DE4416062C2 - Vorrichtung zum Absaugen - Google Patents
Vorrichtung zum AbsaugenInfo
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Description
Beim Schweißen und thermischen Schneiden entstehen Gase und Rauch, die, je nach
Werkstoff und technologischem Verfahren, eine Belastung für den Schweißer bzw.
Maschinenbediener darstellen, teilweise toxisch sind und die Arbeitsumgebung verschmutzen.
Deshalb müssen diese abgesaugt werden.
Es sind verschiedenartige Einrichtungen bekannt, die der Absaugung des beim Schweißen und
Schneiden entstehenden Rauches dienen. Bekannt sind fest stehende Hauben, die über Rohre
und Schläuche mit einer einen Unterdruck erzeugenden Einrichtung verbundenen und über der
Entstehungsstelle des Rauches, z. B. über dem manuellen Schweißarbeitsplatz, angebracht
sind. Eine solche Einrichtung wird beispielsweise in der DE-OS 29 35 758
beschrieben. Es sind auch Absaugeinrichtungen bekannt, die auf einem Fahrgestell sowohl die
den Unterdruck erzeugende Einrichtung als auch eine, oft rüsselähnlich bewegliche
Absaughaube tragen, die manuell auf die Entstehungsstelle des Rauches ausgerichtet werden
kann.
Da die Bewegungsfreiheit des Schweiß- oder Schneidbrenners im Arbeitsraum gewährleistet
bleiben muß, ist der Abstand zwischen der Entstehungsstelle des Rauches und der
Absaughaube recht groß, wodurch die Wirksamkeit der Absaugung verringert wird.
Aus diesem Grunde wurden Absaugbrenner entwickelt. Ein solcher Absaugbrenner wird in
DE-OS 31 35 381 zum Schweißen und in DE-OS 30 06 192 zum Schweißen und
Brennschneiden beschrieben. Dabei umgreift eine Absaugdüse konzentrisch den Brennerhals.
Die Absaugdüse ist über Schläuche mit einer einen Unterdruck herstellenden Einrichtung
verbunden. Da die Absaugung in entsprechend geringer Entfernung zur Entstehungsstelle des
Rauches angeordnet ist, erhöht sich dessen Wirksamkeit beträchtlich. Gleichzeitig jedoch ist
man gezwungen, zusätzlich das Schlauchpaket der Absaugung mit zu bewegen. Der Brenner
wird durch die Absaugdüse wesentlich sperriger, weswegen ein solcher Absaugbrenner nur
an gut zugänglichen Bearbeitungsstellen eingesetzt werden kann.
Die Absaugung kann auch unterhalb der Bearbeitungsebene angeordnet sein, indem der
Bearbeitungstisch als Gitter ausgebildet und unterhalb der Bearbeitungsebene mit einer einen
Unterdruck schaffenden Einrichtung verbunden ist. Eine solche Absaugeinrichtung wird im
DE-G 89 10 992 beschrieben. Diese Form der Absaugung ist besonders dann
sehr geeignet, wenn die überwiegende Menge des abzusaugenden Rauches technologisch
bedingt nach unten ausgestoßen wird. Dies ist besonders beim thermischen Schneiden, d. h.
dem Brennschneiden, dem Plasmaschneiden und dem Laserschneiden, ebener Bauteile der Fall.
Da die Bearbeitungsebene häufig größere Abmessungen besitzt, ist eine sehr große Leistung
der den Unterdruck erzeugenden Einrichtung erforderlich. Diese läßt sich verringern, wenn
eine Unterteilung der Bearbeitungsebene in einzelne Sektionen vorgenommen wird, die,
abhängig von der Position des Schweiß- oder Schneidwerkzeuges, über Klappenventile
automatisch mit der den Unterdruck erzeugenden Einrichtung verbunden werden. Die
DE-OS 35 31 192 beschreibt einen Brennschneidtisch zum mechanisierten Schneiden
plattenartiger Bauteile, bei dem unterhalb der Bearbeitungsebene ein Saugtrichter der
Bewegung des Brenners entsprechend nachgeführt wird. Der Saugtrichter ist so ausgebildet,
daß eine Trennung zwischen festen und gasförmigen Bestandteilen des Rauches vorgenommen
werden kann und ist mit einer hitzebeständigen Beschichtung versehen.
Alle beschriebenen Lösungen sind auf die Bearbeitung ebener, plattenartiger Bauteile
ausgerichtet. Sie dienen der Absaugung, Filterung und Trennung des beim Schweißen und
Schneiden auftretenden Rauches. Sie sind nicht geeignet für die Bearbeitung von Bauteilen mit
sich gegenüberliegenden Wandungen, wie z. B. Rohren. Hierfür wird derzeit keine oder nur
eine von außen ansetzende Absaugung verwendet. Deren Wirksamkeit ist gering, weswegen
die Umweltbelastung erheblich sein kann. Der Schnittfugenaustrieb verbleibt im Rohrinneren,
wird an die gegenüberliegende Bauteilwandung geschleudert, haftet an dieser und muß mit
aufwendigen, oftmals manuellen Reinigungsarbeitsgängen beseitigt werden. Im ungünstigsten
Fall ist die Energie des Schnittfugenaustriebes noch so hoch, daß ein Verbacken mit der
Bauteilwandung stattfindet, was die Qualität der Werkstücke erheblich mindert.
Aufgabe der Erfindung ist es, auch beim Schneiden rohrähnlicher Werkstücke mit sich
gegenüberliegenden Wandungen eine Absaugung und Trennung von Rauch und Fugenaustrieb
zu ermöglichen und gegenüberliegende Werkstückwandungen vor den Partikeln des
Schnittfugenaustriebes mit ihrer großen Bewegungsenergie und großen thermischen Energie
zu schützen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Absaugrohr, hergestellt aus einem
Werkstoff mit hoher Wärmeleitfähigkeit, hoher Thermoschockbeständigkeit, völliger
chemischer Neutralität und hoher Hitzebeständigkeit, mit einem oder mehreren löffelförmigen
Ausschnitten versehen ist und in das zu bearbeitende Teil hineinbewegt wird. Während des
Schneidvorganges wird das Absaugrohr derartig bewegt, daß ein löffelförmiger Ausschnitt mit
der Prallzone sich immer direkt unter dem Brenner befindet. Hierzu sind gewöhnlich eine oder
mehrere NC-gesteuerte Bewegungsachsen notwendig. Nur in Ausnahmefällen kann auf eine
Bewegung des Absaugrohres verzichtet werden. Das Absaugrohr ist an der den löffelartigen
Ausschnitten abgewandten Seite mit einem flexiblen Schlauch mit einer einen Unterdruck
erzeugenden Einrichtung verbunden. Dessen Dimensionierung ist im Zusammenwirken mit
entsprechenden Strömungsquerschnitten so festgelegt, daß die überwiegende Menge der aus
der Schnittfuge ausgetriebenen Partikel sofort mitgerissen werden, demzufolge die Prallzone
nicht erreichen, sich im Luftstrom schnell abkühlen und aufgrund der strömungstechnischen
Gestaltung des Absaugkanals an definierter Stelle ablagern. Der energiereiche Teil des
Fugenaustriebes, der die Prallzone erreicht und sich an dieser ablagert, wird nach Beendigung
der Bearbeitung durch eine im Absaugrohr befindliche automatische Auswurfeinrichtung in
distaler Richtung aus dem Absaugrohr geschoben. Dies wird möglich, da die Partikel sich am
Absaugrohr nur ablagern, mit ihm aufgrund seines Werkstoffes nicht verschweißen, chemisch
oder physikalisch keine Verbindung miteinander eingehen und sich aufgrund dessen glatter,
nicht poröser Oberfläche auch keine mechanische Verbindung ergibt. Beim Auswurfvorgang
wird das Absaugrohr über einen Sammelbehälter bewegt, wodurch der Austrieb gesammelt
und ordnungsgemäß entsorgt werden kann.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß durch Fernhalten
der Partikel des Schnittfugenaustriebes von der dem Schnitt gegenüberliegenden
Bauteilwandung eine Qualitätserhöhung des zu bearbeitenden Werkstückes und die
Vermeidung von Reinigungsarbeitsgängen erreicht und den Forderungen des Arbeits- und
Umweltschutzes durch Absaugung und Filterung der zum Teil toxischen Rauchbestandteile,
die Trennung des Austriebes in feste und gasförmige Bestandteile und durch die Sammlung
der festen Bestandteile zu deren ordnungsgemäßen Entsorgung entsprochen wird.
Die Erfindung soll anhand der nachfolgenden Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei
zeigt
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Absaugrohres mit einem zugehörigen
Auswerfer,
Fig. 2 einen Längsschnitt durch das in Fig. 1 dargestellte
Absaugrohr mit innenliegendem Auswerfer,
Fig. 3 einen Maschinenaufbau zum Bearbeiten von Rohren
mit bewegtem Werkstück und
Fig. 4 einen Maschinenaufbau zum Bearbeiten von Rohren mit feststehendem
Werkstück.
Das Absaugrohr 1 besitzt einen geschlossenen Querschnitt und an seinem distalen Ende einen
oder mehrere löffelartige Ausschnitte 3. Am Boden eines löffelartigen Ausschnittes 3 befindet
sich die Prallzone 2. Beim thermischen Schneiden mit den Verfahren Plasmaschneiden,
Autogenschneiden und Laserschneiden wird das Absaugrohr 1 so im zu bearbeitenden
Werkstück 8 angeordnet, daß sich ein löffelartiger Ausschnitt 3 mit seiner Prallzone 2 unter
dem Schneidstrahl befindet. Durch Verbindung des Absaugrohres 1 an seinem proximalen
Ende mit einer leistungsstarken, einen Unterdruck erzeugenden Einrichtung 4 über eine
flexible Schlauchleitung 12 wird nun der unterhalb der Schnittfuge, d. h. im Inneren des
Werkstückes 8, entstehende Rauch sofort an seiner Entstehungsstelle an seiner Ausbreitung
gehindert, über das Absaugrohr 1 und die flexible Schlauchleitung 12 zu der einen Unterdruck
erzeugenden Einrichtung 4 geleitet und dort einer Weiterbehandlung im Sinne von Reinigung,
Filterung und dgl. unterzogen. Gleiches trifft für einen Teil der aus der Schnittfuge
ausgetriebenen Materialpartikel zu. Die Energie des von der den Unterdruck erzeugenden
Einrichtung 4 aufgebauten Absaugstromes ist groß genug, um diese Partikel mitzureißen. Im
Absaugstrom verlieren diese ihre hohe Temperatur und lagern sich durch eine entsprechende
strömungstechnische Gestaltung des Absaugkanales, bestehend aus dem Absaugrohr 1, dem
Adapter 16, der flexiblen Schlauchleitung 12 und der den Unterdruck erzeugenden Einrichtung
4 an definierter, zur Entsorgung gut zugänglicher Stelle in diesem ab.
Jener Teil der aus der Schnittfuge 14 ausgetriebenen Materialpartikel, der aufgrund der hohen
kinetischen Energie vom Absaugstrom nicht mitgerissen werden kann, schlägt in der Prallzone
2 auf das Absaugrohr 1 auf. Aufgrund des für die Herstellung des Absaugrohres 1
verwendeten Materials findet keine chemische oder physikalische Verbindung zwischen diesen
Partikeln und der Wandung das Absaugrohres 1 statt, was durch eine intensive Kühlung des
Absaugrohres unterstützt wird. Die Oberfläche des Absaugrohres 1 ist nicht porös und von so
geringer Rauhigkeit, daß auch keine mechanische Verbindung durch Verkrallen und
dergleichen stattfindet.
Nach Beendigung des Schnittes wird der Auswerfer 5 mit Hilfe des Auswerferantriebes 15 in
distaler Richtung des Absaugrohres 1 bewegt und schiebt mit seinem Schild 6 die in der
Prallzone abgelagerten Materialpartikel aus dem Absaugrohr 1 hinaus. Vorteilhafterweise wird
zu diesem Arbeitsgang das distale Ende des Absaugrohres 1 über einen Sammelbehälter 13
bewegt, in dem die ausgeschobenen Materialpartikel zu einer Entsorgung gesammelt werden.
Um gerade beim Laserschneiden, bei dem der zwar defokussierte, jedoch immer noch eine
sehr hohe Energiedichte besitzende Laserstrahl auf das Absaugrohr 1 trifft, dessen
punktförmige thermische Belastung zu vermindern, kann auf das Absaugrohr 1 eine schnell
oszillierende Bewegung kleiner Amplitude in mindestens einer Bewegungsachse aufgebracht
werden.
In Fig. 3 ist eine Maschinenanordnung dargestellt, bei der das Werkstück 8 mit Hilfe des
Werkstückbewegungssystems 11 die Hauptbewegung ausführt und sowohl der Brenner 7 mit
Hilfe des Brennerbewegungssystems 9 als auch das Absaugrohr 1 mit Hilfe des
Bewegungssystems 10 dieser Hauptbewegung entsprechend nachgeführt werden. Für sehr
spezifische Bearbeitungsaufgaben (z. B. dem rechtwinkligen Besäumen eines Rohres) kann
man möglicherweise auf eine Bewegung des Absaugrohres 1 verzichten. In der Regel jedoch
wird das Absaugrohr 1 in mindestens einer Achse bewegt. In Fig. 3 ist dies eine
Linearbewegung in Richtung der Rohrachse. Typische Bearbeitungsaufgaben hierfür sind das
Werkstück 8 umlaufende Trennschnitte, wie das Schneiden von Segmenten für Rohrkrümmer.
Fig. 4 hingegen zeigt einen Maschinenaufbau, bei dem das Werkstück 8 fest steht. Der
Brenner 7 wird mit dem Brennerbewegungssystem 9 um das Werkstück 8 bewegt. Dieser
Bewegung folgt das in das Werkstück 8 eingeschobene Absaugrohr 1 mit Hilfe des
Bewegungssystems 10. Der Adapter 16 dient als Drehdurchführung zwischen dem
drehbeweglichen Absaugrohr 1 und der flexiblen Schlauchleitung 12. Dieser Maschinenaufbau
ist bevorzugt geeignet einerseits für sehr große und schwere Werkstücke, die schlecht zu
bewegen sind bzw. die Tragfähigkeit der Werkstückdrehvorrichtung überschreiten. Er ist
andererseits geeignet für Trennschnitte, die das Werkstück nicht umlaufen.
Bezugszeichenliste
1 Absaugrohr
2 Prallzone
3 löffelförmiger Ausschnitt
4 einen Unterdruck erzeugende Einrichtung
5 Auswerfer
6 Schild
7 Brenner
8 Werkstück
9 Brennerbewegungssystem
10 Bewegungssystem
11 Werkstückbewegungssystem
12 flexible Schlauchleitung
13 Sammelbehälter
14 Schnittfuge
15 Auswerferantrieb
16 Adapter
2 Prallzone
3 löffelförmiger Ausschnitt
4 einen Unterdruck erzeugende Einrichtung
5 Auswerfer
6 Schild
7 Brenner
8 Werkstück
9 Brennerbewegungssystem
10 Bewegungssystem
11 Werkstückbewegungssystem
12 flexible Schlauchleitung
13 Sammelbehälter
14 Schnittfuge
15 Auswerferantrieb
16 Adapter
Claims (6)
1. Vorrichtung zum Absaugen des Schneidaustriebes und des Schneid- und
Schweißrauches und zum Schutz der inneren Oberfläche beim thermischen Schneiden
an nichtebenen, bevorzugt rohrähnlichen Werkstücken mit sich gegenüberliegenden
Wandungen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Absaugrohr (1), das einen kleineren
Außendurchmesser als der Innendurchmesser des zu schneidenden Werkstückes (8)
besitzt, an seinem distalen Ende einen oder mehrere löffelartige Ausschnitte (3) mit
einer Prallzone (2) besitzt und synchron zum Brenner (7) so bewegbar ist, daß sich ein
löffelförmiger Ausschnitt (3) mit der Prallzone (2) unter der Düse des Brenners (7)zum Fernhalten
des Schneidaustriebs von der dem Schnitt gegenüberliegenden Wandung
des zu schneidenden Werkstückes (8), befindet.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Absaugrohr (1) an
seinem anderen Ende über eine flexible Schlauchleitung (12) mit einer einen
Unterdruck erzeugenden Einrichtung (4) zum Absaugen des beim Schneidprozeß
entstehenden, teilweise toxischen Austriebes und Rauches verbunden ist.
3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß das
Absaugrohr (1) aus einem extrem thermoschockfesten Werkstoff ohne Porosität, mit
geringer Oberflächenrauhigkeit und hoher Wärmeleitfähigkeit auf metallischer oder
bevorzugt keramischer Basis hergestellt oder mit einem solchen Werkstoff beschichtet
ist.
4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß dem
Absaugrohr (1) eine oszillierende Bewegung relativ zum Brenner (7) aufgeprägt ist.
5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren
des Absaugrohres (1) ein automatisch zu betätigender Auswerfer (5) angebracht ist,
der mit einem der Innenkontur des Absaugrohres (1) entsprechend geformten Schild
(6) versehen ist, nach einer Anzahl bearbeiteter Werkstücke (8) betätigbar ist, um
die besonders in der Prallzone (2) des Absaugrohres (1) abgelagerten Materialpartikel
zu dessen distalem Ende hin auszustoßen.
6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das
Absaugrohr (1) durch ein Medium, bevorzugt Wasser, gekühlt ist.
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---|---|---|---|
DE19944416062 DE4416062C2 (de) | 1994-04-20 | 1994-04-20 | Vorrichtung zum Absaugen |
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DE4416062A1 DE4416062A1 (de) | 1994-10-06 |
DE4416062C2 true DE4416062C2 (de) | 1995-04-27 |
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ID=6517502
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19944416062 Expired - Fee Related DE4416062C2 (de) | 1994-04-20 | 1994-04-20 | Vorrichtung zum Absaugen |
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DE (1) | DE4416062C2 (de) |
Families Citing this family (3)
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NO971697L (no) * | 1997-04-14 | 1998-10-15 | Vidar Wiik | Anordning til fjerning av gass og partikler i forbindelse med sveising/skjµrebrenning |
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DE102019119341B4 (de) * | 2019-07-17 | 2023-10-26 | Alexander Binzel Schweisstechnik Gmbh & Co. Kg | Vorrichtung zum thermischen Fügen wenigstens eines Werkstücks mit einem Brenner und einer Absaugeinrichtung |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE2935758C2 (de) * | 1979-09-05 | 1986-12-18 | Verein zur Förderung der schweißtechnischen Lehr- und Versuchsanstalt Hannover e.V., 3000 Hannover | Einrichtung zum Absaugen von Schweißschadstoffen |
DE3006192C2 (de) * | 1980-02-19 | 1987-04-23 | Karl-Heinz 7570 Baden-Baden Schmall | Vorrichtung zum Absaugen von Gasen an einer Brennschneid- oder Schweißvorrichtung |
DE3135381C2 (de) * | 1981-09-07 | 1983-11-24 | Alexander Binzel GmbH & Co KG, 6300 Gießen | Schutzgasschweißbrenner mit Rauchgasabsaugvorrichtung |
DE8910992U1 (de) * | 1989-09-14 | 1989-10-26 | Ludscheidt GmbH, 4600 Dortmund | Vorrichtung zum Schweißen und Brennen auf einer gitterartigen Tischebene |
-
1994
- 1994-04-20 DE DE19944416062 patent/DE4416062C2/de not_active Expired - Fee Related
Also Published As
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DE4416062A1 (de) | 1994-10-06 |
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