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Vorrichtung zum Anschneiden von brennschneidbaren Werkstücken Zur
Durchführung von Brennschnitten muß das Werkstück bekanntlich zunächst auf eine
bestimmte Temperatur angewärmt werden, bevor mit dem Aufblasen des Schneidsauerstoffes
begonnen wird. An der Anschnittstelle geschieht dies durchweg in der Weise, daß
der Brenner, der --zu diesem Zweck entweder eine Schneiddüse mit einer einzigen
vorgelagerten Heizdüse oder aber mit einem. Kranz von solchen aufweist, so lange
in Ruhestellung gehalten wird, bis der Werkstoff die Zündtemperatur überschritten:
hat, worauf erst nach Öffnen des Schneidsauerstoffes der Vorschub einsetzt.
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Das .genaue Ausrichten des Brenners auf die Anschnittstelle macht
insofern gewisse Schwierigkeiten, als der Brenner zunächst an das Werkstück herangefahren
und dort sorgfältig über der anzuschneidenden Kante eingestellt werden muß, ehe
die Anwärmung beginn-en kann. Weiterhin mu:ß darauf geachtet werden, daß nach beendeter
Anwärmung .der Schneidsauerstoffstrahl sowie die Vorschubbewegung rechtzeitig eingeschaltet
werden, .damit die Werkstückkante nicht überhitzt wird und anschmilzt.
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Es. sind demnach fünf Verfahrensschritte notwendig, ehe der eigentliche
Schnitt beginnt, näml.ich: Anfahren .des Brenners an die Werkstückkante, Anhalten
des Brenners zwecks B.rennereinstellung über der Anschnittstelle, Anwärmen der
Werkstückkante,
Öffnen des Schneidsauerstoffes und schließlich Einschalten des Brennervorschubs,
was insgesamt eine sehr umständliche und vielfach - vor allem beim gleichzeitigen
Durchführen mehrerer Schnitte an einem Werkstück - praktisch kaum zuverlässig zu
überwachende Maßnahme bedeutet. Dazu kommen noch zusätzliche erhebliche Schwierigkeiten,
wenn das zu :durchtrennende Werkstück eine hohe Temperatur aufweist, wie dies bei
vom Walzwerk kommenden Brammen, Knüppeln od. dgl. der Fall ist. Ein genaues Einrichten.
des Brenners auf :die Anschnittstelle .läßt sich dabei meist allein schon wegen
der durch die Hitze bedingten Entfernung des Bedienungsmannes vom Werkstück nicht
verwirklichen.
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Erfindungsgemäß wird diesen Schwierigkeiten in verhältnismäßig einfacher
und zuverlässiger Weise durch :die Verwendung eines Brenners begegnet, der vor der
Schneiddüse für den. Sauerstoffstrahl -in Richtung des Schneidweges eine Anzahl
von in Reihe liegenden Düsen für das Heizgas bzw. Heizgasgemisch aufweist, wobei
die Heizdüsen und die Schneiddüse derart miteinander gekoppelt sind, daß bei dem
spätestens mit dem Auftreffen der Anwärmflamme aus der vordersten Heizdüse auf die
Schneidkante beginnenden gemeinsamen :stetigen Vorschub .der Düsen längs der Schnittstelle
der aus der Schneiddüse austretende Sauerstoffstrahl auf eine mindestens Zündtemperatur
aufweisende Anschnittkante auftrifft.
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Durch eine derartige Brennergestaltung wird es ermöglicht, den Brenneratil:lstand
während der Anschnittzeit gänzlich zu vermeiden, vielmehr kann der Brennervorschub
bereits zu einem Zeitpunkt eingeschaltet werden, zu dem die vorderste Anwärmflamme
auf die Anschnittstelle auftritt. Die nachfolgenden Flammen erwärmen :dabei während
:des Vorschubs die Anschnittstelle derart, daß durch die letzte, der Schneiddüse
vorgelagerte Flamme die erforderliche Zündtemperatur des Werkstoffes überschritten
wird, so daß durch den anschließend auf die Werkstückoberfläche auftreffenden Schneidsauerstoffstrahl
sofort ein einwandfreier Trennschnitt eingeleitet werden kann. An Stelle der bisherigen
fünf Verfahrensschritte sind somit nur noch drei, im wesentlichen ineinander übergehende
Schritte erforderlich, nämlich Anfahren des Brenners an die Werkstückkante unter
gleichzeitigem Anwärmen und während des Anwärmens Öffnen des Schneidsau.erstoffes.
Es tritt dadurch eine ganz wesentliche Vereinfachung des Anschneidevorganges ein,
die sich vor allem auch beim Anschneiden von Werkstücken höherer Temperatur vorteilhaft
auswirkt.
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An sich ist es bei; Brennern zum Schweißen von Rohren bereits bekannt,
der eigentlichen Schweißdüse eine Anzahl Vorwärmdüsen vorzuschalten. Hierbei: liegen
indessen die Verhältnisse insofern anders, als es beim Rohrschweißen in erster Linie
darauf -ankommt, einen möglichst schnellen Vorschub während :des Schweißvorganges
zu erzielen; wogegen im vorliegenden Fall, in dem es sich um einen Schneidbrenner
handelt, der in seiner besonderen Ausgestaltung zum vereinfachten Anschneiden von
Werkstücken dient, das bisher unvermeidliche Anheizen der Anschnittkante mit stehendem
Brenner vor Beginn des Schneidens vermieden werden soll.
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Der Brenner nach der Erfindung läßt sich vor allem in den Fällen mit
besonders vorteilhaftem Ergebnis anwenden, in denen es sich um die gleichzeitige
Ausführung einer Mehrzahl von parallel zueinander verlaufenden Schnitten an solchen
Werkstücken handelt, deren Anschnittfläche eine unebene Begrenzung aufweist, also
wellig verläuft. Diese Verhältnisse liegen beispielsweise bei von der Walzenstraße
kommenden Brammen oder Knüppeln vor, und es müssen hierbei bisher die einzelnen
Brenner je für sich genau auf ihre jeweilige Anschnittstel.le ausgerichtet werden,
um eine ordnungsgemäße Anwärmung zu gewährleisten. Bei Benutzung von erfindungsgemäß
ausgebildeten Brennern entfällt diese Notwendigkeit, vielmehr können jetzt mehrere
parallel, liegende Brenner so miteinander gekuppelt werden, daß sie mit gleicher
Vor.sehubgeschwind'igkeit über das Werkstück hinwegbewegt werden. Auf diese Weise
können sämtliche Brenner unabhängig voneinander und kontinuierlich zur Durchführung
des Anwärmvorganges über die Werkstückkante und anschließend zum Schneiden über
die Werkstückoberfläche hinweglaufen.
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In ihrer einfachsten Ausführungsform besteht die erfindungsgemäße
Amschnei.dvorrichtung aus einem Brenner, bei dem sowohl die Schneiddüse als auch
die ihr in Vorsch.ubrichtung vorgelagerten Heizdüsen in einem gemeinsamen Gehäuse
vereinigt sind. Die Schneiddüse kann dabei in bekannter Weise noch von einer Anzahl
kreis- oder halbkreisförmig angeordneter weiterer Heizdüsen bzw. von Heizschlitzen
umgeben sein, um die Anwärmwirkung zu verstärken. Im allgemeinen werden die vorgelagerten
Heizdüsen an einen gemeinsamen Gaszuführungskanal angeschlossen, von dem vorteilhaft
auch die gegebenenfalls zusätzlich und unmittelbar der Schneiddüse beigeordneten
Heizdüsen gespeist werden.
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Die Zeichnung veranschaulicht ein AusfühTungsbeispiel einer Anschneidvorrichtung
nach der Erfindung sowie deren Anwendungsmöglichkeit bei Mehrfachschnitten in schematischer
Darstellung; es zeigt Abb. i einen Brennerkopf im Längschmitt und Abb. 2 in. Ansicht
von unten her, Abb. 3 in waagerechter Richtung gesehen und' Abb. q. .in Draufsicht
drei miteinander gekuppelte Brenner heim Anschneiden eines Werkstückes mit unebener
Begrenzung der Anischnittfläche.
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Der Brennerkopf nach. den Abb. i und z besteht aus dem langgestreckten
Gehäuse i, den durch die Bohrung .2 das Heizgas, beispielsweise ein Azetylen-Sauerstoff-Gemisch,
zugeführt wird, während der Schneidsauerstoff durch die Bohrung 3 in die Schneiddüse
q. gelangt. Die Heizgasbohrung 2 geht in einen Längskanal 5 über, von dem aus eine
Mehrzahl von Vorwärmdüsen 6 abzweigen. Die
der Schneiddüse q. unmittelbar
vorgelagerte Vorwärmdüse ist in bekannter Weise als etwa halbringförmige Schlitzdüse
7 ausgebildet.
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Zum Anschneiden des Werkstückes wird der Brennerkopf i so weit an
die Anschnittkante herangebracht, d.aß die in Vorschubrichtung (Pfeil) vorn gelegene
Vorwärmdüse 6 über der Kante steht, worauf der Vorschub eingeschaltet wird. Durch
die nacheinander über die Anschnittstelle hinweglaufenden Düsen 6 sowie die nachfolgende
Schlitzdüse 7 wird die Kante in steigendem Maß erhitzt, :so diaß sie, wenn die Düse
7 die Vorwärmu.ng beendet hat, mindestens Zündtemperatur aufweist. 'Der unmittelbar
anschließend aus der Schneid düse q. auf die Anschnittstelie auftreffende Schneidsauerstoffstrahl
leitet dann den eigentlichen Schnitt ein und führt ihn - bei gleichmäßig weiterlaufendem
Vorschub - biss zur Fertigstellung der Trennfuge durch.
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Der Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung geht aus der schematischen
Darstellung nach den Abb.3 und q. besonders deutlich hervor. Hier sollen an einem
Werkstück 8 mit unebener Anschnittfläche 9 drei parallel zueinander liegende Trennschnitte
angebracht werden.. Zu diesem Zweck werden drei Brennerköpfe i der in den Abb. i
und a, wiedergegebenen Bauart-es sind in diesem Falle lediglich an Stelle der letzten,
schlitzförmig dargestellten Vorwärmdüse 7 mehrere auf einem Halbkreis angebrachte
Düsenbohrungen io vorgesehen - entsprechend, dem geforderten Abstand der Trennfugen
parallel zueinander angeordnet und durch eine Verbindungsstange i i od. dgl. starr
miteinander gekuppelt. Nach Einschalten des Antriebs beginnen sämtliche Brenner
ihren Vorschub iyi Pfeilrichtung. Sobald die erste Vorwärmdüse 6 eines Brenners
an die Werkstückkante 9 gelangt, wird die Vorwärmung des Materials an dieser Stelle
ohne Rücksicht auf die gegenseitige Lage der übrigen Brennerköpfe zu dem in deren
Vorschubrichtung gelegenen Bereich der Werkstückkante eingeleitet. Jeder Brennerkopf
führt somit unabhängig von den anderen seinen Anschnitt und, wenn dieser beendigt
ist, ohne Vorschubunterbrechung seine Schneidarbeit durch.
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Die Aufsicht auf das Werkstück 8 nach Abb. q. läßt erkennen, daß der
ordnungsgemäße Ablauf der Anschnitte an keiner Stelle durch die jeweilige Lage der
übrigen Brenner beeinflußt wird. Es kann vielmehr mit fliegendem Start angeschnitten
werden, wobei die Anwärmzeiten für alle Stellen gleich sind, da für jeden Brennerkopf
durch die der Schneiddü$e vorgelagerten Anwärmdüsen die gleichmäßige Einhaltung
der erforderlichen Anwärmdauer gewährleistet ist. Während sonst beim Anschneiden
derartiger Werkstücke jeder Brenner für sich an die Anschnittstelle herangefahren
und dort genau ausgerichtet werden muß, entfallen bei Anwendung der erfindungsgemäßen
Vorrichtung diese Umstände, und es können unabhängig von dem Verlauf der Anschnittfläche
sämtliche Brenner miteinander gekuppelt und, von einem gemeinsamen Motor angetrieben,
mit gleichmäßigem Vorschub an die Anschnittstelle heran- bzw. sofort über diese
hinweggefahren werden. Vor allem das Schneiden mehrerer Fugen an glühenden Werkstücken
wird auf diese Weise außerordentlich vereinfacht.