DE9405289U1 - Vorrichtung zur Schneidbrennerführung, insbesondere zum Plasmaschneiden von Kreisausschnitten in gewölbte Bauteile - Google Patents

Description

Vorrichtung zur Schneidbrennerführung, insbesondere zum Plasmaschneiden von Kreisausschnitten in gewölbte Bauteile

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Führung eines Schneidbrenners, bestehend aus einem rohrförmigen Lagerteil mit einem Handgriff und einer Zentrierspitze sowie aus einer am Lagerteil verstellbar befestigten Zirkelstange mit einstellbarer Schneidbrennerhalterung, und sie ist insbesondere vorteilhaft zum Plasmaschneiden von Kreisausschnitten in gewölbte Bauteile, beispielsweise für die Dachlüfter in Schienenfahrzeugdächern, einsetzbar.

Für das Brenn- oder Plasmaschneiden von Kreisbögen, Kreisausschnitten oder Blechronden sind eine Reihe von Vorrichtungen zur Brennerführung bekannt, welche im wesentlichen in der Art eines Zirkels, das heißt mit einer Zentrierspitze und einer verstellbaren Zirkelstange mit Brennerhalterung, ausgebildet sind. Da solche Vorrichtungen jedoch mit Ungenauigkeiten behaftet sind und nur begrenzte Einsatzmöglichkeiten aufweisen, wurde eine Anzahl von Einrichtungen zur Schneidbrennerfuhrung vorgeschlagen, welche, ähnlich wie die gemäß DE-OS 3 308 414, die genannten Nachteile beseitigen.

Diese Schneidbrennerführungseinrichtung besteht aus einem von einem kreisringförmigen Haftmagnet mit Stahlmantel gebildeten Lagerteil, in dessen Mittelpunkt eine Zentrierschraube mit Zentrierspitze eingeschraubt ist, die den Mittelpunkt des auszubrennenden Kreisausschnittes definiert. Darüber hinaus ist am Lagerteil über einen radial abstehenden Bolzen mit Querbohrung und Klemmschraube die Zirkelstange verstellbar befestigt, welche an ihrem freien Ende die Schneidbrennerhalterung aufweist.

Der Nachteil dieser Lösung ist jedoch, daß sie grundijätzlich nicht dazu geeignet ist, exakte Kreisausschnitte in gewölbte, hohl aufliegende Bauteile, wie beispielsweise Schienenfahrzeugdächer, zu schneiden, da der ebene Haftmagnet in solch einem Fall keine ausreichende Lagefixierung der Vorrichtung gewährleistet und auch keine Höhenverstellbarkeit der Brennerdüse zur Konturanpassung an das Bauteil vorgesehen ist. Insbesondere für das Brennschneiden der Kreisausschnitte für die Dachlüfter in Schienenfahrzeugdächern, wo ein sehr sauberer Brennschnitt Voraussetzung für den anschließenden fehlerlosen Ziehvorgang der Aushalsung ist, sind solche Vorrichtungen ungeeignet, da der Schnitt um deren Lagerteil herum geführt wird und die Vorrichtung durch ihr Eigengewicht einen unerwünschten Druck auf die Abfallronde ausübt. Dadurch treten Ungenauigkeiten beim Zusammentreffen des Schnittendes auf den Anschnitt auf, die wiederum eine Kerbwirkung beim Ziehvorgang der Aushalsung und somit ein Einreißen des Bleches bewirken.

Eine weitere, der oben beschriebenen Lösung sehr ähnliche Schneidbrennerführungseinrichtung zum Plasmaschneiden von Kreisbögen wird in der DE-OS 3 327 502 offenbart. Bei dieser Führungseinrichtung besteht das Lagerteil aus einer bekannten, handhebelbetätigten Unterdruck-

halterung, an deren Gehäuse ein überstehender Kragarm parallel zur Werkstückoberfläche befestigt ist. Am freien Ende dieses Kragarms ist dann eine senkrechte Zentrierschraube durch eine zusätzliche Nabe eingeschraubt, auf der eine Hülse mit einem radial abstehenden Bolzen drehbar gelagert ist. An diesem Bolzen ist dann wieder durch eine Querbohrung und eine Klemmschraube die Zirkelstange verstellbar befestigt, welche an ihrem freien Ende die Schneidbrennerhalterung aufweist.

Abgesehen davon, daß die Unterdruckhalterung dieser Vorrichtung ebenfalls keine ausreichende Lagefixierung der Vorrichtung auf gewölbten, hohl aufliegenden Bauteilen gewährleistet, ist als Nachteil dieser Lösung zu nennen, daß ein Schneiden von vollen Kreisausschnitten mit dieser Vorrichtung nicht beziehungsweise nur bei Verlängerung des Kragarmes möglich ist, da ansonsten das Lagerteil den Schnitt behindert. Durch die bei Verlängerung des Kragarmes jedoch auftretenden Hebelkräfte und daraus resultierenden Ungenauigkeiten sowie durch das Fehlen einer Höhenverstellbarkeit der Brennerdüse zur Anpassung an die Bauteilkontur ist diese Vorrichtung jedoch ebenfalls nicht geeignet zum Plasmaschneiden der Kreisausschnitte für die Dachlüfter in Schienenfahrzeugdächern.

Durch das DE-GM 84 30 289 ist darüber hinaus eine Führungseinrichtung für einen Schneidbrenner zum Brennschneiden von Kreisbögen bekannt, welche sich auch zum Schneiden von Kreisbögen in Gegenstände eignet, die zumindest Bereiche aufweisen, die zur Drehachse der Zirkelstange nicht rechtwinklig sind. Bei dieser Führungseinrichtung ist die Plasmaschneidanlage auf einem verfahrbaren Wagen angeordnet, der einen nach oben ragenden vertikalen Ständer mit einem rechtwinkligen, höhenverstellbaren Ausleger aufweist. Am freien Ende des auch längenverstellbaren Auslegers ist eine mehrfach verstellbare Zentralsäule befestigt, die am unteren Ende eine Zentrierspitze aufweist und auf der ein koaxialer Lagerring drehbar gelagert ist, an dem eine Zirkelstange rechtwinklig und höhenverstellbar befestigt ist. Am freien Ende der Zirkelstange ist dann ein zur Drehachse des Lagerrings paralleles Führungsrohr befestigt, in dem eine Stange mit der Schneidbrennerhalterung verschiebbar geführt ist, wobei zwischen Führungsrohr und Stange eine Druckfeder angeordnet ist.

Mit dieser, insbesondere zum Plasmaschneiden von Kreisausschnitten in Rohre geeigneten Schneidbrennerführungseinrichtung sind zwar grundsätzlich auch die Kreisausschnitte für die Dachlüfter in Schienenfahrzeugdächern herstellbar, sie hat jedoch den Nachteil, daß sie durch ihre Größe und Masse sehr unhandlich sowie relativ material- und kostenaufwendig ist. Darüber hinaus muß eine derartige Vorrichtung beim Plasmaschneiden der Kreisausschnitte für die genannten Dachlüfter nach dem Verschieben des Wagens von einem Kreisausschnitt zum nächsten immer wieder neu zum Schienenfahrzeugdach positioniert und eingestellt werden, was durch die Vielzahl ihrer Einstellmöglichkeiten mitunter sehr aufwendig ist. Aufgabe der Neuerung ist es dem gegenüber, eine einfache, leicht handhabbare Vorrichtung zur Schneidbrennerführung, insbesondere zum Plasmaschneiden von Kreisausschnitten in ge-

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wölbte Bauteile zu konzipieren, welche zum Schneiden exakter Kreisausschnitte für die Dachlüfter in Schienenfahrzeugdächer geeignet und kostengünstig ausgebildet ist sowie in jedem Fall eine ausreichende Lagefixierung zum Werkstück gewährleistet, wobei aufwendige Einstellarbeiten beim Wechseln von einem Kreisausschnitt zum nächsten auf ein Minimum zu reduzieren sind.

Dies wird neuerungsgemäß mit einer gattungsgemäßen Vorrichtung zur Schneidbrennerführung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch erreicht, daß die Lagefixierung der Vorrichtung außerhalb des auszubrennenden Kreisausschnittes über einen mit dem Lagerteil drehbar verbundenen, den Kreisausschnitt überbrückenden Lagerbock erfolgt, dessen Stützarme mit auf dem Werkstück arretierbaren Auflageelemtnen ausgebildet sind, wobei die Zentrierspitze innerhalb des rohrförmigen Lagerteils vertikal aus dem Schwenkbereich des Schneidbrenners beweglich ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der neuerungsgemäßen Schneidbrennerführungsvorrichtung sind in den Unteransprüchen 2 bis 4 angegeben.

Der Vorteil der neuerungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung zur Schneidbrennerführung gegenüber dem Stand der Technik ist, daß sie einfach aufgebaut und durch den drehbaren Handgriff und den Drehbewegungsausgleich des Schneidbrenners auch leicht in ihrer Handhabung sowie bestens geeignet ist zum Plasmaschneiden exakter Kreisausschnitte in gewölbte Bauteile, wie beispielsweise in Schienenfahrzeugdächer. Ein besonderer Vorteil der Vorrichtung ist, daß durch die Lagefixierung außerhalb des auszubrennenden Kreisausschnittes mittels eines den Kreisausschnitt überbrückenden Lagerbocks mit gelenkigen Arretierelementen in jedem Fall eine ausreichende Lagefixierung zum Werkstück gewährleistet ist. Da die Lagefixierung somit nicht in Bezug auf das Werkstück sondern direkt auf dem Werkstück und immer in gleicher Weise erfolgt, entfallen ebenso jegliche Einstellarbeiten beim Wechseln von einem Kreisausschnitt zum nächsten. Die mit der neuerungsgemäßen Vorrichtung herstellbaren Kreisausschnitte sind dabei von solcher Qualität, daß eine Kerbwirkung beim anschließenden Ziehvorgang der Aushalsung für die Dachlüfter und somit ein Einreißen des Bleches praktisch ausgeschlossen ist.

Einzelheiten der Neuerung werden anschließend anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigen dabei in

Fig. 1 - die neuerungsgemäße Vorrichtung in Seitenansicht, Fig. 2 - die neuerungsgemäße Vorrichtung in Draufsicht.

In Fig. 1 ist deutlich die auf dem als angedeutetes Schienenfahrzeugdach ausgebildeten Werkstück 27 aufgesetzte Vorrichtung 1 zu sehen, welche aus einem rohrförmigen Lagerteil 13 mit

Zentrierspitze 15, verstellbaren Zirkelstange 17 und einstellbarer Schneidbrennerhalterung 19 sowie aus einem Lagerbock 2 besteht, dessen Stützarme 3; 4; 5; mit auf dem Werkstück 27 arretierbaren Auflageelementen 7; 8; 9 ausgebildet sind und die Vorrichtung 1, wie besonders aus Fig. 2 ersichtlich, daußerhalb des auszubrennenden Kreisausschnittes 28 in ihrer Lage fixieren.

Der Lagerbock 2 ist dabei aus Gründen der Standfestigkeit bevorzugt als Dreipunktgestell ausgebildet, dessen Stützarme 3; 4; 5 als rechtwinklig abgebogene Rohre mit einer 120°-Teilung ausgebildet sind und als Auflageelemente 7; 8; 9 an ihren freien Enden 6 höhenverstellbare Gelenkfuße mit scheibenförmigen Permanentmagneten 10 aufweisen. Bei Werkstücken mit kleineren Wölbungsradien als der des abgebildeten Werkstücks 27 ist jedoch auch ein Vierpunktgestell mit 90°-Teilung als Lagerbock 2 für die Vorrichtung 1 denkbar und statt der scheibenförmigen Permanentmagnete 10 sind auch an sich bekannte Saugfuße einsetzbar. Ebenso kann die Abwinkelung der Stützarme 3; 4; 5 auch geringfügig größer oder kleiner als 90° des Vollkreises von 360° sein, da dies keinen Einfluß auf die Funktion der Vorrichtung 1 hat. Um auch größere Kreisausschnitte 28 mit der neuerungsgemäßen Vorrichtung 1 herstellen zu können, hat es sich darüber hinaus als vorteilhaft erwiesen, die Stützarme 3; 4; 5, wie in den Zeichnungen dargestellt, durch nicht näher bezeichnete Steckbohrungen mit entsprechenden Querverschraubungen am Lagerbock 2 zu befestigen, so daß es möglich ist, die Stützarme 3; 4; 5 gegen gleichartig ausgebildete Stützarme mit größerem Abstand der Auflageelemente 7; 8; 9 zueinander auszuwechseln.

Das Lagerteil 13 der Vorrichtung 1 ist im Lagerbock 2 senkrecht in einem im Scheitelpunkt 11 der Längsachsen der Stützarme 3; 4; 5 befestigten Linearkugellager 12 angeordnet und axial drehbar sowie vertikal verschiebbar ausgebildet. Am oberen Ende des Lagerteils 13 ist dabei ein Handgrif 14 angeordnet, mit welchem der Schneidbrenner 26 über das Lagerteil 13, die Zirkelstange 17 und die Schneidbrennerhalterung 19 auf den richtigen Abstand zum Werkstück 27 geführt wird. Zur Vermeidung störender Drehbewegungen dieses Handgriffs 14 während des Schneidvorgangs ist es vorteilhaft, diesen durch ein weiteres Linear- oder Rillenkugellager in der in Fig. 1 gezeigten Art mit dem Lagerteil 13 drehbeweglich zu verbinden. Darüber hinaus wirkt sich eine zwischen dem Handgriff 14 und dem Lagerbock 2 koaxial auf dem Lagerteil 13 angeordnete Druckfeder 16 positiv auf die Handhabbarkeit der Vorrichtung 1 aus, da somit das Eigengewicht des Lagerteils 13 sowie der Schneidbrennerhalterung 19 und des Schneidbrenners 26 nicht mehr gehalten und der Schneidbrenner 26 zum Werkstück 27 nur durch leichten Handdruck entgegen der Kraft der Druckfeder 16 geführt werden muß. Die den Mittelpunkt des Kreisausschnittes 28 definierende Zentrierspitze 15 des Lagerteils 13 ist in weiterer Ausgestaltung der neuerungsgemäßen Vorrichtung 1 bevorzugt stabförmig ausgebildet und durch das rohrförmige Lagerteil 13 durchgehend bis zum Werkstück 27 reichend vertikal beweglich angeordnet, wobei auf das über den Handgriff 14 hinausragende obere Ende

bevorzugt eine Rändelmutter od. dgl. aufgeschraubt ist, mit der die Zentrierspitze 15 nach dem Ausrichten der Vorrichtung 1 aus dem Schwenkbereich des Schneidbrenners 26 nach oben gezogen werden kann. Zum Festhalten der Zentrierspitze 15 in hochgezogener Stellung ist dabei zusätzlich eine, in Fig. 1 nur angedeutete, Arretierung vorgesehen, die, wie dargestellt, beispielsweise als oberhalb des Lagers des Handgriffs 14 angeordneter Hohlzapfen mit druckfederbeaufschlagter Arretierkugel ausgebildet ist, welche mit entsprechenden Einstichnuten an der Zentrierspitze 15 in Wirkverbindung steht.

Des weiteren ist am Lagerteil 13 gegenüber dem Handgriff 14 die Zirkelstange 17 verstellbar befestigt, welche an ihrem freien Ende 18 eine einstellbare Schneidbrennerhalterung 19 aufweist. Diese Schneidbrennerhalterung 19 ist, wie in Fig. 1 erkennbar, mit einem axial drehbaren, vorzugsweise U-fÖrmigen Haltebügel 21 zum Drehbewegungsausgleich des Schneidbrenners 26 ausgebildet, an deren einem Schenkel 22 die Brennerarretierung 24 befestigt ist. Der andere Schenkel 23 steht dagegen über einen zusätzlichen Drehbolzen 25 mit einem in der Schneidbrennerhalterung 19 angeordneten Rillenkugellager 20 in Wirkverbindung, wobei die Brennerarretierung 24, der Drehbolzen 25 und das Rillenkugellager 20 auf einer gemeinsamen Längsachse angeordnet sind. Somit ist es möglich, die Kreisbewegung des Schneidbrenners während des Schneidens des Kreisausschnittes 27 ohne Verdrehung des Schneidbrenners 26 durchzuführen.

Die neuerungsgemäße Vorrichtung 1 soll anschließend in ihrer Funktion beschrieben werden. Die Vorrichtung 1 wird zunächst mit vollständig zum Werkstück 27 hin ausgefahrener Zentrierspitze 15 derart dem Werkstück 27 zugeführt, daß nur die Zentrierspitze 15 auf der im Werkstück 27 vorbereiteten Körnung aufsetzt. Danach wird die Vorrichtung 1 unter stetigem Halten der Zentrierspitze 15 in der Körnung senkrecht gerade auf das Werkstück 27 abgesenkt, wobei durch die Permanentmagnete 10 an den Stützarmen 3; 4; 5 die Lagefixierung der Vorrichtung 1 erfolgt. Anschließend wird die Zentrierspitze 15 nach oben aus dem Schwenkbereich des Schneidbrenners gezogen bis sie selbsttätig arretiert wird. Für den nun folgenden Brennvorgang wird mit einer Hand der Handgriff 14 am Lagerteil 13 und mit der anderen Hand der Schneidbrenner 26 ergriffen. Nach dem Zünden der Brennerflamme wird dann das Lagerteil 13 durch leichten Druck der einen Hand entgegen der Kraft der Druckfeder 16 zusammen mit der Zirkelstange und der Schneidbrennerhalterung 19 auf den erforderlichen Abstand zum Werkstück 27 abgesenkt, ein Anschnitt durchgeführt und abschließend der Schneidbrenner 26 von einer Seite der Vorrichtung her kreisförmig bis zum Auftreffen der Brennflamme auf den Anschnitt geführt. Während des Brennvorganges wird durch größeren oder leichteren Druck der einen Hand auf den Handgriff 14 die Anpassung des Abstandes des Schneidbrenners 26 zur Kontur des Werkstückes 27 vorgenommen.

Claims (4)

Schutzansprüche

1. Vorrichtung zur Schneidbrennerführung, insbesondere zum Plasmaschneiden von Kreisausschnitten in gewölbte Bauteile, bestehend aus einem rohrförmigen Lagerteil, welches einerseits einen Handgriff und andererseits eine den Mittelpunkt des Kreisausschnittes definierende Zentrierspitze aufweist sowie einer Zirkelstange, die am Lagerteil verstellbar befestigt ist und an ihrem freien Ende eine einstellbare Schneidbrennerhalterung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagefixierung der Vorrichtung (1) außerhalb des auszubrennenden Kreisausschnittes (28) über einen mit dem Lagerteil (13) drehbar verbundenen, den Kreisausschnitt (28) überbrückenden Lagerbock (2) erfolgt, dessen Stützarme (3; 4; 5) mit auf dem Werkstück (27) arretierbaren Auflageelementen (7; 8; 9) ausgebildet sind, wobei die Zentrierspitze (15) innerhalb des Lagerteils (13) vertikal aus dem Schwenkbereich des Schneidbrenners (26) beweglich ist.

. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerbock (2) bevorzugt als Dreipunktgestell ausgebildet ist, dessen Stützarme (3; 4; 5) eine 120°-Teilung aufweisen, wobei das Lagerteil (13) senkrecht in einem im Scheitelpunkt (11) der Längsachsen der Stützarme (3; 4; 5) befestigten Linearkugellager (12) od. dgl. angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützarme (3; 4; 5) des Lagerbocks (2) bevorzugt als rechtwinklig abgebogene Rohre ausgebildet sind, welche als Auflageelemente (7; 8; 9) an ihren freien Enden ( ; 6; ) höhenverstellbare Gelenkfuße mit scheibenförmigen Permanentmagneten (10) aufweisen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidbrennerhalterung (19) einen axial drehbaren, bevorzugt U-förmigen Haltebügel (21) zum Drehbewegungsausgleich des Schneidbrenners (26) aufweist, wobei an dem einen Schenkel (22) die Brennerarretierung (24) befestigt ist und der andere Schenkel (23) über einen Drehbolzen (25) mit einem in der Schneidbrennerhalterung (19) angeordnetes Rillenkugellager (20) od. dgl. in Wirkverbindung steht.