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Ortsfeste Brennschneidmaschine mit Schablonenführung und selbsttätiger'Steuerung
des Brenners für Formschnitte mit Schrägkante Die Erfindung bezieht sich auf Brennschneldmaschinen
solcher Art, bei denen der wahlweise, nach Zeichnung, Anriß oder Schablone gesteuerte
Brenner mittels eines Kreuzwagens oder Kreuzschlittens über das zu bearbeitende
Werkstück hinweggeführt wird. Während die Ausführung von Senkrechtschnitten sowie
von geradlinigen Schrägschnitten, d. h. also von. Schnitten, bei denen der
Brenner keine Schwenkbewegung zu machen braucht, mit (derartigen Maschinen ahne
weiteres möglich ist, ergeben sich erhebliche Schwierigkeiten, wenn es sich darum
handelt, Formschnitte mit Schrägk.,ante herzustellen, und zwar insbesondere dann,
wenn der Brenner mit Hilfe einer Schablonenführung gesteuert wird. Hierbei Ist es
nämlich erforderlich, daß der Brenner entsprechend dem Verlauf der zu schneidenden
Kante seine Winkelstellung zum Werkstück trotz Änderung seiner Bewegungsrichtung
stets beibehält; zu diesem Zweck muß der Brenner um eine Achse geschwenkt werden,
welche lotrecht zur Werkstückoberfläche verläuft und im wesentlichen durch den Schnittpunkt
der verlängerten Brennerachse mit der Mittelebene der zu schneidenden Werkstückdicke
geht.
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Beim Schneiden nach Anriß oder nach Zeichnung ist die Erzielung einer
derartigen zusät-zlichen Schwenkbewegung des Brenners, unter Zuhilfenahme,
von
entsprechenden mechanisch wirkenden Übertragungsgliedern, z. B. Zahnrädern, Kettentrieben
u. dgl., ohne- Schwierigkeiten möglich, da in diesen Fällen die Steuerung
des Brenneers von Hand Baus erfolgt und hierbei neben der Änderung der Vorscliübrichtung
auch die Schwenkung des Brenners ohne. merkliche Kraftanstrengung bewirkt
werden kann. Wird dagegen der Brenner durch eine Schablone gesteuert, so ist die
Schablonenrolle, gleich-gültig ob in Gestalt einer Klemm- odereiner Magnetrolle,
im allgemeinen nicht in -der Lage, zusätzlich die notwendige Kraft zum Betätigen
der Bewegungsübertragungsglieider aufzubringen, ohne dabei den erforderlichen stoßfreien
Ablauf der Rolle und damit den gleichmäßigen Vorschub der Maschine. zu beeinträchtigen.
Die auftretenden ReibungskrEte sind vielmehr durchweg so. groß, daßdie Rolle ruckweise
arbeitet oder hängenbleibt und somit eine Störung oder gar vollständige Unterbrechung
des Schnittes mit seinen bekannten nachteiligen Begleiterscheinungen eintritt. E,'s
kommt noch hinzu, daß Formschnitte mit Schrägkante nur mit großen Radien ausgeführt
werden können, da, die zur Betätigung der übertragungsglieder und so-mit zur Schwenkung
ides Brenners eufzuwendende Kraft um so größer ist, je kleiner der zu schneidende,
Radius ist; bei der Verwendung von Schablonenführungen mit Klemmrollen sind außerdem
allein schon durch die gegenseitige bauliche Anordnung der Rollen dem zu bewältigenden
Radius Grenzen nach unten gesetzt.
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Gemäß der Erfindung werden die geschilderten Nacht-eile in einwandfreier
und sicherer Weise da.-durch vermieden, daß die Schwenkung des Brenners mit Hilfeeines
Motors erfolgt, wobeidie Ein- und Absclialtung Ader- von diesem zu dem Brennersupport
führenden Bewegungsuibertragungsglieder sowie deren Antriebsrichtung durch einen
T-aststift gesteuert wird, der an einer mit dem Verlauf der zu schneidenden Linie
Übereinstimmenden Schablone abgleitet und dabei auf entsprechende Schaltkontakte
einwirkt. Der Richtungswechsel der Bewegungsübertragungsglieder für die Brennerschwenkung
kann durch an sich bekannte Anordnung zweier wahlweise einschaItbarer Kupplungen
erreicht -werden, deren eine auf eixi Umkehrgetriebe einwirkt, so, daß
je nach dem Verlauf der Krümmung der Schnittlinie der Brenner in der einen
oder anderen Richtung geschwenkt wird.
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Auf - diese Weise ist es möglich, - Formschnitte beliebiger
Größe mit S#chrägkante herzustellen, da die zur Schwenkung des B.renners benötigte
Kraft nicht unmittelbar von der an einer Schablone entlang gleitenden Vorschubrolle
abgeleitet wird; die Rolle dient vielmehr, wie auch bei Senkrechtschnitten, nur
zur Führung des Brenners, entlang der zu schneidenden Linie, während die einen zusätzlichen
Kraftaufwand erfordernde Schwenkbewegung durch einen besonderen Taststift unter
Zwischensch-altung von elektrischen Übertragungsmitteln bewirkt wird, so. daß Störungen,
die etwa durch schweren Lauf einzelner -Maschinenteile bedingt werden, nicht eintreten
können. Die Anardnung kann entweder so getroffen werden, daß der - die Vorschübbewegung
des Brenners bewirkende Antriebsmotor gleichzeitig zur Durchführung der Schw-enkbewegung
des Brenners dient, oder aber es können für die Vorschu-b- und die Schwenkbewegung
getrennte Motoren vorgesehen wer-den. Im ersteren Fall wird zweckmäßig zwischen
dem gemeinsamen Antriebsmotor und den Bewegungsübertragungsgliedern für die Brennerschwenkung
ein regelbares Untersetzungsgetriebe eingeschaltet, um je nach -der Form
der zu schneidenden Kante die Schwenkgeschwindigkeit regeln zu können, ohne dabei
durch den im allgemeinen mit gleichbleibender Drehzahl umlaufenden Antriebsmotor
für den Brennervorschub beeinträchtigt zu werden.
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Bei der Verwendung getrennter Motoren wer-den diese zweckmäßig getrennt
regel#bar gestaItet. Dlie Regelung des Schwenkmotors und damit der Schwenkgeschwindigkeit
des Brenners kann da,-bei entweder von Hand erfolgen oder aber selbsttätig in Abhängigkeit
von der zu durchfahrenden Krümmung, indem die Umlaufgesch-,vindigkeit des Schwenkmotors
je nach-dem Ausschlag des Taststiftes durch Zu- oder Abschaltung eines Vorschaltwi(derstandes
verändert wird.
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Der Schwenktnotor wird im allgemeinen in dauerndem Umlauf gehalten,
um Verzögerungen beim Anlauf des Motors zu vermeiden und beini AnGprechen des Thststiftes
und dadurch erfolgtem Einrücken der Kupplung sofort mit -der Schwenkung des Brenners
beginnen zu können. Indessen steht nichts im Wege, bei der Verwendung eines ausreichend
starken, mit genügendem Anzugsmoment ausgestatteten Schwenkmoto-rs in der Weise
vorzugehen, daß der Taststift auch unmittelbar die Ein- und Ausschaltung sowie die
Umlaufrichtung des Motors steuert.
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Als Schablone für den die Schwenkbewegung des Brenners steuernden
Taststift kann die übliche Führungsschablone für den Brenner benutzt werden, wobei
der Tmtstift entweder unmittelbar vor der Schablonenrolk- herläuft oder aber unterhalb
dieser angeordnet ist, um eine möglichst genaue Übereinstimmung zwischen dem Beginn
der Änderung der Bewegungsrichtung des Brenners und tder Einleitung der Schwenkbewegung
zu gewährleisten. Hat die Führungsschablone nur eine geringe Wandstärke, so daß
für den Taststift unterhalb der Schablon-enrolle nicht mehr genügend Platz zum Abgleiten
verbleibt, so kann für den Taststift eine der Führungsschablone fürrngleiche besondere
Schablone vorgesehen werden, die unterhalb der Führungsschablone angeordnet wird.
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-Die Zeichnung veranschaulicht den Gegenstand der Erfindung an Hand
von verschiedenen Ausführungsbeispielen, und zwax zeigt Abb. i die Gesamtanordnung
der SteuerungsundTührurigsteile für den Brenner in schema,-bischer Darstellung unter
Weglassung (der an sich bekannten Kreuzwagenausbildung der Brennschneidmaschine;
A,bb.
2 zeigt in vergrößertem Maßstab eine Seitenansicht der Magnetrolle nebst Taststift
und Stetierkontakten und Abh. 3 eine Aufsicht auf diese Teile; Abb. 4 und
5 zeigen zwei abweichende Arten der Taststiftanordnutig; Abb. 6 zeigt
eine Taststiftausbildung zur gleichzeitigen selbsttätigen Regelung der Schwenkgeschwindigkeit
von der Seite gesehen und Abb. 7 die entsprechende Anordnung der Schaltkontakte
in Aufsicht sowie das Schaltschema. Auf dem in der Zeichnung nicht dargestellten
Oberwagen der Brennschneidmaschine ist der Antriebsmotor i angeordnet, der über
das Getriebe 2 die Welle 3 antreibt. Am unteren Ende der Antriebswelle
3 sitzt :die gerändelte R011-04, die durch eine im Gehäuse 5 befindliche
Magnetspule erregt wird und an der Kante der Schablone, 6, die der Form des
zu schneidenden Werkstücks angepaßt ist, abläuft und so den Vorschub der Maschine
bewirkt. Die Umla-ufzahlen des Motors i werden entsprechend der benötigten Schnittgeschwinidigkeiten
beispielsweise durch einen Regelwiderstand eingestellt. Auf dem Maschinenofberwagen
sitzt ferner der Brenner 7, so daß dieser in bekannter Weise beim Ablauf
der Magnetrolle 4 an. der Schablone 6 eine der Schablonenform gleicheLinie aus dein
Werkstück ausschneidet.
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'Um nun bei Schrägschnitten, z. B. Gehrungsschnitten, eine stets gleichbleibende
Winkelstellung des Brenners zum Werkstück zu erreichen, ist, in Vorschubrichtung
gesehen, unmittelbar vor der Ma,-netroll-e'4 ein Taststift 8 angebracht,
der durch den Druck einer Feder 9 gleitend an der Schablonenkante entlang
geführt wird, so. daß er bei einer auftretenden Krümmung der Schablone
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aus seiner Ruhelage entweder nach vorn oder zurückbewegt wird. Diese Vor-
oder Rückwärtsbewegung des Taststiftes 8 überträgt sich auf einen um den
Drehpunkt io schwenkbaren Kontaktträger i i, der infolgedessen einen der Kontakte
12 oder 13
schließt und dadurch eine der Magnetkupplungen 14 oder 15 einschaltet,
Diese Kupplungen sind -auf einer Welle17 angeordnet, die unter Zwischenschaltung
eines zweckmäßig stufenlos regelbaren Getriebes 18 ebenfalls von. dem Motor i in
Umdrehung versetzt wird. Auf der Welle 17 sitzen lose die beiden Zahnräder 1,9 und
2,o. In der gezeichneten Stellung sind die beiden Kupplungen 14 und 15 ausgeschaltet,
da der Taststift 8,sich in der Ruheiage befindet und infolgedessen die Kontakte
12 lind 13 unterbrochen sin d. Sobald nun z. B. der Taststift 8
an
einer Krümmung der Schaiblonenkante unter dem Druck der Feder 9 sich nach
rechts bewegt und infolgedessen durch Schließen des Kontaktes 12 die Kupplung
15 eingeschaltet wird, nimmt diese Kupplung das Rad:2,o mit, so daß die Drehbewegung,der
Welle 17 nunmehr auf die Welle 2,1, die den Brennersupport ?-2 mit dem Magnetgehäuse
5 verbindet, übertragen wird. D,ie Welle 2 1 schwenkt somit über die Kegelräder
23 und 24 das drehbar gelagerte Magnetgehäuse, 5 sowie über die Kegelräder
25 und 26 den ebenfalls drehbar gelagerten Brennersupport 2:2 und
bewirkt auf diese Weise eine Schwenkungdes den Taststift 8 tragenden Magnetgehäuses
5 sowie des Brenners 7. Ver-läuft die Schablonenkante
6 wieder in gerader Richtung, so gleitet der Taststift 8 in die Ruhelage
zurück, der Kontakt 12 wird unterbrochen., die. Kupplung 15 ausgeschaltet,
und die Schwenkbewegung hört auf.
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In sinngemäß gleicher Weise werden das Magnetgthäuse 5 und
der Brenner 7 in entgegengesetzter Richtung geschwenkt, wenn der Taststift
durch die Schafblonenkante- nach links gedrückt und durch Schließen des Kontaktes
13 die Kupplung 14 eingeschaltet wird. In diesem Fall wird die, Drehbewegung der
Welle17 über das Rad ig auf die Welle 2 1 übertragen, die dann eine entgegengesetzte
Drehbewegung ausführt als vorher beschrieben.
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Um den durch. den Abstand zwischen Taststift 8
und Magnetrolle
4 bedingten Zeitunterschied zwischen der Einschaltung der Schwenkbewegung des Brenners
und dessen Richtungsänderung zu beseitigen, ist es zweckmäßig, den Taststift8 unmittelbar
unterhalb der Ro#lle4 anzubringen, wie dies in den Abb. 4 und 5 dargestellt
ist. In dem einen Fall gleitet dabei der Taststift 8 an einer besonderen
Schablone 16 ab, während im anderen Fall :die Schablone genügend dick ist, um neben
der Magnetrolle 4 auch dem Tastistift 8 die erforderliche Abgleitfläche zu
bieten.
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je nach dern Grad der Krümmung, den die zu schneidende, Linie aufweist,
d. h. je nachdem, ob der Übergang von der Geraden in die Kurve und
umgekehrt plötzlich oder allmählich erfolgt, ist es in manchen Fällen zwecknläßi--,
die Schwenkgeschwindigkeit des Brenners 7 während des Scliwenkvorgangs zu
verändern. Die Anpassung der Schwenkgeschwindigkeit an die Krümmung der Schnittlinie
kann dabei sowohl von Hand als auch selbsttätig, etwa durch Regelung des Getriebes
18 oder, sofern getrennte Motoren für die Vorschub- und die Schwenkbewegung vorgesehen
sind, durch entsprechende Steuerung des Schwenkmotors erfolgen. In den Abb.
6 und 7 ist eine verhältnism.äßig einfache Art der selbsttätigen Regelun#g
der Schwenkgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der zu durchfahrenden Krümmung in
beispielsweiser Form dargestellt.
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Der an der Schablone 6 abgleitende Taststift 28
ist in
diesern Fall mit einem Kontaktträger 29 verbunden., der, zweckmäßig unter Zwischenschaltung
von Kugellagern, um die Achse der Magnetrolle 4 drehbar ist. Die Gegenkontakte zum
Ein- und Ausschalten der Kupplungen 14 und 15 sind auf einer Kontaktscheibe 3o angeordnet,
die am Magnetgehäuse 5 befestigt ist und die eine, Anzahl weiterer -in Schaltstufen
unterteilter Kontakte 3,1 aufweist, welche Über den Vorschaltwiderstand
32
.die Umlaufgeschwindigkeit des Schwenkmotoris 33
regeln.
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Die Wirkungsweise ist hierbei folgende: Wird der Taststift
28 durch den Druck der Schablonenkante 6, oder durch den Zug der Feder
34 aus seiner
Ruhel#age herausbewegt, so wird in der -oben beschriebenen
Weise eine der Kupplungen 14 oder 15
eingeschaltet und damit das Magnetgehäuse
5 sowie der Brei m.ersupport 22 entsprechend der durchfahrenen Krümmung geschwenkt.
Zusammen mit dem Magnetgehäuse 5 wird auch die an dieser befestigte Kontaktscheibie
30 geschwenkt, so daß der Kchntaktträger2-9 auf die Kontakte31 gleitet und
somit, je nach der Größe ider Schwenkbewegung, Über den Widerstand
32 eine größere oder kleinere Umlaufzähl des Motors 33 bewirkt. Auf
diese Weise wird eine Beschleunigung oder Verzögerung der Schwenkgeschwindigkeit
erzielt, die sich weitgehend dem Grad,der Krümmung, die der Brenner durchläuft,
anpaßt.
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Nähert sich der Taststift28 wieder der Mittellage, so schwenkt auch
durch Vermittlungen der Kupplungen14 oder 15 das Magnetgehäuse 5 je
na.ch
der Art,des Übergangs von einer Kurve zur Geraden schnell oder langsam in seine
Ruhelage zurück. Die mit dein Magnetgehäuse 5 verbundene Kontaktscheib03o
regelt auch hierbei im Maß dieses Übergangs über die Stufenkontakt03-I die Schwenkgeschrwindigkeit.
Sobald der Taststift.2,8 seine Mittellage, erreicht hat, wird die Schwenkbewegung
unterbrochen, und derMotor33 läuft leer.
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Die Erfindung läßt sich sinngemäß in der verschiedensten Weise verwirklichen;
insbesc>n-dere ist die Anordnung und Ausibildung der Antriebsmittel, der Bewegungsübertragungsglieder
-auf den Brennersupport sowie der Schalt- und Regelungseinrichtungen durchaus beliebig
und richtet sich lediglich nach den jeweiligen Anforderungen des praktischen Betriebes.
Vor allem die. Lagerung und Anordnung des Taststiftes sowie der von diesem betätigten
Schaltkontakte. muß mit Rücksicht darauf, daß diese Teile schon bei geringfügigen
Ab-
weichungen der Schnittlinie von der Geraden anzusprechen haben, sehr sorgfältig
gewählt werden. So kann z. B. für die Lagerung des Taststiftes eine Schneidenlagerung
vorgesehen werden wobei durch entsprechende Übersetzungsglieder die Regelung der
Schaltimpulse je nach denAnforderungen, die andie Sauberkeit des auszuführenden
Schnittes gestellt werden, feinstufig oder grob erfolgen kann. Eine praktisch stuIenlose:
Schwenkung wird -durch zusätzliche Widerstandssteuerung in Veribiddung mit der Kontaktregelung
erreicht, welche Maßnahme in sinngemäßer Weise auch bei anderen Maschinenaxten Anwendung
finden kann.