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Die vorliegende Erfindung betrifft
einen Sauerstoff-Brennstoff-Brenner
und insbesondere ein System zur Betätigung eines solchen Brenners
mit mindestens drei oder vier Ventilen und einem damit zusammenwirkenden
einzigen Betätigungsglied,
das eine erste Position, in der sich die Ventile in Ruhestellung
befinden, und eine zweite stabile Position, in der sich mindestens
eines der Ventile in aktiver Stellung befindet, einnehmen kann.
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Die Sauerstoff-Brennstoff-Brenner
können auf
bekannte Weise gemäß ihrer
Verwendung in drei Kategorien eingeteilt werden.
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Es gibt Brenner zum Schneiden, die
auch als „Schneid"-Brenner bezeichnet werden und einerseits ein
Brenngas, wie zum Beispiel C2H2 und
andererseits Sauerstoff als Oxidationsgas verwenden. Bei diesen
Brennern muss die Wachflamme, falls sie eine enthalten, versorgt
werden, die Gase müssen auch
vermischt werden, um die Heizflamme zu erzeugen, und schließlich muss
eine getrennte Sauerstoffversorgung gewährleistet werden, um den Schneidstrahl
zu erhalten.
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Bei Brennern zum Vorwärmen oder
Schweißen,
die auch als „Vorwärm"- bzw. „Schweiß"-Brenner bezeichnet
werden, reicht es aus, den Brennstoff, zum Beispiel Acetylen, mit
dem Sauerstoff zu vermischen, um die Hauptflamme und die Wachflamme
zu versorgen.
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In jedem Fall ist es allerdings erforderlich, während der
verschiedenen Verwendungsstadien (Zünden der Wachflamme, Zünden der
Heizflamme, möglicherweise
Erzeugung des Schneidstrahls, Löschen
der Hauptflamme), den Durchfluss des Brennstoffes und des Oxidationsmittels
zu steuern, um die gewünschten
Vorwärm-,
Schweiß-
bzw. Schneideigenschaften zu erhalten und die aufeinanderfolgenden
Phasen der Zufuhr der beiden Gase, nämlich des Brennstoffes und
des Oxidationsmittels, zu synchronisieren.
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Bei herkömmlichen Brennern erfolgt die Steuerung
des Öffnens
und des Schließens
für die Zufuhr
der beiden Gase und die Einstellung des Durchflusses dieser beiden
Gase durch verschiedene Glieder.
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Um diese Nachteile zu überwinden,
ist bereits vorgeschlagen worden, die Glieder zur Steuerung der
Zufuhr der beiden Gase zusammenzulegen, zum Beispiel bei dem in
der Schrift FR-A-2695458 beschriebenen Brenner.
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Des Weiteren ist vorgeschlagen worden, Brenner
bereitzustellen, die eine einzige Vorrichtung zur Steuerung der
Gase und zur Zündung
aufweisen. Eine solche Vorrichtung wird zum Beispiel in der Schrift
FR-A-2731266 oder DE-A-2326125 beschrieben.
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Weitere Brenner oder Steuersysteme
für Brenner
werden auch in den Schriften US-A-5,470,227, US-A-5,792,281, EP-A-895026 oder
FR-A-2770657 beschrieben. Somit lehrt die Schrift US-A-5,470,227
einen Brenner, der zwei Ventile enthält, die gleichzeitig durch
ein translatorisch bewegliches und durch ein drehbares Handrad bedienbares
Betätigungsglied
betätigt
werden. Die Achse des Betätigungsglieds
verläuft
senkrecht zur Längsachse
des Brennerkörpers.
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Bei den durch diese Schriften gelehrten Brennern,
können
die dort beschriebenen technischen Anordnungen zwar manchmal zu
einer Verbesserung der Wirksamkeit oder des Betriebs des betrachteten
Brenners führen,
jedoch weisen sie gewisse Nachteile auf, und zwar bei einigen eine
Begünstigung
einer falschen Betätigung
oder unbeabsichtigten Auslösung, Der
Brenner könnte
nämlich auf
seinen Betätigungsknopf
fallen, oder die Versorgungsschläuche
des Brenners könnten
sich am Einsatzort an einem Gerät
verfangen, und der somit zu Boden gerissene Brenner könnte gegen
ein Hindernis stoßen,
wodurch er unbeabsichtigt eingeschaltet und die Gasversorgung versehentlich
geöffnet
werden könnte.
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Des Weiteren könnte es dazu kommen, dass eine
unerfahrene Person versucht, einen eingeschalteten Brenner abzustellen
und ihn nicht ordnungsgemäß schließt, wodurch
Gas auslecken oder ein Flammenrückschlag
verursacht werden könnte.
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Darüber hinaus ist es auch erforderlich,
dass der vom Brenner gelieferte Brenngas- und Oxidationsgasdurchfluss
genau eingestellt werden kann.
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Weiterhin ist es von Vorteil, wenn
alle diese Einstellungen oder ein Teil davon während einer Anfangsphase durchgeführt werden
und danach, das heißt,
nachdem der Brenner mehrmals ausgestellt worden ist, zur späteren Verwendung
bewahrt werden können.
Eine solche Möglichkeit
des Haltens dieser Einstellzustände
gestattet nämlich
ein leichteres Zünden
und verhindert Durchbrennen, die Emission von Rauch bei der Zündung und/oder
Aufblasen der Flamme.
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Davon ausgehend, besteht ein Ziel
der vorliegenden Erfindung somit in der Bereitstellung eines Sauerstoff-Brennstoff-Brenners,
der die Steuerung der Gasversorgung des Brenners einfacher und sicherer
macht und eine Speicherung der Einstellgrößen des Oxidationsgases, wie
zum Beispiel Sauerstoff, und des Brenngases, wie zum Beispiel Acetylen,
gestattet.
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Die Lösung der Erfindung besteht
somit in einem Brenner, insbesondere einem Sauerstoff-Brennstoff-Brenner, der Folgendes
umfasst:
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- – einen
Körper,
der mehrere Gasleitungen zur Beförderung
mindestens zweier Gasströme
zwischen mehreren Einlässen
und mehreren Auslässen
aufweist;
- – mindestes
zwei Ventile, die im Körper
angebracht sind und eine Ruhestellung, in der der entsprechende
Gasstrom in mindestens einer der Gasleitungen unterbrochen ist,
sowie eine aktive Stellung, in der der Durchgang des Gasstroms in mindestens
eine der Gasleitungen gestattet ist; einnehmen können;
- – ein
einziges Betätigungsglied
zur Betätigung von
mindestens den beiden Ventilen, das beweglich am Körper angebracht
und entlang einer Bahn beweglich ist, um zumindest mit den Ventilen
zusammenzuwirken, wobei das Betätigungsglied
eine erste stabile Position, in der sich die beiden Ventile in Ruhestellung
befinden, und eine zweite stabile Position, in der sich mindestens
eines der Ventile in aktiver Stellung befindet, einnehmen kann;
und
- – mindestens
ein Mittel zur Einstellung des
- steuerbaren Durchflusses, das an dem Körper angebracht ist, um den
Durchfluss mindestens eines der Gasströme einzustellen, wobei das
Einstellmittel ein bewegliches Betätigungselement aufweist, dadurch
gekennzeichnet, dass
- – das
Betätigungselement
der Ventile in Richtung einer Längsachse
des Körpers
translatorisch beweglich ist, und
- – er
ein Zündungssystem
aufweist, dessen Aktivierung durch das Betätigungsglied bewirkt wird.
- Je nachdem kann der erfindungsgemäße Brenner eines oder mehrere
der folgenden Merkmale aufweisen:
- – er
weist ein Zündsystem
piezo-elektrischer Art
- auf;
- – er
enthält
zwei Mittel zur Einstellung des Durchflusses, wobei jedes Einstellmittel
einerseits einem Gas, insbesondere Sauerstoff, und andererseits
einem Brenngas, wie zum Beispiel Acetylen, zugeordnet ist;
- – er
weist steuerbare Mittel zur Verriegelung des Betätigungsglieds auf, um zumindest
in der ersten Position in Ruhestellung das Betätigungsglied am Körper zu
befestigten, wobei die Mittel manuell betätigbar sind, um das Betätigungsglied
vom Körper
zu trennen;
- – das
bewegliche Steuerelement ist ein drehbares Handrad, vorzugsweise
ein drehbares Handrad, dessen Position für den eingestellten Gasdurchfluss
repräsentativ
ist;
- – jedes
Einstellmittel umfasst einen Hahn, der einen Hahnkörper, eine
bewegliche Nadel und einen Sitz aufweist, sowie ein Handrad, das
drehbar am Hahnkörper
angebracht ist, um die Bewegung der Nadel zu bewirken;
- – die
Nadel weist an ihrem aktiven Ende einen axialen Teil zur Einstellung
des Durchflusses und eine ringförmige
Dichtungsfläche
auf, wobei der Sitz einen axialen Durchgang, der mit einem Bereich
mit stetigem Profil versehen ist, der mit dem Einstellteil der Nadel
zur Einstellung des Gasdurchflusses zusammenwirkt, sowie eine ringförmige Dichtungsrippe
enthält,
die den axialen Durchgang umgibt und mit der Dichtungsfläche zusammenwirken
kann, wenn die Nadel in ihre Schließstellung gebracht wird;
- – jedes
Ventil weist einen Sitz und einen
- beweglichen Verschluss auf, der mit einer ein Betätigungsende
aufweisenden Betätigungsstange versehen
ist, und das Betätigungsglied
weist einen sich außerhalb
des Brennerkörpers
befindenden Schieber und eine fest mit dem Schieber verbundene Kurve
auf, welche gemäß der Position des
Schiebers gegebenenfalls mit dem Betätigungsende der Betätigungsstangen
der Ventile zusammenwirken kann;
- – das
Verriegelungsmittel umfasst einen Drücker, der bezüglich des
Schiebers beweglich angebracht ist und eine Ruhestellung, in der
der Schieber fest mit dem Körper
des Brenners verbunden ist, und eine aktive Stellung, in der der
Schieber bezüglich
des Körpers
frei ist, einnehmen kann;
- – er
weist mindestens drei Ventile, vorzugsweise mindestens vier Ventile,
auf;
- – er
umfasst ein erstes Ventil zur Steuerung des Brenngases zur Lieferung
einer Wachflamme; ein zweites und ein drittes Ventil zur Steuerung
des Hauptflammen-Brenngases bzw. zur Steuerung des Hauptflammen-Sauerstoffs,
wobei das zweite Ventil des Weiteren in einer Abzweigung das Zündsystem
der Wachflamme versorgt; und ein viertes Ventil zur Steuerung des
Sauerstoffs für den
Schneidstrahl; das erste, zweite und dritte Ventil sind Ein-Aus-Ventile,
und das vierte Ventil ist ein Ventil mit stetiger Regelung; diese
Brennerversion wird zum Schneiden eines Teils empfohlen, wobei eines
der Gase Sauerstoff und das andere Gas ein Brennstoff ist, wobei
der Brenner eine Wachflamme, eine Hauptheizflamme und einen Schneidstrahl
liefert;
- – er
weist Mittel zur Definition einer zweiten
- stabilen Position des Betätigungsglieds
auf, in der sich das erste und das vierte Ventil in Ruhestellung
und das zweite und das dritte Ventil in aktiver Stellung befinden,
und er umfasst vorzugsweise des Weiteren Mittel zur Definition einer
dritten stabilen Position, in der sich das zweite, dritte und vierte
Ventil in aktiver Stellung und das erste Ventil in Ruhestellung
befinden; die dritte stabile Position des Schiebers entspricht dem
zweiten Ende seiner Bahn und das Verriegelungsmittel nimmt seine
Ruhestellung ein, wenn sich der Schieber in seiner ersten stabilen
Position an einem ersten Ende seiner Bahn befindet und wenn sich
der Schieber in seiner dritten stabilen Position, die dem zweiten
Ende seiner Bahn entspricht, befindet;
- – als
Alternative umfasst er ein erstes Ventil zur Steuerung des Brennstoffes
für die
Wachflamme; ein zweites Ventil zur Steuerung des Brennstoffes für die Heizflamme;
ein drittes Ventil zur Steuerung eines Zündsystems für die Wachflamme; und ein viertes
Ventil zur Steuerung des Sauerstoffs für die Heizflamme, wobei die
Ventile vorzugsweise eine Ein-Aus-Betätigung besitzen; diese Brennerversion
wird zur Erwärmung
eines Teils bevorzugt, bei der eines der Gase Sauerstoff und das andere
Gas ein Brennstoff ist, wobei der Brenner eine Wachflamme und eine
Hauptheizflamme liefert, wobei die Wachflamme durch die Steuerung des
Zündsystems
bewirkt wird; er umfasst Mittel zur Definition der zweiten stabilen
Position des Betätigungsglieds,
und in dieser Position befinden sich das zweite und vierte Ventil
in aktiver Stellung und das erste und das dritte Ventil in Ruhestellung;
- – gemäß einer
anderen Ausführungsform
umfasst er ein erstes Ventil zur Versorgung der Hauptflamme mit
Sauerstoff; ein zweites Ventil zur Versorgung der Hauptflamme mit
Brennstoff; und ein drittes Ventil zur Versorgung der Wachflamme
mit Brennstoff; die drei Ventile besitzen vorzugsweise eine Ein-Aus-Betätigung;
diese Version wird bevorzugt, wenn zwei Teile verschweißt werden
sollen, wobei eines der Gase Sauerstoff ist und das andere Gas ein
Brennstoff, wobei der Brenner eine Wachflamme und eine Hauptschweißflamme liefert.
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Allgemeiner betrifft die Erfindung
des Weiteren einen Brenner, der Folgendes umfasst:
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- – einen
Körper,
der mehrere Gasleitungen aufweist;
- – mindestes
zwei Ventile, die im Körper
angebracht sind und eine Ruhestellung, in der der entsprechende
Gasstrom in mindestens einer der Gasleitungen unterbrochen ist,
sowie eine aktive Stellung, in der der Durchgang des Gasstroms in mindestens
eine der Gasleitungen gestattet ist, einnehmen können;
- – ein
einziges Betätigungsglied
zur Betätigung von
mindestens den beiden Ventilen, das beweglich am Körper angebracht
ist, zumindest mit den Ventilen zusammenwirkt und eine erste stabile Position,
in der sich die beiden Ventile in Ruhestellung befinden, und mindestens
eine zweite stabile Position, in der sich mindestens eines der Ventile
in aktiver Stellung befindet, einnehmen kann; und
- – mindestens
ein Mittel zur Einstellung des Durchflusses mit einem beweglichen
Betätigungselement,
das zur Einstellung des Durchflusses mindestens eines der Gasströme betätigbar ist,
dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement der Ventile
in Richtung einer Längsachse des
Körpers
translatorisch beweglich ist und ein Zündungssystem aufweist, dessen
Aktivierung durch das Betätigungsglied
bewirkt wird.
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Vorzugsweise sind von den Mitteln
zur Einstellung des Durchflusses zwei vorhanden, und sie sind jedem
der beide Gase zugeordnet, die aus dem Oxidationsgas, wie zum Beispiel
Sauerstoff, und dem Brenngas, wie zum Beispiel Acetylen, bestehen.
Jedes Einstellmittel umfasst ein bewegliches Betätigungsglied, das aus einem
drehbaren Handrad besteht, dessen Winkelposition für den Gasdurchfluss in
der betreffenden Gasleitung repräsentativ
ist.
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Dank des erfindungsgemäßen Brenners
erfolgt die Durchführung
der verschiedenen Versorgungsphasen des Brenners, sei es ein Schneid-,
Vorwärm-
oder Schweißbrenner,
durch Betätigung
eines einzigen Betätigungsglieds,
und darüber
hinaus ist dieses Betätigungsglied
vorzugsweise mit einer Vorrichtung zur Verriegelung in zumindest
der Aus-Stellung versehen, wodurch eine versehentliche Versorgung
des Brenners vermieden wird.
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Des Weiteren versteht sich, dass
dank des Vorhandenseins des oder der von den Gasversorgungsventilen
des Brenners verschiedenen Mittel zur Einstellung des Durchflusses
mindestens eines der Gase die verschiedenen Einstellungen gespeichert und/oder
bewahrt werden können,
und zwar selbst nach Ausstellen des Brenners.
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Des Weiteren gestattet es diese Trennung zwischen
den Betätigungsgliedern
durch Ventile, bei denen es sich um Ein-Aus-Ventile handeln kann,
und den Durchflusseinstellgliedern, die Durchflusseinstellmittel
viel effizienter und genauer auszuführen.
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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung
wird der Begriff „Gasleitung" zur Bezeichnung
eines Kanals, einer Leitung, eines Durchgangs beliebiger Art oder
jedes anderen im Brennerkörper
ausgebildeten Gaskreislaufs, der die verschiedenen Gasströme im Brennerkörper gestattet,
verwendet.
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Weitere Merkmale und Vorteile der
Erfindung gehen aus der Lektüre
der folgenden nur beispielhaft und nicht einschränkend gegebenen Beschreibung mehrerer
Ausführungsformen
der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren, besser hervor;
es zeigen darin:
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1 eine
Vertikalschnittansicht des Körpers
eines Schneidbrenners;
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2 eine
Draufsicht des Brennerkörpers nach 1, wobei das Betätigungsglied
weggelassen wurde;
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3 eine
Ansicht des Brennerkörpers nach 1 von links;
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4 eine
Vertikalschnittansicht eines Hahns zur Einstellung des Durchflusses,
der in dem Brenner nach 1 verwendet
werden kann;
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5 eine
schematische Ansicht, die die verschiedenen Positionen des Betätigungsglieds
des Brenners nach 1 zeigt;
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6 eine
Vertikalschnittansicht eines Vorwärmbrenners;
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7 eine
Teildraufsicht des Brenners nach 6,
wobei die Betätigungseinstellglieder
weggelassen wurden; und
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8 eine
Vertikalteilschnittansicht eines Schweißbrennerkörpers.
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Zunächst auf die 1 bis 3 Bezug
nehmend, wird eine Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Schneidbrenners
beschrieben.
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In diesen Figuren ist der Körper 10 des
Brenners dargestellt worden, an dem ein einziges Betätigungsglied 12 verschiebbar
angebracht ist. Der Brennerkörper
umfasst einen Brenngaseinlass 14 und einen Einlass 15 für Sauerstoff
oder jedes beliebige andere Oxidationsgas. Die Versorgungssteuerung
der beiden Gase zur Versorgung der Wachflamme, der Hauptflamme und
des Schneidstrahls wird mittels vier in 2 besser zu sehenden Ventilen erhalten,
die an im Körper 10 ausgebildeten
Gasleitungen angebracht sind und die Gaseinlässe 14 und 15 mit
den Auslässen 17 für den Schneidsauerstoff, 19 für den Heizsauerstoff, 21 für den Heizbrennstoff
und 23 für
den Brennstoff für
die Wachflamme verbinden (vgl. 3).
Es sind ein erstes Ventil 16 zur Steuerung der Versorgung
der Wachflamme mit Brennstoff, ein zweites Ventil 18 zur
Steuerung des Brennstoffs für
die Hauptflamme, ein drittes Ventil 20 zur Steuerung des
Sauerstoffs für
die Heizflamme und zur Aktivierung des piezo-elektrischen Zündsystems 25 für die Wachflamme
und ein viertes Ventil 22 zur Steuerung des Sauerstoffs
zur Erzeugung des Schneidstrahls vorgesehen-Bei der betrachteten Ausführungsform
sind die Ventile 18 und 20 in einer gleichen Ebene
angeordnet, die senkrecht zur Achse XX des Brennerkörpers verläuft. Die
Ventile 16, 18 und 20 sind Ein-Aus-Ventile.
Jedes dieser Ventile weist einen Sitz 27 und einen beweglichen
Verschluss 24 auf, der in einer im Brennerkörper ausgebildeten Bohrung 29 beweglich
angebracht ist. Der Verschluss 24 wird durch eine einen
Betätigungskopf 28 aufweisende
Betätigungsstange 26 verlängert. Die Betätigungsköpfe 28 der
Ventile 16 bis 22 ragen in ihrer in den Figuren
dargestellten Ruhestellung aus der Oberseite 10a des Brennerkörpers hervor.
In ihrer in 1 dargestellten
Ruhestellung, befinden sich die Ventile 16 bis 20 in
geschlossener Position. Die synchronisierte Betätigung der verschiedenen Ventile 16 bis 22 wird
durch das einzige Betätigungsglied 12 gewährleistet,
das mittels eines Führungsteils 30,
das wiederum an der Oberseite 10a des Körpers 10 des Brenners
befestigt ist, in Richtung der Achse XX' des Körpers 10 des Brenners
translatorisch beweglich angebracht ist. Das Führungsteil 30 weist
eine Aussparung 32 auf, in die die Köpfe 28 der verschiedenen
Ventile vorragen. In dieser Aussparung 32 kann sich ein
eine Kurve 34 bildendes Teil, das durch parallel zur Achse
XX' angeordnete
Führungsstangen 36 und 37 translatorisch
geführt
wird, in Längsrichtung translatorisch
bewegen. Die Kurve 34 ist mit einem Schieber 38 fest
verbunden, der entlang der Oberseite 30a des Führungsteils 30 translatorisch
beweglich ist, wobei die Längsverschiebungen
des Schiebers 38 auf die Kurve 34 übertragen
werden. Der Schieber 38 ist mit einem Verriegelungsdrücker 40 ausgestattet.
In der Ruhestellung befestigt der Drücker 40 den Schieber
am Brennerkörper 10.
Um den Schieber 38 zu trennen und seine Verschiebung zu
gestatten, muss der Drücker 40 heruntergedrückt werden.
Die Kurve 34 weist vier aktive, versetzte, rampenförmige Seiten
auf, mit denen gemäß einem
später
erläuterten
Synchronismus auf die Betätigungsköpfe 28 der verschiedenen
Ventile 16 bis 22 eingewirkt werden kann.
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Es soll betont werden, dass das Ventil 22 zur Schneidsauerstoffzuführung ein
Ventil mit stetiger Regelung ist. Dazu weist es ein Verschlussglied 44 auf,
das das gewollte Profil 45 aufweist, um die gewünschte Durchflusskurve
in Abhängigkeit
von der Verschiebung der Betätigungsstange 47 zu
erhalten.
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Des Weiteren ist der Brenner mit
zwei Durchflusssteuerhähnen
für den
Sauerstoff bzw. den Brennstoff ausgestattet. In den 1 bis 3 wurden die
Gewindenocken 46 und 48 zur Befestigung dieser Einstellhähne dargestellt,
welche später
in Verbindung mit 4 beschrieben
werden. Es sei nur daran erinnert, dass jeder Hahn ein Betätigungshandrad aufweist
und dass der Einstellbereich etwas weniger als einer ganzen Umdrehung
entspricht, so dass die Position des Handrads direkt die Einstellung
anzeigt. Diese Hähne
nehmen einen mit Gradeinteilung versehenen Ring auf, der nach der
Montage der Nadel an den Körper
positioniert wird, wodurch selbst bei herkömmlicher maschineller Bearbeitung
ein genaues und wirtschaftliches Schalten gestattet wird. Diese Hähne können bei
Verschleiß oder
Beeinträchtigung infolge
zum Beispiel eines Stoßes
mit dem gleichen einfachen Schaltvorgang ersetzt werden.
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Diese Hähne dienen nur der Einstellung
und nicht dem Öffnen
und Schließen
der Gasdurchgänge und
werden deshalb weitaus weniger beansprucht als die Hähne herkömmlicher
Brenner. Im Hinblick auf Zuverlässigkeit
und Haltbarkeit dieser Vorrichtung trennt ihre Ausführung jedoch
die funktionellen Flächen,
die die Dichtigkeit gewährleisten,
von denen, die die Drosselung des Durchflusses gewährleisten.
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Diese Hähne gestatten eine vorhergehende Einstellung
der Gasdurchflüsse,
ohne dass die Flamme gezündet
wird. Vorzugsweise gestattet die Verwendungsweise der Vorrichtung
dazu eine Anzeige der mittleren Position jedes der Hähne für jeden
Typ oder der Größe der Düse, die
am Brenner vorgesehen werden muss. Mit dieser vorangehenden Einstellung
kann die Flamme ordnungsgemäß gezündet werden;
wenn der Benutzer seine Einstellung verfeinern oder individuell
auslegen möchte,
kann er erneut auf die Hähne
einwirken.
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Dank dieser getrennten Mittel zur
Steuerung des Öffnens
und Schließens
der Gasdurchgänge,
erfolgt das Löschen
der Flamme ohne Berührung
der Hähne.
Somit geht die verfeinerte oder individuell ausgelegte Einstellung
nicht verloren. Ein Benutzer, der die Düse häufig auswechseln muss oder
verschiedene Arbeiten ausführt,
die verschiedene Einstellungen erfordern, kann somit seine eigene
Skala konzipieren und anwenden, indem er sich auf die Zeiger der
Handräder
bezieht. Solche Hähne
tragen somit unter Einsparung von Zeit und Gas zu der Leichtigkeit
und Gleichmäßigkeit
der Arbeit bei.
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Nunmehr auf die 1, 2 und 5 Bezug nehmend, wird die
Verwendung des erfindungsgemäßen Schneidbrenners
beschrieben. Im ausgeschalteten Zustand nimmt der Schieber 38 der
Betätigungsmittel eine
in 1 dargestellte Endposition 1 ein.
In dieser Position befindet sich der Verriegelungsdrücker 40 in Ruhestellung
und legt den Schieber 38 fest. In Position 1 wirkt
die Kurve 34 nicht über
ihre aktiven Flächen
auf irgendeinen der Betätigungsköpfe der
Ventile 16 bis
22 ein, und diese sind somit alle
geschlossen. Durch die Verriegelung mittels des Drückers 40 wird
jeglicher versehentliche Betrieb des Brenners vermieden.
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Zur Verwendung des Brenners drückt der Benutzer
auf den Verriegelungsdrücker 40 und
verschiebt den Schieber und somit die Kurve 34 allmählich. Letztere
führt nacheinander
zum Öffnen
des Ventils des Heizsauerstoffkreises, des Ventils des Heizbrennstoffkreises
und des Ventils des Brennstoffkreises der Wachflamme, wobei sie
in dieser letzteren Position auch die Aktivierung des Zündsystems
bewirkt, das zum Beispiel aus einem piezo-elektrischen System besteht.
Somit werden aufeinanderfolgend die Wachflamme und die Hauptflamme
gezündet.
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wenn der Schieber in Position 2 ankommt, die
durch eine harte Stelle definiert wird und deshalb eine stabile
Position ist, nimmt die Kurve eine solche Position ein, dass die
Ventile 18 und 20 geöffnet bleiben, während das
Ventil 16 geschlossen wird, was zum Löschen der Wachflamme führt. Des
Weiteren hat die Kurve in dieser Position noch nicht damit begonnen,
das Öffnen
des Ventils 22 zur Schneidsauerstoffversorgung zu bewirken.
Wenn der Schieber weiter über
seine Position 2 hinaus, das heißt nach links in 1, verschoben wird, hält die Kurve 34 die Ventile 18 und 20 geöffnet und
bewirkt das allmähliche Öffnen des
dem Schneidsauerstoff zugeordneten Ventils 22. Somit erhält man einen
Schneidstrahl mit zunehmendem Durchfluss infolge der proportionalen Öffnung des
Ventils 22. Wenn der Schieber 38 an dem zweiten
Ende seiner Bahn, das der Position 4 in 5 entspricht, ankommt, ist das Schneidsauerstoffventil 22 vollständig geöffnet, und
der Verriegelungsdrücker
kehrt wieder in seine Ruhestellung zurück, wodurch er die Kurve 34 in
der Schneidposition festlegt.
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Wenn der Schneidbetrieb unterbrochen
werden soll, während
sich der Schieber in seiner Position 4 befindet, drückt man
den Verriegelungsdrücker 40 nach
unten und der Schieber kehrt unter der Wirkung von in der Figur
nicht dargestellten Rückstellmitteln
in seine Position 2 zurück.
Diese Verschiebung bewirkt das Schließen des Ventils 22 und
somit das Abschalten des Schneidstrahls, wenn der Schieber wieder
in seine Position 2 zurückkehrt.
In dieser Position 2, die dank des Vorhandenseins der harten
Stelle stabil ist, liefert der Brenner nur die Hauptflamme. Wenn
man den Brenner ganz ausschalten möchte, schiebt man den Schieber
nach rechts, das heißt
in die Position 1, wodurch das Schließen der Ventile 18 und 20 für den Heizsauerstoff
und den Brennstoff bewirkt wird. Wenn der Schieber in seine Position 1 zurückgebracht
worden ist, wird die Heizflamme somit unterbrochen, und der Schieber
wird durch den Verriegelungsdrücker
erneut verriegelt.
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Nunmehr auf 4 Bezug nehmend, wird eine bevorzugte
Ausführungsform
des Einstellhahns 78 beschrieben. Dieser weist einen Körper 80 auf, der
an dem Nocken 46 oder 48 des Brennerkörpers befestigt
werden soll. Der Körper 80 definiert
eine Kammer 82 allgemein zylindrischer Form, in deren Boden 84 eine
Gaseintrittsleitung 86 und ein axialer Gasauslass 88 münden. Die
Leitung 88 ist durch einen konischen Teil 90 mit
vorbestimmtem Profil am Boden angeschlossen. Der Boden 84 der
Kammer ist mit einer ringförmigen
Rippe 92 versehen, die den konischen Teil 90 umgibt.
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In der zylindrischen Kammer 82 ist
eine bewegliche Nadel 94 angebracht, deren unteres Ende einen
axialen Einstellteil 96 mit im Wesentlichen konischer Form
und einen gegenüber
der Rippe 92 angeordneten Umfangsdichtungsbereich 98 definiert. Die
Nadel ist mit einer Dichtung 100 und einer Rückholfeder 101 versehen,
die zwischen dem Boden 84 der Kammer 82 und einer Schulter 102 der
Nadel angebracht ist und dazu neigt, die Nadel vom Boden 84 der
Kammer zu entfernen.
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Die Steuerung der Nadel 94 erfolgt
durch ein drehbares Handrad 104, das eine zylindrische
Betätigungsschürze 106 und
eine Gewindeachse 108 aufweist, die mit einem am oberen
Teil der Kammer 84 ausgebildeten Innengewinde 110 zusammenwirkt. Eine
Kugel 112 ist zwischen einer am Ende der Achse 108 ausgebildeten
konischen Aussparung 114 und der Oberseite 115 der
Nadel angeordnet. Dank dieser Verbindungsart zwischen dem Handrad 104 und
der Nadel 94 kann vermieden werden, dass die Drehbewegung
des Handrads auf die Nadel übertragen
wird.
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Eine Dichtung 116 ist zwischen
der Innenseite der Schürze 106 und
der zylindrischen Verlängerung 118 des
Hahnkörpers
angeordnet. Die Dichtung 116 dient dazu, das Handrad 104 bezüglich des
Körpers
des Hahns abzubremsen, um eine ungewollte Drehung des Handrads zu
verhindern. Schließlich
ist ein mit einem Zeiger 120 versehener Ring frei drehbar
bezüglich
des Hahnkörpers
angeordnet. Nach der anfänglichen
Kalibrierung des Hahns wird dieser Ring fest mit dem Hahnkörper verbunden.
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Die Funktionsweise des Hahns wird
unten ausführlich
dargestellt.
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Wenn das Handrad in seine Schließposition gebracht
wird, wird der Dichtungsbereich 90 der Nadel an die ringförmige Rippe 92 gedrückt, wodurch die
Verbindung zwischen dem Einlass 86 und dem Auslass 88 unterbrochen
wird. In dieser Nadelposition gibt es hingegen keinen Kontakt zwischen
dem Einstellteil 96 der Nadel und dem kegelstumpfförmigen Teil 90 des
Nadelsitzes.
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Durch Bewirken der Drehung des Handrads 104 wird
eine entsprechende Verschiebung des Einstellteils 96 der
Nadel bezüglich
des kegelstumpförmigen
Teils 98 bewirkt, wodurch die Einstellung des Durchflusses
gestattet wird.
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Die 6 und 7 zeigen eine Ausführungsform
eines Vorwärmbrenners,
der ein erfindungsgemäßes Betätigungsglied
enthält.
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Dieser Brenner unterscheidet sich
von dem mit Bezug auf die 1 bis 3 beschriebenen nur durch
die Funktion der Ventile und durch die Geometrie der im Brennerkörper ausgebildeten
Leitungen zur Verbindung der Sauerstoff- und Brennstoffeinlässe mit
den Auslassdüsen
mittels vier Ventilen und zwei Einstellhähnen.
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Gemäß dieser Ausführungsform
dient das Ventil 60 der Versorgung der Wachflamme mit Brennstoff;
das Ventil 62 dient der Versorgung der Hauptflamme mit
Brennstoff, das Ventil 64 dient der Versorgung der Steuerung
des Zündsystems,
das zum Beispiel piezo-elektrischer Art sein kann, der Wachflamme
mit Sauerstoff, und das Ventil 66 dient der Versorgung
der Hauptflamme mit Sauerstoff.
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Die vier Ventile 60 bis 66 erzeugen
eine Ein-Aus-Betätigung.
Wie bei dem Brenner nach den 1 bis 3 erfolgt die Einstellung
des Sauerstoff- und Brenngasdurchflusses mittels zweier Einstellhähne, die
in den Gewindebefestigungsnocken 68 und 70 angebracht
sind.
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Der Vorwärmbrenner nach den 6 und 7 funktioniert wie folgt.
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Im abgeschalteten Zustand nimmt der
Schieber 38 eine stabile Position am ersten Ende seiner Bahn
ein und wird durch den Drücker 40 verriegelt. Die
Kurve 34 wirkt auf keine der Ventilstangen ein und die
vier Ventile sind geschlossen. Zur Verwendung des Vorwärmbrenners
schiebt man den Schieber 38 nach links (6), nachdem man den Drücker 40 heruntergedrückt hat.
Diese Verschiebung des Schiebers 38 und somit der Kurve 34 bewirkt
aufeinanderfolgend das Öffnen
des Ventils 66 des Heizsauerstoffkreises, des Ventils des
Heizbrennstoffkreises und des Ventils des Brennstoffkreises der
Wachflamme sowie das des Zündventils.
Man erhält
somit die Hauptflamme. Der Schieber 38 wird dann am zweiten Ende
seiner Bahn angeordnet, das dank des Vorhandenseins einer harten
Stelle eine stabile Position bildet.
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Sich nunmehr auf 8 beziehend, wird ein Schweißbrenner
gemäß der vorliegenden
Erfindung beschrieben.
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Der Schieber 138 ist parallel
zur Achse XX` des Brennerkörpers
translatorisch beweglich. Er wird durch einen Drücker 140 in Ruhestellung
und in Betriebsstellung verriegelt, wobei der Drücker einen Zahn 143 aufweist,
der an die beiden Enden 150A und 150B einer fest
mit dem Brennerkörper
verbundenen Rampe 150 anstößt. Eine Rückholfeder 144 hält den Schieber
in der oberen Position und somit den Zahn in Anlage an der Rampe
bei Fehlen einer gewünschten
Einwirkung auf den Drücker.
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Ventile gewährleisten die Versorgung der Hauptflamme
mit Sauerstoff, die Hauptflamme mit Brennstoff bzw. die Wachflamme
mit Brennstoff, wobei nur das Ventil 170 in der Figur dargestellt
ist. Die Ventile werden durch drei fest mit dem Schieber 138 verbundene
Kurven betätigt,
wobei nur die Kurve 160 dargestellt ist.
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In Ruhestellung sind die Ventile
geschlossen. Um in die Betriebsstellung zu gelangen, muss auf den
Drücker 140 gedrückt werden,
wodurch der Zahn 143 von der Rampe 150 getrennt
und somit zum Beispiel durch Daumendruck gegen den Schieber die
translatorische Bewegung des Schiebers
138 und somit der
Kurven 160 bis 162 gestattet wird, wobei diese
Kurven während
der translatorischen Bewegung auf die Ventile 170 bis 172 einwirken.
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Wenn der Schieber und die fest verbundenen
Teile in Betriebsstellung am Ende der Rampe 150 angelangt
sind, kommt der Zahn 143 in Anlage an das Ende 150B der
Rampe und blockiert den Schieber. Die beiden ersten Ventile bleiben
aktiviert. Das dem Brennstoff der Wachflamme entsprechende Ventil
wird während
der translatorischen Bewegung des Schiebers 138 nur vorübergehend
aktiviert. Während
dieser vorübergehenden
Aktivierung wird eine bestimmte Brennstoffmenge zur Wachflamme geschickt,
und gleichzeitig wird der piezo-elektrische Generator 151 aktiviert
und erzeugt einen Funken, der die Wachflamme zündet. Die Wachflamme zündet die
Hauptflamme. Zum Löschen
der Hauptflamme und Zurückkehren
in die Ruhestellung muss nur der Drücker 140 gedrückt werden,
wodurch der Zahn 143 von der Rampe freigegeben wird. Die
Feder 141 bewirkt die Rückkehr
des Schiebers 138 in Ruhestellung. Der Zahn 143 kehrt
unter der Wirkung der Feder 144 wieder in Anlage an das
Ende 150A der Rampe zurück,
sobald der Druck auf den Drücker 140 nachgelassen
wird.
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Gemäß der betrachteten architektonischen Variante
kann ein erfindungsgemäßer Brenner
zur Durchführung
eines Schneid-, Schweiß-,
Vorwärmverfahrens
oder dergleichen von einem oder mehreren Metallteilen, insbesondere
Stahlteilen, unter Verwendung von Sauerstoff oder einem Sauerstoff
als Oxidationsgas enthaltenden Gas und andererseits Acetylen oder
jedem anderen beliebigen Brenngas, insbesondere Kohlenwasserstoffen,
wie zum Beispiel Propan oder Erdgas, verwendet werden.