DE4020535A1 - Vorrichtung zum schneiden von blechen unter hitzeeinwirkung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem Oberbe­ griff des Anspruches 1.

Es gibt verschiedene Verfahren zum Schneiden von Blechen un­ ter Hitzeeinwirkung. Die wichtigsten hier zu nennenden Ver­ fahren sind das Schneidbrennen mittels Sauerstoffstrahl, das Plasmaschmelzschneiden und das Laserstrahlschneiden. Bei diesen Verfahren wird das zu schneidende Blech auf einen Un­ terbau gelegt, der das Blech mittels einer Anzahl von punkt- oder linienförmigen Tragstützen (Auflagestellen) trägt. Der Raum unter dem Blech ist, abgesehen von den genannten Tragstützen, im wesentlichen frei. Ein erstes Problem bei der Durchführung dieser Verfahren besteht in der sehr star­ ken Schmutzentwicklung durch die beim Schneiden auftretenden Gase und freiwerdenden festen Partikel. Hierdurch werden die Umgebung und die darin arbeitenden Personen stark belastet. Um diesem Problem zu begegnen, ist es bereits bekannt, den das zu schneidende Blech tragenden Unterbau mit einer Ab­ saugvorrichtung zu versehen. Trotz dieser Maßnahme dringt jedoch weiterhin ein nicht unerheblicher Anteil der entste­ henden Schmutzgase und festen Partikel in die Umgebung.

Ein weiteres Problem besteht beim Schneiden von dünnen Ble­ chen im Dickenbereich von etwa 2-6 mm. Solche Bleche neigen dazu, sich beim Schneiden aufzuwölben. Dies liegt daran, daß das Blech auf der Eintrittsseite des Schneidstrahls stärker erwärmt wird als auf der gegenüberliegenden Seite, so daß die im Blech auftretenden Wärmespannungen bei dünnen Blechen zu den genannten Aufwölbungen führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zum Schneiden von Blechen unter Hitzeeinwirkung zu entwickeln, bei welcher die Verschmutzung der Umgebung der Vorrichtung weitgehend verhindert wird und auch das Aufwölben beim Schneiden dünner Bleche vermieden werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe werden zwei Vorrichtungen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 vorgeschlagen, welches er­ findungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 beziehungsweise die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 2 genannten Merkmale haben.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtungen nach der Er­ findung sind in den Ansprüchen 3 bis 12 genannt.

Anhand der in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen

Fig. 1 in prinzipieller Darstellung einen Schnitt durch eine Vorrichtung gemäß der Erfindung mit Absaugvor­ richtung und einer aus Teilplatten bestehenden Un­ terlagenplatte im Vertikalschnitt,

Fig. 2 die Vorrichtung nach Fig. 1 in Draufsicht bei abge­ nommenem zu schneidendem Blech,

Fig. 3 in prinzipieller Darstellung eine zweite Ausfüh­ rungsform gemäß der Erfindung in Seitenansicht,

Fig. 4 einen Schnitt durch die Vorrichtung nach Fig. 3 längs der Linie A-A in Fig. 3,

Fig. 5 einen Schnitt durch die Unterlagenplatte längs der Linie B-B in Fig. 4.

In Fig. 1 ist das zu schneidende Blech 1 auf einem Unterbau plaziert, die aus einer im wesentlichen geschlossenen Unter­ lagenplatte 4 besteht, die aus zwölf Teilplatten 30 aufge­ baut ist, die mit gegenseitigem Abstand voneinander angeord­ net sind, so daß sich nach unten offene Schlitze 31 bilden. Die Schlitze 31 haben beispielsweise eine Breite von 10 mm, und die Teilplatten 30 haben beispielsweise eine Größe von 25×25 cm. Die Teilplatten 30 ruhen auf einem in der Fig. 1 nicht dargestellten, in vertikaler Richtung im wesentli­ chen offenen Traggestell. Das zu schneidende Blech 1 ruht auf punktförmigen und/oder linienförmigen Tragstützen 5 be­ ziehungsweise 8, die auf der Unterlagenplatte bzw. den Teil­ platten der Unterlagenplatte angeordnet sind. Durch diese Konstruktion wird unterhalb des zu schneidenden Bleches ein weitgehend geschlossener flacher Raum 10 gebildet, der nur an den schmalen Randseiten 9 offen ist. Unterhalb der Unter­ lagenplatte 4 ist eine Absaugvorrichtung angeschlossen, de­ ren Saughaube 21 die Unterseite der Unterlagenplatte über­ deckt.

Durch die in der Unterlagenplatte angeordneten vorzugsweise gleichmäßig verteilten Durchtrittsschlitze 31 wird eine weitgehend gleichmäßig verteilte Absaugkraft über die ge­ samte Fläche der Unterlagenplatte erzeugt, so daß die beim Schneiden des Bleches entstehenden Schmutzgase und festen Partikel in sehr hohem Maße über die als Durchtrittsschlitze 31 oder anders ausgebildeten Durchtrittsöffnungen abgesaugt werden. Der Abstand a zwischen dem Blech 1 und der Unterla­ genplatte 4 wird so bemessen, daß in Abhängigkeit des ver­ wendeten Schneidverfahrens, z. B. Sauerstoffbrennschneiden oder Plasmaschmelzschneiden, und in Abhängigkeit der Dicke des zu schneidenden Bleches eine Beschädigung der Unterla­ genplatte durch den Schneidstrahl vermieden wird. Es ver­ steht sich, daß der erforderliche Abstand um so größer wird, je dicker das zu schneidende Blech ist. Ferner muß der Ab­ stand beim Plasmaschneiden wegen der bei diesem Verfahren größeren injizierten Hitze bedeutend größer als beim Sauer­ stoffbrennschneiden gemacht werden. Solange nicht dünne Ble­ che geschnitten werden, bei denen auch ein Aufwölben der Bleche verhindert werden soll, wird man den Abstand mit Rücksicht auf dicksten Bleche bemessen, die mit der Vorrich­ tung geschnitten werden sollen. Ein geeigneter Standardwert für den Abstand liegt dann etwa im Bereich von 30-60 mm. Die Verstellung des Abstandes ist durch Einsetzen loser, entsprechend hoch bemessener Tragstützen leicht durchführ­ bar.

Die Fig. 3 und 4 zeigen ein anderes Ausführungsbeispiel, bei dem die Unterlagenplatte 4 als eine integrale Platte ausgebildet ist.

Wenn beim Schneiden von dünnen Blechen das Aufwölben der Bleche verhindert werden soll, kommt der Bemessung des Ab­ standes a zwischen Blech und Unterlagenplatte größere Bedeu­ tung zu. In diesem Falle wird in der Regel mit einem kleine­ ren Abstand a gearbeitet, der vorzugsweise der Dicke des je­ weiligen Bleches angepaßt ist. Der Abstand a der Unterlagen­ platte von der Unterseite des Bleches 1, also die Höhe der Tragstützen, beträgt in diesem Falle beim Sauerstoffbrenn­ schneiden etwa 3-6 mm. Gemäß einer Faustformel ist der ge­ nannte Abstand beim Sauerstoffbrennschneiden etwa gleich der Dicke des Bleches. Beim Plasmaschneiden muß der Abstand un­ abhängig von der Stärke des dünnen Bleches etwa 6 mm be­ tragen, um eine Beschädigung der Unterlagenplatte zu vermei­ den.

Wenn das Schneidwerkzeug 7 das Blech schneidet, wird der aus der Schneidfuge austretende heiße Sauerstoff- und Zunder­ strahl durch die im wesentlichen geschlossene Unterlagen­ platte 4 am schnellen Abströmen gehindert und in seitlicher Richtung umgelenkt, um am Rand 9 zwischen dem zu schneiden­ den Blech und der Unterlagenplatte 4 oder durch die eventu­ ell in der Unterlagenplatte vorhandenen Durchtrittsöffnungen 6 (Fig. 4) abzuströmen. Hierdurch kommt es zu einem Wärme­ stau unterhalb des zu schneidenden Bleches, durch welchen die Unterseite des Bleches in stärkerem Maße aufgeheizt wird, als bei einem im wesentlichen freien Raum unterhalb des zu schneidenden Bleches. Beide Blechseiten werden somit im wesentlichen gleich stark erhitzt, so daß ein eventuell noch verbleibender Temperaturunterschied zwischen der Ober­ seite und Unterseite des Bleches 1 nicht ausreicht, das Blech zu verwölben.

Auch bei Bemessung des Abstandes a mit Rücksicht auf die Vermeidung des Aufwölbens der Bleche können in der Unterla­ genplatte 4 Durchtrittsöffnungen 6 vorgesehen sein, durch deren Anzahl und Größe Einfluß auf den Wärmestau genommen werden kann und durch die der sich bildende Zunder nach un­ ten abgeführt werden kann. Auch in diesem Falle kann unter der Unterlagenplatte eine Absaugvorrichtung angeordnet sein. In der Ausführungsform nach Fig. 3 ist auf eine sol­ che Absaugvorrichtung verzichtet, so daß diese Vorrichtung im wesentlichen nur zur Vermeidung der Aufwölbung der Bleche geeignet ist. In Fig. 4 sind die stiftförmigen Tragstützen 5 als schwarze Kreisflächen dargestellt und die durchgehen­ den Durchtrittsöffnungen 6 als einfache Kreise.

Die Tragstützen können punktförmig, zum Beispiel stift- oder kegelförmig, oder linienförmig, zum Beispiel in Form von Stegen, ausgebildet sein. Im Falle der Verwendung von Durch­ trittsöffnung 6, 31 in der Unterlagenplatte können stegför­ mige Tragstützen auf der Unterlagenplatte so angeordnet sein (vergleiche Fig. 4), daß sie den beim Auflegen eines Ble­ ches 1 entstehenden Spalt 9 zwischen Blech und Unterlagen­ platte im wesentlichen verschließen.

Die Tragstützen können fest mit der einteiligen oder aus Teilplatten bestehenden Unterlagenplatte verbunden sein, zum Beispiel mit diesen aus einem Gußstück bestehen. Vorteilhaf­ ter ist es jedoch, die Tragstützen als lose Teile auszubil­ den, zum Beispiel als Stifte oder Stegbleche, die in Sacklö­ cher 11 beziehungsweise Nuten 12 in der Unterlagenplatte einsetzbar sind, wie dies in Fig. 5 angedeutet ist. Das hat den Vorteil, daß die durch den Kontakt mit dem Schneidstrahl schnell verschleißenden Tragstützen leicht ersetzt werden können sowie der Abstand a zwischen dem Blech und der Unter­ lagenplatte durch entsprechend hohe Tragstützen schnell und problemlos verstellbar ist. Auf der Unterlagenplatte können auch Aufnahmeböcke, z. B. durch Schweißen, fest angeordnet sein, wobei diese Aufnahmeböcke Schlitze und/oder Löcher für einsetzbare Stegbleche beziehungsweise Stifte haben. Die in den Fig. 2 und 4 angedeuteten Stegbleche 8 sind im Ver­ hältnis zur Unterlagenplatte etwas überproportional darge­ stellt.

Als Material für die Unterlagenplatte mit oder ohne inte­ grierten Tragstützen kommen insbesondere Temperguß und Kera­ mik in Betracht. Die Unterlagenplatte kann auch mit einer Schicht aus Keramik versehen sein. Bei Verwendung von Kera­ mik wird eine höhere Widerstandsfestigkeit der Unterlagen­ platte erreicht, so daß der Abstand a zwischen Blech und Un­ terlagenplatte verkleinert werden kann.

Claims (12)

1. Vorrichtung zum Schneiden von Blechen unter Hitzeeinwir­ kung mit einem Unterbau zur Auflage des zu schneidenden Ble­ ches (1), welcher Unterbau das Blech mittels einer Vielzahl von Tragstützen (5, 8) trägt, während das Schneidwerkzeug (7) auf der dem Unterbau abgewandten Seite des Bleches zum Schneiden des Bleches über dieses entlangführbar ist, da­ durch gekennzeichnet, daß der Unterbau zwischen den Tragstützen (5, 8) mit einer im wesentlichen ge­ schlossenen Fläche (4) ausgebildet ist, welche Durchtritts­ öffnungen (6, 31) für Gase und beim Schneiden freiwerdende feste Partikel aufweist, und daß an die Unterseite der im wesentlichen geschlossenen Fläche (4) die Saughaube (21) ei­ ner Absaugvorrichtung für Gase und feste Partikel ange­ schlossen ist.

2. Vorrichtung zum Schneiden von Blechen unter Hitzeeinwir­ kung mit einem Unterbau zur Auflage des zu schneidenden Ble­ ches (1), welcher Unterbau das Blech mittels einer Vielzahl von Tragstützen (5, 8) trägt, während das Schneidwerkzeug (7) auf der dem Unterbau abgewandten Seite des Bleches zum Schneiden des Bleches über dieses entlangführbar ist, da­ durch gekennzeichnet, daß der Unterbau zwischen den Tragstützen (5, 8) mit einer im wesentlichen ge­ schlossenen Fläche (4) ausgebildet ist, die einen solchen Abstand (a) von dem Blech (1) hat, daß zwischen dem Blech (1) und der im wesentlichen geschlossenen Fläche (4) ein Wärmestau entsteht, der eine Aufwölbung des Bleches verhin­ dert.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Abstand (a) zwischen dem Blech (1) und der im wesentlichen geschlossenen Fläche (4) so bemessen wird, daß unter Berücksichtigung des anzu­ wendenden Schneidverfahrens und der maximalen Dicke der zu schneidenden Bleche eine schädigende Einwirkung des Schneid­ strahls und der Hitze auf die von einer Unterlagenplatte (4) gebildete geschlossene Fläche vermieden wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der genannte Abstand (a) vorzugsweise 30 bis 60 mm beträgt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß beim Sauerstoffbrennschneiden der Abstand (a) der im wesentlichen geschlossenen Fläche (4) von dem zu schneidenden Blech (1) etwa gleich der Dicke des zu schneidenden Bleches ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die im wesentlichen ge­ schlossene Fläche eine Unterlagenplatte (4) ist, die mit Durchtrittsöffnungen (6, 31) für heiße Brenngase sowie beim Schneiden freiwerdende Partikel versehen ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zwi­ schen der im wesentlichen geschlossenen Fläche (4) und dem zu schneidenden Blech entstehende Randspalt (9) im wesentli­ chen geschlossen ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Unter­ lagenplatte (4) mit punktförmigen und/oder linienförmigen Tragstützen (5, 8) zur Auflage des zu schneidenden Bleches (1) versehen ist.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Unter­ lagenplatte (4) vorzugsweise gleichmäßig verteilte Sacklö­ cher (11) und/oder Nuten (12) hat, in die als Tragstützen lose Stifte (5) beziehungsweise lose Stegbleche (8) ein­ setzbar sind.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Un­ terlagenplatte (4) vorzugsweise gleichmäßig verteilte Böcke zur Aufnahme von als Tragstützen dienenden losen einsetzba­ ren Stiften oder Stegblechen, beispielsweise durch Schweißen, befestigt sind.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Unter­ lagenplatte (4) aus einer Anzahl von vorzugsweise quadrati­ schen Teilplatten (30) besteht, zwischen denen offene Spalte (31) für den Durchtritt von Gasen und festen Partikeln vor­ gesehen sind.

12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Unter­ lagenplatte (4) beziehungsweise die Teilplatten (30) aus Temperguß oder Keramik besteht/bestehen oder mit einer Auf­ lage aus Keramik beschichtet ist/sind.