Einrichtung 17 angeordnet, die aus einer Vor richtung 18 für die Zuführung eines Bandmaterials 19 und einer Richteinheit 20 besteht. Es ist selbstverständlich und bedarf keiner näheren Erläuterung, daß die Einrichtung 17 oder Teile der Einrichtung 17 auch unabhängig von dem Pendelarm 15 des Schneidbrenners 10 angeordnet und dem Schneidbrenner 10 zugeordnet werden können. In Fig. 1, a cutting torch is designated 10 , to which a cutting nozzle 11 is attached by means of a pressure screw 12 . From the cutting nozzle 11 known per se, a cutting jet of material 14 surrounded by heating flames 13 emerges. The cutting torch 10 is arranged on a pendulum arm 15 which places the torch 16 laterally at the cutting point (edge 25 ). On the pendulum arm, a device 17 is arranged, which consists of an on device 18 for the supply of a strip material 19 and a straightening unit 20 . It goes without saying and requires no further explanation that the device 17 or parts of the device 17 can also be arranged independently of the pendulum arm 15 of the cutting torch 10 and assigned to the cutting torch 10 .

Die Vorrichtung 18 für die Zuführung des Bandmaterials 19 ist um einen Drehpunkt 22 relativ zum Schneidbrenner 10 schwenkbar auf einer mit dem Pendelarm 15 verbundenen Platte 21 angeordnet. Unterhalb des Drehpunktes 22 kann die Vorrichtung 18 bei eingestelltem Winkel 34 über eine Arretiervorrichtung 23 fixiert werden.The device 18 for feeding the strip material 19 is arranged on a plate 21 connected to the pendulum arm 15 so that it can pivot about a pivot point 22 relative to the cutting torch 10 . Below the fulcrum 22 , the device 18 can be fixed at a set angle 34 by means of a locking device 23 .

Das Werkstück, bevorzugt ein Rundmaterial, ist mit 24 bezeichnet. Die vorstehend beschriebene Einrichtung arbeitet wie folgt.The workpiece, preferably a round material, is designated by 24 . The device described above works as follows.

Beim Anschneiden wird nach einem Ausführungsbeispiel die Schneiddüse 11 so weit an das Werkstück 24 herangeschwenkt, daß der Schneidsauerstoffstrahl etwa in seinem halben bis vollen Querschnitt die Kante 25 bzw. die Oberfläche des Werkstückes 24 treffen würde. Das unter einem Winkel 34 zum Schneidbrenner aus der Vorrichtung 18 austretende und vor dem Austritt in der Richteinheit 20 gerade ge richtete Bandmaterial 19 wird jetzt so angeordnet, daß es die Anschneidstelle (Kante 25) vollständig bedeckt.When cutting, the cutting nozzle 11 is pivoted so far towards the workpiece 24 that the cutting oxygen jet would hit the edge 25 or the surface of the workpiece 24 in approximately half to full cross section. The emerging at an angle 34 to the cutting torch from the device 18 and just before the exit in the straightening unit 20 straightened strip material 19 is now arranged so that it completely covers the cutting point (edge 25 ).

Nach Einschalten der Schneidflamme 13, 14 wird es durch die Heizflammen 13 auf Zündtemperatur erwärmt und vom Schneidsauerstoffstrahl 14 entzündet. Sobald das Band material 19 abschmilzt und verbrennt, entsteht ein Sprüh strahl, der direkt auf die Anschneidstelle gerichtet ist. Durch die Verbrennungswärme des Bandmaterials wird das darunter liegende Werkstück 24 an der Kante 25 gezündet. Der Brennervorschub kann eingeschaltet werden, der den Brenner mit Schneidgeschwindigkeit verfährt, wobei Teile des Werkstückes 24 abgetrennt werden. Versuche haben er geben, daß ein vorübergehendes Nachfördern des Bandma terials 19 eine erhöhte Anschneidsicherheit bewirken. After switching on the cutting flame 13 , 14 , it is heated to ignition temperature by the heating flames 13 and ignited by the cutting oxygen jet 14 . As soon as the strip material 19 melts and burns, a spray jet is created that is aimed directly at the cutting point. The workpiece 24 underneath is ignited at the edge 25 by the heat of combustion of the strip material. The torch feed can be switched on, which moves the torch at the cutting speed, parts of the workpiece 24 being cut off. Experiments have given that a temporary re-conveying of the band material 19 bring about increased cutting safety.

Eine weitere Erhöhung der Betriebssicherheit des Anschneid prozesses wurde vorteilhaft dadurch erreicht, daß das Bandmaterial 19 in unmittelbarer Nähe bzw. auf der Werk stückoberfläche des Werkstückes 24 zur Anlage gebracht wird. Beim Schneiden von Rundmaterial oder ähnlichem kann das Bandmaterial 19 kurz nach dem Anschnitt wieder etwas zurückgezogen werden, damit es beim weiteren Schnittver lauf nicht hinderlich ist.A further increase in the operational reliability of the cutting process was advantageously achieved in that the strip material 19 is brought into close proximity or on the workpiece surface of the workpiece 24 . When cutting round material or the like, the band material 19 can be pulled back a little shortly after the first cut, so that it does not impede the further cutting process.

Kann der Anschneidpunkt vom Schneidbrenner 10 nicht exakt angefahren werden, so ist auch ein "fliegender" Anschnitt möglich, wo bereits bei Annäherung des Schneidbrenners 10 an das Werkstück 24 die Schneidflamme gezündet und das Bandmaterial 19 eingeführt wird. Der Bandvorlauf ist dann so lange eingeschaltet, bis die Schneidflamme 13, 14, das Werkstück 24 erreicht und gezündet hat. Bevorzugt kann in allen Fällen die Steuerung des Bandmaterials 19 zeit- und/oder wegeabhängig erfolgen. Das Bandmaterial 19 weist vorteilhaft mindestens die doppelte Breite des Schneidsauerstoffstrahles 14 bzw. des Schneidsauerstoff strahl-Bohrungsdurchmessers der Schneiddüse 11 auf, so daß geringfügige Unregelmäßigkeiten in der Zuführung keinen Einfluß auf die Funktionsicherheit des Anschneidprozesses ausübt. Das Bandmaterial ist bevorzugt ein im wesentlichen flacher und im Verhältnis zur Dicke breiter Werkstoff, der aufgrund dieser Ausbildung eine große Seitenstabi lität aufweist.If the cutting point cannot be approached exactly by the cutting torch 10 , a "flying" gate is also possible, where the cutting flame is ignited and the strip material 19 is introduced as soon as the cutting torch 10 approaches the workpiece 24 . The tape feed is then switched on until the cutting flame 13 , 14 has reached and ignited the workpiece 24 . In all cases, the strip material 19 can preferably be controlled as a function of time and / or path. The strip material 19 advantageously has at least twice the width of the cutting oxygen jet 14 or the cutting oxygen jet bore diameter of the cutting nozzle 11 , so that slight irregularities in the feed have no influence on the functional reliability of the cutting process. The strip material is preferably a substantially flat and wider in relation to the thickness of the material, which has a large lateral stability due to this design.

In der Fig. 2 sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszif fern bezeichnet. Die Funktionsweise entspricht im wesent lichen der in Fig. 1 beschriebenen Einrichtung. Unter schiedlich hierzu ist der Schneidbrenner 10 an einer trans latorischen Vorschubvorrichtung 16 (Schneidrichtung 33) angeordnet, wobei der Schneidsauerstoffstrahl 14 ebenfalls im halben bis vollen Querschnitt auf die Kante 25 auf trifft. Die Vorrichtung 18 ist im wesentlichen parallel zu dem Schneidbrenner 10 angeordnet, wodurch vorteilhaft eine eng bauende Einheit erreicht wird. Das Bandmaterial 19 wird in der Richteinheit 20 gekrümmt und tritt mit einer vorgegebenen Krümmung 26 aus der Vorrichtung 19 aus.In Fig. 2, the same parts are labeled with the same reference numeral. The mode of operation corresponds essentially to the device described in FIG. 1. Under differently, the cutting torch 10 is arranged on a trans latory feed device 16 (cutting direction 33 ), the cutting oxygen jet 14 also striking the edge 25 in half to full cross section. The device 18 is arranged essentially parallel to the cutting torch 10 , as a result of which a narrow unit is advantageously achieved. The strip material 19 is curved in the straightening unit 20 and exits the device 19 with a predetermined curvature 26 .

Es durchquert ebenfalls wie das in Fig. 1 dargestellte gerade geförderte Bandmaterial, bei automatischer Förde rung zuerst die Heizflammen 13 und wird hier auf Zünd temperatur aufgeheizt, bevor es in den Schneidsauerstoff strahl 14 eintritt. Hier erfolgt eine Verbrennung des Bandmaterials 19, so daß eine Sprühflamme entsteht, die die Verbrennungswärme exakt auf die Kante 25 überträgt, wo unmittelbar darauf der Anschnitt erfolgt.It also traverses like the conveyor material just conveyed shown in FIG. 1, with automatic conveying first the heating flames 13 and is heated to ignition temperature here before it enters the cutting oxygen jet 14 . Here, the strip material 19 is burned, so that a spray flame is created which transfers the heat of combustion exactly to the edge 25 , where the cut occurs immediately thereafter.

Besonders vorteilhaft, kann ein funktionssicherer Anschnitt durch eine an die Oberflächenform des Werkstückes 24 an gepaßte Formgebung des Bandmaterials 19 in der Richtein heit 20 erreicht werden, so daß sich das Bandmaterial 19 an die Oberfläche des Werkstückes 24 anlegt. Hierdurch wird die beim Verbrennen des Bandmaterials 19 entstehende Verbrennungswärme unmittelbar auf die Anschneidstelle übertragen, so daß ein sofortiger Anschnitt des Werkstückes 24 erfolgen kann.Particularly advantageously, a functionally reliable gating can be achieved by a integrated to the surface shape of the workpiece 24 to fitted shaping of the strip material 19 in the Richtein 20 so that the strip material 19 abuts against the surface of the workpiece 24th As a result, the combustion heat generated during the burning of the strip material 19 is transferred directly to the cutting point, so that the workpiece 24 can be cut immediately.

Mit der Erfindung wird der Vorteil ereicht, daß durch das seitenstabile Bandmaterial, also durch das zu "führ ende" und zu "richtende" Material selbst eine exakte Zu führung in die Schneidflamme 13, 14 erreicht wird. With the invention, the advantage is achieved that by the side-stable strip material, that is, by the material to be "guided" and "straightened", exact guidance to the cutting flame 13 , 14 is achieved.

Die Erfindung und die in den Ansprüchen enthaltenen Merkmale sind nicht auf die Beispiele beschränkt, die eingangs erwähnt sind. Die Ausgestaltung der Merkmalselemente und deren Verknüpfung kann beliebig sein.The invention and the features contained in the claims are not limited to the examples above are mentioned. The design of the feature elements and their linkage can be arbitrary.

Claims

1. A method for cutting a workpiece to be separated by flame cutting, preferably a workpiece with rounded edges or a round material, by adding an auxiliary ignition material into the cutting flame of the burner, characterized in that the auxiliary ignition material is in the form of a band ( 19 ).

2. The method according to claim 1, characterized, that the tape before the cutting point of the workpiece arranged by means of the heating flame at ignition temperature heated and burned with the cutting oxygen jet becomes.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the cutting flame ( 13 , 14 ) with the burning band material ( 19 ) is directed to the cutting point ( 25 ) of the workpiece ( 24 ).

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the strip material ( 19 ) is conveyed into the cutting flame ( 13 , 14 ) depending on the time and / or path.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the dimensions of the strip material ( 19 ) are dependent on the performance of the flame cutting nozzle ( 11 ) and / or the workpiece thickness dimensions.

6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the band has at least a width which corresponds to twice the diameter of the cutting oxygen jet ( 14 ).

7. Device for performing the method according to one of claims 1 to 6 with a cutting torch, characterized in that the cutting torch ( 10 ) is associated with a device ( 18 ) for feeding the strip material ( 19 ) by means of which the strip material ( 19 ) in the emerging from the cutting nozzle ( 11 ) cutting flame ( 13 , 14 ) can be conveyed.

8. Device according to claim 7, characterized in that the device ( 18 ) a straightening unit ( 20 ) is pre-switched, by means of which the strip material ( 19 ) can be preformed in its longitudinal extent, preferably straight or curved.

9. Device according to claim 7 or 8, characterized in that the device ( 18 ) is arranged substantially parallel next to the cutting torch ( 10 ) and the Bandma material via a in the direction of the cutting flame ( 13 , 14 ) formed curvature ( 26 ) in the cutting flame ( 13 , 14 ) can be conveyed.

10. Device according to one of claims 7 to 9, characterized in that the device ( 18 ) is arranged at an angle ( 34 ) to the cutting torch ( 10 ).