DE4143144C2 - Maschinenschneidbrenner mit Innenzündeinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Maschinenschneidbrenner mit Innenzündeinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einem bekannten Maschinenschneidbrenner mit einem Schneidsauerstoffkanal sind Zuführungen, d. h. Leitungen an Gewindeanschlüssen eines Ventilkörpers für Brenngas und/oder Heizsauerstoff vorgesehen, die mit einer Brenngas- und Sauerstoffversorgungsquelle verbunden sind. Der bekannte Schneidbrenner weist außerdem einen getrennten Gewindestutzen auf, der zu einer in den Schneidsauerstoffkanal mündenden Brenngas-Sauerstoffgemischzuführung führt. Das Brenngas-Sauerstoffgemisch stellt das Zündgas dar. An dem Schneid­ sauerstoffkanal ist eine elektrische Zündeinrichtung strom­ abwärts der Einmündungsstelle der Brenngas-Sauerstoffgemisch­ zuführung angeordnet. Das Brenngas-Sauerstoffgemisch wird außerhalb des Brennerkörpers in einer Mischstelle erzeugt, die als Injektor ausgebildet ist. Der Injektor ist Bestandteil einer Zündgasmengenregelvorrichtung, die unmittelbar an Versorgungsquellen für Brenngas und Heizsauerstoff angeschlos­ sen ist. Damit soll eine von der Einstellung der Heizgase des Schneidbrenners unabhängige und unbeeinflußbare Zündgasmenge der Zündstelle zugeführt werden können (DE-OS 35 27 955).

Die genannte Zündgasmengenregelvorrichtung beinhaltet in Abzweigleitungen zu dem Injektor, die Heizsauerstoff sowie Brenngas führen, jeweils ein Magnetventil und einen Druck­ regler. Im einzelnen ist der Druckregler über ein Anschluß-T-Stück an eine Heizsauerstoffversorgungsquelle bzw. an eine Brenngasversorgungsquelle angeschlossen. An den Schneidbrenner ist weiterhin über einen Gewindestutzen eine Schneidsauerstoff­ leitung angebracht, welche über eine Regel- und/oder Steuer­ einrichtung mit der Schneidsauerstoffversorgungsquelle ver­ bunden ist. Die Zufuhr des Brenngas-Sauerstoffgemisches als Zündgas erfolgt also parallel zu der Zufuhr des Brenngases, des Heizsauerstoffs und des Schneidsauerstoffs zu dem Schneid­ brenner. Somit ist eine gesonderte Leitung für das Zündgas vorgesehen, die in der Praxis als Schlauch ausgeführt ist. Derartige Schläuche sind zwar für die Zündgaszufuhr oder Brenngaszufuhr geeignet, jedoch kann gleichwohl ein Unfall­ risiko nicht ausgeschlossen werden, wenn über die üblichen langen Wege das Zündgas bzw. Brenngasgemisch dem Schneidbrenner zugeführt wird. Weiterhin ist der apparative Aufwand für die Zündgasmengenregelvorrichtung erheblich.

Bei der bekannten Anordnung der separaten Zündgasmengenregel­ vorrichtung, in der auch das Zündgas gebildet wird und die dazu im wesentlichen den Mischer zum Mischen des Zündbrenn­ gases und des Zündsauerstoffes zu dem Zündgasgemisch, Druck­ regler für den Zündsauerstoff und das Zündgas, Magnetventile zum Zu- und Abschalten des Zündbrenngases und des Zündsauer­ stoffs umfaßt, die parallel zu der Brenngas- und Heizsauer­ stoffzufuhr sowie Schneidsauerstoffzufuhr an dem Schneidbrenner angeordnet ist, tritt aufgrund der größeren Menge und/oder des höheren Druckes der letztgenannten Brenngas- und Heizsauer­ stoffzufuhr das Problem auf, daß das in geringer Menge bzw. unter geringem Druck strömende Zündgasgemisch die Schneiddüse erst verhältnismäßig spät erreicht. Dies ist insbesondere bei Brennschneidmaschinen mit einer Vielzahl von Schneidbrennern störend, da der Zündfunke erst in Abhängigkeit von der zuletzt anstehenden Menge des Zündgasgemisches eines Brenners erzeugt werden darf (DE-PS 38 27 750). Um deswegen die Zündzeit zu verringern und eine sichere Zündung zu erreichen, ist die bekannte Steuer- oder Regelvorrichtung für Zündgase so ausge­ bildet, daß das Zündgasgemisch mit gegenüber der benötigten Menge bzw. dem benötigten Druck größerer Menge und/oder größerem Druck zu dem Schneidbrenner strömt und erst durch ein in der Nähe des Schneidbrenners oder in dem Schneidbrenner angeordnetes Steuer- oder Regelelement auf die benötigte Menge oder den benötigten Druck eingestellt wird. Das Steuer- oder Regelelement kann dabei als Feindosierventil ausgebildet sein. Abgesehen davon kann eingangsseitig vor dem Mischer in der Brenngasleitung ein Feindosierventil zur Optimierung der Brenngasmenge angeordnet sein, wobei eingangsseitig vor dem Feindosierventil mindestens ein Magnetventil angeordnet ist. Dem Feindosierventil können Stellvorrichtungen zugeordnet sein, die in Abhängigkeit von einem vorgegebenen Mischungs­ verhältnis oder einer vorgegebenen Menge des Zündgasgemisches durch eine Steuereinheit verstellbar sind. Die grundsätzli­ chen Nachteile der Zündgasgemischzufuhr zu dem Schneidbrenner parallel zu dem Brenngas- und Heizsauerstoff sowie Schneid­ sauerstoff sind damit jedoch nicht gelöst.

Es ist ein Maschinenschneidbrenner mit Innenzündeinrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Gattung bekannt, von dem allerdings nicht explizit offenbart ist, daß der Maschinenschneidbrenner an einem Ventilkörper Anschlußstutzen für Brenngas, für Heizsauerstoff und für Schneidsauerstoff aufweist (DE 39 41 370 Al). Eine Mischstelle (Injektor) für das Zündgasgemisch und Magnetventile sind nahe dem Ventilkör­ per, aber außerhalb des Ventilkörpers untergebracht. Kurze Leitungen verbinden die Mischstelle mit je einem Brenngas-Magnetventil und einem Heizsauerstoff-Magnetventil, welches über je eine in der Nähe des Brennereingangs angeordnete Abzweigung (T-Stück) mit einer Versorgungsleitung für das Brenngas bzw. einer Versorgungsleitung für den Heizsauerstoff verbunden ist. Der Ausgang der Mischstelle ist über eine kürzere Leitung mit einer separaten Zündgasmischleitung ver­ bunden. Aus dem Kontext (Hinweis auf DE 35 27 955 C2) ist nahegelegt, die separate Zündgasmischleitung als Zündgasver­ teilerrohr für mehrere Schneidbrenner auszubilden. Nachteilig ist aber die trotz der genannten kurzen Leitungen zwangsläu­ fig sperrige und schwere Bauweise, bei der Anbauteile außen auf den Brenner gesetzt werden, die deswegen auch gegen Au­ ßeneinwirkung empfindlich ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Maschinenschneidbrenner mit Innenzündeinrichtung der eingangs genannten Gattung so auszubilden, daß der gerätetechnische Aufwand für die Gesamtanordnung der Brennschneidmaschine verringert wird und die Betriebssicherheit erhöht wird.

Diese Aufgabe wird durch die in dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebene Erfindung gelöst.

Somit zeichnet sich der Maschinenbrenner mit anderen Worten dadurch aus, daß nicht nur die Mischstelle für das Zündgas in dem Ventilkörper untergebracht ist, sondern daß darüber hin­ aus zumindest auch das heizsauerstoffdruckmindernde Element als Blende oder Blenden und das brenngasdruckmindernde Ele­ ment ebenfalls als Blende integrale Bestandteile des Ventil­ körpers sind und direkt in dem Ventilkörper mit dessen An­ schlußstutzen in gasleitender Verbindung stehen.

Die Mischung des Zündgases erfolgt nicht mehr vor dem Bren­ ner, sondern innerhalb des Ventilkörpers des Brennkörpers, wobei durch die heizsauerstoffdruckmindernde Blende und die brenngasdruckmindernde Blende, die in dem Brennkörper inte­ griert sind, das Zündgas weitgehend unabhängig von verschie­ denen Eingangsdrücken des Brenners reguliert wird. Der Ma­ schinenschneidbrenner weist als Gaszuführung lediglich An­ schlußstutzen für das Brenngas, für den Heizsauerstoff und für den Schneidsauerstoff auf, jedoch keinen Anschluß für Zündgas. Es entfällt ein Schlauch, mit dem Zündgas dem Maschinenschneidbrenner zugeführt wird. Des­ wegen und wegen des einfachen inneren Aufbaus des Ventilkör­ pers ist der Maschinenschneidbrenner gerätetechnisch verhält­ nismäßig wenig aufwendig, jedoch betriebssicher. Besondere Robustheit und Kompaktheit des Maschinenschneidbrenners wer­ den erreicht, da der Injektor und die Blenden bzw. der Heiz­ sauerstoffdruckminderer integrale Bestandteile des Ventilkör­ pers sind. Die statt der üblichen regulierenden Druckminderer vorgesehenen Blenden, die eine Dosieröffnung aufweisen, sind besonders wenig aufwendig. Durch die Anordnung des Injektors und der Blenden in dem Maschinenschneidbrenner wird weiterhin erreicht, daß das gebildete Zündgas trotz verhältnismäßig geringen Druckes und/oder niedriger Menge rasch in den Schneidsauerstoffkanal gelangt, der Bestandteil des Maschi­ nenschneidbrenners ist. Da auch die Magnetventile in dem Maschinenschneidbrenner angeordnet sind, kann nicht nur die Mischung, sondern auch die Steuerung des Zündvorgangs in dem Maschinenschneidbrenner ablaufen. Da die genannten Komponen­ ten innerhalb des Maschinenschneidbrenners untergebracht sind, besteht ein hoher Schutz gegen Beschädigungen.

Eine feinstufige Regulierung kann gemäß Anspruch 2 mit einer parallelen Anordnung von drei Blenden erreicht werden, denen je ein Magnetventil vorgeschaltet ist, um die Blenden je nach Schneidaufgabe durch eine CNC-Steuerung einzeln oder gemein­ sam vorzuwählen.

Zur Einstellung des Brenngasdrucks an dem Injektor (Misch­ stelle) kann in dem Maschinenschneidbrenner zwischen dem Injektor und dem Anschlußstutzen für das Brenngas ein Nadel­ ventil angeordnet sein.

Die Zuführung des Zündgasgemisches in den Schneidsauerstoff­ kanal des Maschinenschneidbrenners sowie die Zündung durch eine elektrische Zündeinrichtung sind konventionell. Bevor­ zugt werden hier Glühkerzen eingesetzt, wie sie sonst für den Flugzeugmodellbau verwendet werden, die deshalb praktisch überall kostengünstig erhältlich sind.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand einer Zeichnung mit zwei Figuren erläutert, in denen die entsprechenden Maschinenschneidbrenner schematisch darge­ stellt sind. Die Ausführungsform gemäß Fig. 1 ist bevorzugt. In beiden Figuren sind gleiche Teile mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen.

In den Zeichnungen sind mit 1, 2 und 3 Anschlußstutzen für Schneidsauerstoff, Heizsauerstoff und Brenngas bezeichnet, die an einem Ventilkörper 4 sitzen. Der Maschinenschneidbren­ ner umfaßt weiter einen Brennerkopf 7, der über ein nicht dargestelltes Rohr mit dem Ventilkörper verbunden sein kann und in den ein Schneidsauerstoffkanal 8 mündet. Zu dem Schneidsauerstoffkanal führt eine Zündgasbohrung 9 zur Zünd­ gaszufuhr. Stromabwärts der Einmündungsstelle der Zündgasboh­ rung steht eine Modellbau-Zündkerze 10 mit dem Schneidsauer­ stoffkanal in Verbindung. Eine Brenngas-Heizsauerstoffge­ mischzuführung in dem Brennerkopf 7 des Maschinenschneidbren­ ners ist bei 11 angedeutet. Sie geht von einem innerhalb des Ventilkörpers untergebrachten Heizgas-Injektor (Hauptinjek­ tor) 12 aus. Ein in der Zeichnung nicht dargestelltes Nadel­ ventil in dem Ventilkörper kann in einer Zuführung des Brenn­ gases zu dem Heizgas-Injektor 12 zur Heizflammenregulierung vorgesehen sein.

Integral in dem Ventilkörper ist ein Injektor 14 ausgebildet, in dem das Zündgas gemischt wird und deswegen allgemein als Mischstelle des Zündgases bezeichnet ist. Zur Versorgung des Injektors 14 für die Zündgasgemischbildung mit Heizsauerstoff wird dieser von der Heizsauerstoffzuführung abgezweigt und über ein Magnetventil 5 und eine Blende 6 mit Dosieröffnungen dem Injektor 14 zugeführt. Es kann eine Anordnung von 3 Blenden mit Dosieröffnungen vorgesehen sein, die durch Magnetventile mittels einer CNC-Steuerung vorgewählt werden. Eine Zufuhr des Brenngases zu dem Injektor 14 erfolgt über ein Magnetventil 15 sowie eine Blende oder ein Nadelventil 16 mit fester Einstellung.

Die beschriebenen Elemente des Maschinenschneidbrenners mit Ausnahme der äußeren Teile der Anschlußstutzen 1, 2, 3 sind innerhalb des Ventilkörpers des Maschinenschneidbrenners ange­ ordnet, wobei insbesondere der Injektor 14 zur Zündgasmischung und die Blenden 6, 16 integrale Bestandteile des Ventilkörpers 4 sind.

Die Ausführungsform des Maschinenschneidbrenners nach Fig. 2 unterscheidet sich von derjenigen nach Fig. 1 hinsichtlich der Heizsauerstoffzuführung zu dem Injektor 14 für die Zünd­ gemischbildung. Anstelle einer oder mehrerer paralleler Blenden in Fig. 1 ist in der zweiten Ausführungsform nach Fig. 2 ein Druckminderer 17 in der Heizsauerstoffzuführung eingeschaltet, der den Heizsauerstoffdruck an dem Injektor 14 unabhängig von Schwankungen des Heizsauerstoffdrucks an dem Anschlußstutzen 2 reguliert.

Claims (5)

1. Maschinenschneidbrenner mit Innenzündeinrichtung an einem Schneidsauerstoffkanal, der mit einer Zündgas bildenden Mischstelle, insbesondere einem Injektor, in Verbindung steht, wobei die Mischstelle über wenigstens ein Heizsauerstoff-Magnetventil an einer Heizsauerstoff­ quelle anschließbar ist sowie über brenngasdruckmindern­ de Mittel und ein Brenngas-Magnetventil an eine Brenn­ gasleitung anschließbar ist und wobei der Maschinen­ schneidbrenner an einem Ventilkörper Anschlußstutzen für Brenngas, für Heizsauerstoff und für Schneidsauerstoff aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Injektor (14) als Zündgasmischstelle, mindestens eine heizsauerstoffdruckmindernde Blende (6) und eine brenngasdruckmindernde Blende (16) integrale Bestand­ teile des Ventilkörpers (4) sind, daß die Magnetventile (5, 15) in dem Ventilkörper (4) untergebracht sind und daß der Injektor (14) über die brenngasdruckmindernde Blende (16) und das Brenngas-Magnetventil (15) mit den Anschlußstutzen (3) für Brenngas in Verbindung steht sowie über die heizsauerstoffdruckmindernde Blende (6) und das Heizsauerstoff-Magnetventil (5) mit dem An­ schlußstutzen (2) für Heizsauerstoff in Verbindung steht.

2. Maschinenschneidbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß drei heizsauerstoffdruckminderende, strömungsmäßig parallel angeordnete Blenden (18, 19, 20) vorgesehen sind, denen je ein Magnetventil (15, 16, 17) vorge­ schaltet ist.

3. Maschinenschneidbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle der heizsauerstoffdruckmindernden Blende (6) ein regulierender Heizsauerstoffdruckminderer (17) vorgesehen ist.

4. Maschinenschneidbrenner nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Maschinenschneidbrenner zwischen dem Injektor (14) und dem Anschlußstutzen (3) anstelle der Blende (16) für das Brenn­ gas ein Nadelventil angeordnet ist.

5. Maschinenschneidbrenner nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Modellbau-Glühkerze (10) als Innenzündeinrichtung in einem Brennerkopf (7).