EP0097883B1

EP0097883B1 - Einteilige Kurzdüse für einen Brenner zum thermochemischen Trennen oder Hobeln

Info

Publication number: EP0097883B1
Application number: EP83105903A
Authority: EP
Inventors: Horst K. Lotz
Original assignee: Aute AG Gesellschaft fuer Autogene Technik
Current assignee: Cessione aute AG Gesellschaft fur Autogene Techni
Priority date: 1982-06-26
Filing date: 1983-06-16
Publication date: 1987-09-16
Also published as: DE3373700D1; EP0097883A1; ES281245U; US4566676A; ES281245Y

Description

Die Erfindung betrifft eine runde oder flache Kurzdüse zum thermochemischen Trennen oder Abhobeln von Werkstücken aus Stahl od. dgl. mit einer mittigen Sauerstoffbohrung und vorzugsweise zwei symmetrisch zur Mittelachse oder Mittelebene angeordneten Ringen bzw. beidseitigen Reihen von Heizbohrungen.
Es sind bereits Düsen verschiedener Art bekannt, bei denen eine mittige Schneidsauerstoffbohrung bzw. ein mittiger Schneidsauerstoffkanal vorgesehen ist und ringförmig darum herum Brenngas- und Heizsauerstoffbohrungen angeordnet sind (AT-B-187383). An derartige Düsen werden die verschiedensten Anforderungen gestellt, denen jedoch bisher nur unbefriedigend entsprochen werden konnte. So ist beispielsweise bei einer Düse zum Schneiden eine hohe Schneidgeschwindigkeit bei einer kleinen Schneidfuge erwünscht. Die bekannten Düsen sind gewöhnlich nach der einen oder anderen Richtung hin optimiert und auf bestimmte Betriebsbedingungen ausgerichtet.
Der vorliegenden Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Kurzdüse zum thermochemischen Bearbeiten von Stahl od. dgl. verfügbar zu machen, die bei einer optimalen Ausgestaltung des Heizsystems und des Sauerstoffkanals den Schneid- oder Brennvorgang bei einer Einsparung von Material und Gasverbrauch verbessert und eine günstigere Fertigung erlaubt.
Eine erste Ausführungsform der erfindungsgemässen einteiligen Düse für einen Brenner zum thermochemischen Trennen mit einer mittigen Sauerstoffbohrung und ringförmig darum herum angeordneten Brenngas- und Heizsauerstoffbohrungen zeichnet sich dadurch aus, dass die mittige Sauerstoffbohrung von parallel verlaufenden Brenngasbohrungen umgeben ist, dass ausserhalb der Brenngasbohrungen Heizsauerstoffbohrungen angeordnet sind, die unter einem Winkel schräg zum Austrittsende der Brenngasbohrungen verlaufen und unmittelbar neben diesen austreten und dass zwischen benachbarten Brenngas- und Heizsauerstoffbohrungen Verbindungsbohrungen zum Mischen von Brenngas und Heizsauerstoff vorgesehen sind.
Eine zweite Ausführungsform einer einteiligen Kurzdüse für einen Brenner zum thermochemischen Abhobeln mit einer mittigen Sauerstoffbohrung mit ringförmig darum herum angeordneten Brenngas- und Heizsauerstoffbohrungen hat die Besonderheit, dass die mittige Sauerstoffbohrung von parallel verlaufenden Brenngasbohrungen umgeben ist, dass ausserhalb der Brenngasbohrungen Heizsauerstoffbohrungen angeordnet sind, die parallel zu den Brenngasbohrungen verlaufen, und dass zwischen benachbarten Brenngas- und Heizsauerstoffbohrungen Verbindungsbohrungen zum Mischen von Brenngas und Heizsauerstoff vorgesehen sind.
Bei einer dritten Ausführungsform erfolgt bei einer einteiligen Kurzdüse für einen Brenner zum thermochemischen Abhobeln mit ringförmig angeordneten Brenngas- und Heizsauerstoffbohrungen die Flämmsauerstoffzuführung von ausserhalb des Düsenkörpers, und zwischen den benachbarten Brenngas- und Sauerstoffbohrungen sind Verbindungsbohrungen zum Mischen von Brenngas und Heizsauerstoff vorgesehen.
Die Erfindung macht gleichermassen einen Brenner mit einer Düse, wie beschrieben, verfügbar, wobei die Besonderheit darin besteht, dass dem Werkstück zugekehrte Bereiche des Brenners ein Werkzeug tragen, das mit einem gesonderten Austrittsteil ausgebildet ist, das mit dem Werkzeug austauschbar verbunden ist.
Weitere zweckmässige Ausbildungen und Ausführungsformen der Düse und des Brenners sind in den abhängigen Ansprüchen gekennzeichnet.
Die Erfindung soll nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert werden. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 das Grundprinzip einer Düse, teilweise im Schnitt;
Fig. 2 eine Düse in ihrer Ausführungsform zum Brennschneiden, teilweise im Schnitt;
Fig. 3 eine der Fig. 2 entsprechende Düse in ihrer Ausführungsform zum Flämmen, ebenfalls teilweise im Schnitt;
Fig. 4 eine Runddüse mit auf das Hauptteil aufgeschraubtem Austrittsteil;
Fig. 5 ein als Düsenaufnahme ausgebildetes Hauptteil mit eingeschraubtem Austrittsteil und an das Hauptteil angebrachtem Schutzstück;
Fig. 6 in schematischer Darstellung eine Maschinenflämmdüse mit am Brennerverteiler angebrachter oberer Brennerplatte und unterer Brennerplatte mit Schutzkufe in schematischer Darstellung;
Fig. 7 eine obere Brennerplatte im Schnitt, bei der an das Werkzeughauptteil ein Zwischenteil befestigt ist, in das das Austrittsteil in Form einer Kurzdüse eingeschraubt ist;
Fig. 8 die Draufsicht auf eine obere Brennerplatte nach Fig. 4 mit zum Teil eingezeichneten Heizsauerstoff- und Heizgasbohrungen.

Nach Fig. 1 besteht der Flachdüsenkörper 1 aus einem Austrittsteil 2, einem Mittelteil 3, das gegenüber dem Austrittsteil 2 einen verringerten Durchmesser aufweist, und einem Eintrittsteil 4, das ebenfalls gegenüber dem Mittelteil 3 einen verringerten Durchmesser besitzt. Am Mittelteil 3 ist ein Gewinde 5 zur Befestigung des Flachdüsenkörpers vorgesehen. In Richtung der Düsenachse weisen das Austrittsteil 2 und das Mittelteil 3 etwa eine gleiche Ausdehnung auf, während das Eintrittsteil 4 eine wesentlich geringere Länge besitzt. Eine vorteilhafte Ausführungsform der Düse weist in Achsrichtung eine Gesamtlänge von 40 mm auf, wobei das Austrittsteil 2 und das Mittelteil 3 je 17 mm lang sind, während das Eintrittsteil 4 eine Ausdehnung von 6 mm besitzt. Die mittige Sauerstoffbohrung 6 besteht aus einem Eingangsabschnitt 7, an den sich in Austrittsrichtung ein Mittelabschnitt 8 anschliesst, der einen gegenüber dem Eingangsabschnitt 7 verringerten Durchmesser aufweist. Der sich in Austrittsrichtung an den Mittelabschnitt 8 anschliessende Ausgangsabschnitt 9 erweitert sich konisch vom Mittelabschnitt 8 zum Austrittsende 10. Die mittige Sauerstoffbohrung 6 wird von parallel verlaufenden Brenngasbohrungen 11 umgeben, die aus einem Brenngasverteilerkanal 12 bestehen, an den sich die eigentliche Brenngasbohrung 13 mit einem verringerten Durchmesser anschliesst. Ausserhalb der Brenngasbohrungen 11 sind Heizsauerstoffbohrungen 14 angeordnet. Diese bestehen am Eintrittsende aus einem parallel zur Düsenachse verlaufenden Eintrittsende 15 und einer sich daran anschliessenden, schräg verlaufenden Heizsauerstoffmischbohrung 16. Auf diese Weise tritt die Heizsauerstoffbohrung 14 unmittelbar neben der Brenngasbohrung 11 aus. Die schräg verlaufende Heizsauerstoffmischbohrung 16 der Heizsauerstoffbohrungen 14 hat vorzugsweise einen Winkel von 14° zur Düsenlängsachse. Um dem Heizsauerstoff in der Heizsauerstoffbohrung 14 bereits Brenngas beizumischen, ist eine Brenngasverbindungsbohrung 17 vorgesehen, die von dem Brenngasverteilerkanal 12 der Brenngasbohrung 11 schräg zur Heizsauerstoffbohrung 14 verläuft und in deren schräg verlaufende Heizsauerstoffmischbohrung 16 einmündet. Die Brenngasverbindungsbohrung 17 bildet zur Düsenachse einen Winkel ß von etwa 50°, jedoch hängt dessen Grösse von den geometrischen Gegebenheiten der Düsenbohrungen ab.
In Anpassung der Düse an verschiedene Betriebsgegebenheiten kann der Mittelabschnitt 8 der Sauerstoffbohrung 6 in Richtung der Düsenachse gegen Null gehen, so dass der Ausgangsabschnitt 9 praktisch an den Eingangsabschnitt 7 unmittelbar anschliesst.
Mit der vorliegenden Düse werden nicht nur sehr befriedigende Arbeitsergebnisse erzielt, sondern die Düse kann auch verhältnismässig kostengünstig durch wenige Arbeitsgänge mit relativ geringem Aufwand hergestellt werden.
In Fig. 2 ist eine Kurzdüse zum Schneiden dargestellt. In dem Düsenkörper 101, der eine Grundkörperlänge L von 30 cm aufweist, ist mittig eine Schneidsauerstoffbohrung 102 vorgesehen, die von parallel verlaufenden Brenngasmischbohrungen 111 umgeben ist. Ausserhalb der Brenngasmischbohrungen 111 sind Heizsauerstoffmischbohrungen 107 angeordnet, die unter einem Winkel a' schräg zum Austrittsende der Brenngasmischbohrungen 111 verlaufen und unmittelbar neben diesen austreten. Die Heizsauerstoffmischbohrungen 107 verlaufen unter einem Winkel a' von 4 bis 5° zur Düsenachse. Die Heizsauerstoffmischbohrungen 107 weisen einen ringförmigen Verteilerkanal 104 auf, in den eine Heizsauerstoffzuführung 105 einmündet, die nicht näher dargestellt ist. Vom Heizsauerstoffverteilerkanal 104 gehen Heizsauerstoffdosierbohrungen 106 ab, die in die eigentliche Heizsauerstoffmischbohrung 107 einmünden. Die Heizsauerstoffdosierbohrung 106 hat einen Durchmesser von etwa 1 mm, während die Heizsauerstoffmischbohrung 107 einen Durchmesser von 2,3 mm aufweist. Für das Brenngas ist ein ringförmiger Brenngasverteilerkanal 103 vorgesehen, in den eine nicht näher dargestellte Brenngasverbindungsbohrung 108 einmündet. Vom Brenngasverteilerkanal 103 verläuft eine Brenngasverbindungsbohrung 109 schräg zur Heizsauerstoffmischbohrung 107 und mündet in diese am oberen Ende ein. Diese Brenngasverbindungsbohrung 109 weist einen Durchmesser von ebenfalls 1 mm auf.
Von den Brenngasverteilerkanälen 103 kann durch Brenngasdosierbohrungen 110 Brenngas in die Brenngasmischbohrungen 111 gelangen. Die Brenngasdosierbohrungen 110 haben einen Durchmesser von 1,3 mm. Die Brenngasmischbohrungen 111 weisen dagegen einen Durchmesser von 2,3 mm auf, wie die Heizsauerstoffmischbohrung. Vom Heizsauerstoffverteilerkanal 104 verläuft eine Heizsauerstoffverbindungsbohrung 112 zur Brenngasmischbohrung 111. Dabei weist die Heizsauerstoffverbindungsbohrung 112 einen Dosierabschnitt 113 mit verringertem Querschnitt auf, der etwa 0,5 mm beträgt. Somit erfolgt eine wechselseitige Zuführung von Heizsauerstoff zur Brenngasmischbohrung 111 und von Brenngas zur Heizsauerstoffmischbohrung 107, wobei neben der eigentlichen Nachvermischung nach dem Austritt aus der Heizsauerstoffmischbohrung 107 und der Brenngasmischbohrung 111 eine in bestimmter Weise dosierte Vorvermischung erfolgt, indem das Brenngas durch die Heizsauerstoffverbindungsbohrung 112 geringe Mengen an Heizsauerstoff zugeführt werden, während über die Brenngasverbindungsbohrung 109 auch dem Heizsauerstoff Brenngas in die Heizsauerstoffmischbohrung 107 zugeführt wird. Konstruktiv wird das dadurch erreicht, dass durch einen Teilungsversatz die Heizsauerstoffverbindungsbohrung 112, den Dosierabschnitt 113 und die Brenngasverbindungsbohrung 109 in der Sicht nach Fig. 2 hintereinanderliegen.
Die Schneidsauerstoffbohrung 102 besteht aus einem Eingangsabschnitt 114, einem verengten Mittelabschnitt 115 und einem sich konisch erweiternden Ausgangsabschnitt 116. Der Eingangsabschnitt 114 der Schneidsauerstoffbohrung 102 besitzt einen Durchmesser von 5 mm, während der sich anschliessende verengte Mittelabschnitt 115 einen Durchmesser von 2,6 bis 3,25 mm aufweist. Der Ausgangsabschnitt 116 der Schneidsauerstoffbohrung 102 hat einen Austrittsdurchmesser von 4,3 mm, wobei sich die Austrittsbohrung unter einem Winkel β' zur Mittelachse des Düsenkörpers von 7° erweitert.
Die so gestaltete Düse zum Brennschneiden erreicht bei einer sehr hohen Schneidgeschwindigkeit eine optimal kleine Schneidfuge. Durch die günstige Wärmeentwicklung, die auch eine hohe Schneidgeschwindigkeit ermöglicht, wird ein optimaler Schlackenablauf ermöglicht, so dass sich nur vergleichsweise kleine Schlackenbärte ausbilden, wie auch die gesamte Schneidoberfläche wesentlich verbessert ist. Indem der Düsenabstand von den bisher üblichen 60 mm auf 120 mm vergrössert werden konnte, wird die Lebensdauer der Düsen wesentlich verlängert. Andererseits ist ein schneller Düsenwechsel möglich und somit eine einfache Wartung gegeben. Die Düse, deren Grundkörperlänge L des Düsenkörpers 30 mm beträgt, erfordert einen verhältnismässig geringen Materialaufwand und ist auch von daher als kostengünstig anzusehen. Die Düse zeichnet sich durch geringen Lärm und auch einen geringen Verbrauch aus: Beim Betrieb mit Propan bei einem Druck von 0,6 bar und einem Heizsauerstoffdruck von 2,6 bar konnten optimale Ergebnisse erzielt werden. Indem diese vielseitigen Vorteile mit einer Düse erzielt werden, die trotz grosser Schneidgeschwindigkeit geringe Schnittfugen verursacht, so dass eine erhebliche Materialersparnis gegeben ist, macht die Erfindung eine Düse mit einmaliger Optimierung der verschiedensten Anforderungen verfügbar, die heute beim Brennschneiden gestellt werden. Die Betriebsdrücke betragen 10 bis 16 bar für den Schneidsauerstoff, etwa 2,5 bar für Heizsauerstoff und 0,6 bar für das Brenngas Propan.
In Fig. 3 ist eine Kurzdüse zum Flämmen dargestellt, die in ihrem prinzipiellen Aufbau der Düse nach Fig. 2 entspricht, wie aus den entsprechenden Bezugszeichen zu entnehmen ist. Auf dem Düsenkörper 101' ist auf der dem Austrittsende gegenüberliegenden Seite eine Verteilerplatte 120 montiert durch Hartlöten oder in anderer geeigneter Weise. Zur Unterstützung kann am Düsenkörper 101' noch ein Ring 121 befestigt sein, an dem die Verteilerplatte 120 mit zur Auflage kommen kann. In der Mitte ist eine schlitzförmige Schneidsauerstoffbohrung 102' ausgebildet, der senkrecht zur Zeichenebene verläuft und einen Eingangsabschnitt 114' aufweist, der in einen verengten Mittelabschnitt 115' übergeht und an den sich ein konisch erweiternder Ausgangsabschnitt 116' anschliesst. Dieser Ausgangsabschnitt kann auch stufenweise erweitert ausgebildet sein. Der Eingangsabschnitt 114' wird von der Verteilerplatte 120 nicht erfasst, so dass für eine nicht dargestellte Flämmsauerstoffzuführung der Eingangsabschnitt 114 zugänglich ist. Die Verteilerplatte 120 weist mehrere Brenngasverbindungsbohrungen 108' auf, durch die Brenngas in die quer verlaufenden Brenngasverteilerkanäle 103' gelangen kann. Von diesen gehen Brenngasdosierbohrungen 110' in die Brenngasmischbohrungen 111', und in entsprechender Weise gelangt durch die Heizsauerstoffbohrungen 109' in der Verteilerplatte 120 Heizsauerstoff in die quer verlaufenden Heizsauerstoffverteilerkanäle 104' und durch Heizsauerstoffdosierbohrungen 106' in die Heizsauerstoffmischbohrung 107'. Durch eine Brenngasverbindungsbohrung 109', die vom Brenngasverteilerkanal 103' in die Heizsauerstoffmischbohrung 107' führt, gelangt in dosierter Weise Brenngas in die Heizsauerstoffmischbohrung, während die Heizsauerstoffverbindungsbohrung 112' Heizsauerstoff vom Heizsauerstoffverteilerkanal 104' der Brenngasmischbohrung 111'zuführt. Damit ist für eine Kurzdüse zum Flämmen der gleiche prinzipielle Aufbau gegeben und auch eine entsprechende Funktion gewährleistet. Der Düsenkörper 101' weist ebenfalls eine Länge L von etwa 30 mm auf.
Bei einer Kurzdüse zum Flämmen wurden vorteilhafte Ergebnisse mit einer Schneidsauerstoffbohrung 102' erzielt, deren Eingangsabschnitt 114' aus einem Kanal von 3 bis 6 mm Höhe bestand, wobei der verengte Mittelabschnitt 115' einen Spalt von 2 bis 4 mm Höhe aufwies, während der Austrittsspalt des Ausgangsabschnitts 116' 3 bis 5 mm betrug.
Mit einer derartig gestalteten Düse konnten wesentlich verbesserte Ergebnisse beim Flämmen erzielt werden, wobei, wie eingangs erwähnt, insbesondere die kurze Anheizzeit und die verbesserte Oberfläche des Werkstücks hervorzuheben sind.
In Fig. 4 ist eine Runddüse im Schnitt dargestellt mit einem Düsenhauptteil 201, 202, das aus einem Stück besteht, in dem der sogenannte Düsenkopf und der Düsenfuss aus der Naht 1-2 zusammengelötet sind. Auf dem Hauptteil 201, 202 sitzt eine Druckschraube 203, die über das Hauptteil 201, 202 geschoben wurde, bevor ein Austrittsteil 206 am Hauptteil 201, 202 angebracht wird, das eine aufgelötete Manschette 204 mit Verschleissring 205 trägt. Zu diesem Zweck besitzt das Hauptteil 201, 202 ein Gewinde, so dass das Austrittsteil 206 aufgeschraubt werden kann. Die Weiterführung des Heizgas-Sauerstoff-Gemischs aus den Mischbohrungen des Hauptteils 201, 202 in die Austrittsbohrungen 207 des Austrittsteils 206 erfolgt über einen an der Dichtfläche 208 im Austrittsteil 206 angeordneten Ringkanal 209. Dieser kann auch im Hauptteil 201, 202 an der Dichtungsfläche vorgesehen sein.
Es ist auch möglich, das Hauptteil 201, 202 zusätzlich an der Lötnaht 1-2 aufgelöst wird und somit aus einem den Düsenkopf bildenden Werkzeug 201 und daran befestigter Haltehülse 202 besteht, an die das Austrittsteil 206 angeschraubt ist.
Fig. 5 zeigt eine vorteilhafte Ausführungsform, bei der die bisher beschriebene Schraubtrennstelle in den Bereich der bisherigen Lötnaht verlegt ist. Das Werkzeughauptteil 210 ist als Düsenaufnahme am nicht dargestellten Brenngerät oder Maschinenbrenner ausgebildet. Das Werkzeughauptteil 210 besitzt ein Gewinde 211, in das ein Kurzdüsenkörper 212 eingeschraubt ist. Der Kurzdüsenkörper 212 hat die Ausgestaltung einer Kurzdüse, ähnlich wie sie beim Starkschneiden bekannt ist, wobei nur ein grösserer Sauerstoffmittelkanal 213 vorgesehen ist. Diese Düse ist leicht und kostengünstig auszutauschen.
An dem als Düsenaufnahme ausgebildeten Werkzeughauptteil 210 ist mittels einer Schelle 214 ein Schutzstück 215 austauschbar befestigt. Dieses Schutzstück 215 dient insbesondere dazu, aufspritzende Schlacke vom Kurzdüsenkörper 212 mit seinen kleinen Düsenöffnungen fernzuhalten. Indem es verschiebbar und drehbar angeordnet ist, kann es jeweils in die optimale Lage gebracht werden, um seiner Schutzfunktion zu genügen. Indem es am Werkzeughauptteil 210 bzw. an der Düsenaufnahme angebracht ist, besteht eine Verbindung zum Kurzdüsenkörper 212 nicht.
Auch in dieser Ausführungsform erfolgt durch Ringkanäle 216, 217 die Führung von Heizsauerstoff und Heizgas in den Kurzdüsenkörper 212, wobei sich die Ströme in den Austrittsbohrungen 218 vermischen.
In Fig. 6 ist ein Maschinenbrenner dargestellt, bei dem an einem Verteiler 220 eine obere Brennerplatte 221, eine untere Brennerplatte 222 und eine Schutzkufe 223 befestigt sind. Zwischen der oberen Brennerplatte 221 und der unteren Brennerplatte 222 tritt der Flämmsauerstoffstrom aus, der in Fig. 6 gestrichelt dargestellt ist, während Heizgas und Heizsauerstoff durch kleine Bohrungen an den Stirnseiten der Brennerplatten 221, 222 austreten. Das Teil der oberen Brennerplatte 221, das gegenüber der unteren Brennerplatte 222 in Richtung auf das Werkstück 225 vorsteht, ist als gesondertes Austrittsteil 224 ausgebildet und abnehmbar am Werkzeug 201 angebracht.
In Fig. 7 ist eine Ausführungsform dargestellt, im Schnitt längs der Linie D-D der Draufsicht auf die Stirnseite nach Fig. 8, bei der die obere Brennerplatte in drei Teile zerlegt ist. Am Brennerplattenkörper 231 ist das die untere Brenerplatte 222 um die Strecke L überragende Teil als Zwischenteil 234 ausgebidet, in das die Kurzdüse 235 eingeschraubt ist. Das Zwischenteil 234 ist mittels Schrauben 233 am Brennerplattenkörper 231 befestigt, wobei die Schrauben 233 durch Abdeckplatten 236, beispielsweise gegen aufspritzende Schlacke, geschützt sind. Heizgaskanäle 237 und Heizsauerstoffkanäle 238 sind an der Trennfläche zwischen Brennerplattenkörper 231 und Zwischenteil 234 durch O-Ringe 239 abgedichtet. Ausserdem verlaufen zweckmässig nicht dargestellte Kühlwasserbohrungen vom Brennerplattenkörper 231 in das Zwischenteil 234, durch dieses hindurch und zum Brennerplattenkörper 231 wieder zurück.
Im Zwischenteil 234 sitzen Kurzdüsen 235 und sind mit Hilfe eines Gewindes in das Zwischenteil 234 eingeschraubt. Durch die Kurzdüse 235 werden Austrittsbohrungen 241 gruppenweise als besondere Heizdüsen zusammengefasst, wie insbesondere in der Draufsicht aus Fig. 8 zu entnehmen ist. Diese Figur zeigt, wie an der Stirnseite des Zwischenteils 234 eine Anzahl von Kurzdüsen 235 mit ihren in Gruppen zusammengefassten Bohrungen 241 eingeschraubt sind. Diese Düsen sind in der Art bekannter Kurzdüsen für das Starkschneiden ausgebildet, wobei jedoch die Schneidsauerstoffbohrung fehlt. In der Trennfläche zwischen dem Zwischenteil 234 und den Kurzdüsen 235 sind Ringkanäle 242, 243 für Heizgas und Sauerstoff mit dazwischenliegenden Dichtflächen vorgesehen, um in bekannter Weise eine Aufteilung der Ströme auf die Austrittsbohrungen 241 in den Düsen 235 zu ermöglichen.
Der beschriebene Brenner bedeutet eine wesentliche Erleichterung der Fertigung der Bauteile. Es wird vermieden, dass man mit langen, leicht brechenden Bohrern arbeiten muss oder von hinten und aussen zusätzliche Bohrungen erforderlich werden, die dann wieder mit zusätzlichen Dichtplatten abgedeckt werden müssen. Wenn im Betrieb durch Schlackenspritzer die Heizgemischbohrungen verschmutzen und die Flämmsauerstoff führenden Flächen verkleben und verschlakken, so ist ein kompliziertes Reinigen von Schlakke in den Bohrungen und an den Flächen mit Drahtbürsten, Feilen und Handbohrern nicht mehr erforderlich, indem das gesonderte Austrittsteil einfach ausgetauscht wird. Ausserdem müssen auf diese Weise Form- und Querschnittsveränderungen am Werkzeug nicht mehr in Kauf genommen werden. Ebenso ist der Schaden wesentlich geringer und leichter zu beheben, wenn Schäden durch Anschlagen oder Aufsetzen des Brenners verursacht werden. Mit der Erfindung wird somit ein Brenner verfügbar gemacht, der neben einer kostengünstigen Herstellung auch einen kostengünstigen Betrieb bzw. Wartung und Reparatur ermöglicht.

Claims

1. Einteilige Kurzdüse für einen Brenner zum thermochemischen Trennen mit einer mittigen Sauerstoffbohrung und ringförmig darum herum angeordneten Brenngas- und Heizsauerstoffbohrungen, dadurch gekennzeichnet, dass die mittige Sauerstoffbohrung (6) von parallel verlaufenden Brenngasbohrungen (11) umgeben ist, dass ausserhalb der Brenngasbohrungen (11) Heizsauerstoffbohrungen (14) angeordnet sind, die unter einem Winkel (a) schräg zum Austrittsende der Brenngasbohrungen (13) verlaufen und unmittelbar neben diesen austreten und dass zwischen benachbarten Brenngas- und Heizsauerstoffbohrungen (11, 14; 107, 111) Verbindungsbohrungen (17; 109, 112) zum Mischen von Brenngas und Heizsauerstoff vorgesehen sind.

2. Kurzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizsauerstoffbohrungen (14) unter einem Winkel von 4° zur Düsenachse verlaufen.

3. Kurzdüse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizsauerstoffbohrungen (14) am Eintrittsende (15) parallel zur Düsenachse verlaufen und in eine schräg verlaufende Heizsauerstoffmischbohrung (16) übergehen.

4. Einteilige Kurzdüse für einen Brenner zum thermochemischen Abhobeln mit einer mittigen Sauerstoffbohrung und ringförmig darum herum angeordneten Brenngas- und Heizsauerstoffbohrungen, dadurch gekennzeichnet, dass die mittige Sauerstoffbohrung (6) von parallel verlaufenden Brenngasbohrungen (11) umgeben ist, dass ausserhalb der Brenngasbohrungen (11) Heizsauerstoffbohrungen (14) angeordnet sind, die parallel zu den Brenngasbohrungen (13) verlaufen, und dass zwischen benachbarten Brenngas- und Heizsauerstoffbohrungen (11, 14; 107, 111) Verbindungsbohrungen (17; 109, 112) zum Mischen von Brenngas und Heizsauerstoff vorgesehen sind.

5. Kurzdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mittige Sauerstoffbohrung (6, 102; 102') aus einem Eingangsabschnitt (7, 114; 114'), einem verengten Mittelabschnitt (8,115; 115') und einem konisch sich erweiternden Ausgangsabschnitt (9, 116; 116') besteht.

6. Kurzdüse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Mittelabschnitt (8,115; 115') der Sauerstoffbohrung (6, 102; 102') eine gegen Null gehende Ausdehnung in Richtung der Düsenachse aufweist.

7. Kurzdüse nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die mittige Sauerstoffbohrung (6) zum Schneiden mit einem Eingangsabschnitt (114) von ca. 5 mm Durchmesser, einem sich anschliessend verengenden Mittelabschnitt (115) von 1,8 bis 2,6 mm Durchmesser und einem sich konisch erweiternden Ausgangsabschnitt (116) bei einem Austrittsdurchmesser von 4,3 mm versehen ist und zum Abhobeln einen Eingangsabschnitt (114') von 3 bis 6 mm Höhe, einem sich anschliessenden Mittelabschnitt (115') von 2 bis 4 mm Höhe und einen sich konisch erweiternden Ausgangsabschnitt (116') bei einem Austrittsdurchmesser von 3 bis 5 mm aufweist.

8. Kurzdüse nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgangsabschnitt (9, 116; 116') der mittigen Sauerstoffbohrung (6, 102; 102') sich unter einem Winkel (ß') von etwa 7° zur Düsenachse erweitert.

9. Kurzdüse nach Ansprüchen 1 bis 8, gekennzeichnet durch einen Eingangsabschnitt (7, 114; 114') der mittigen Sauerstoffbohrung mit einem grossen Durchmesser, mit einer starken, plötzlichen oder fast übergangslosen Verengung auf einen Dosierquerschnitt des Mittelabschnitts (8, 115; 115') von 1 bis 4 mm Durchmesser bei geringerer Länge von weniger als 10 mm und einem anschliessenden Ausgangsabschnitt (9, 116; 116') mit einer gleichmässigen (Winkel β') oder mehrstufigen Erweiterung auf einen gewünschten Austrittsquerschnitt von 2 bis 6 mm.

10. Einteilige Kurzdüse für einen Brenner zum thermochemischen Abhobeln mit ringförmig angeordneten Brenngas- und Heizsauerstoffbohrungen, wobei die Flämmsauerstoffzuführung von ausserhalb des Düsenkörpers erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den benachbarten Brenngas- und Heizsauerstoffbohrungen (107', 111') Verbindungsbohrungen (109', 112') zum Mischen von Brenngas und Heizsauerstoff vorgesehen sind.

11. Kurzdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass an der Anschlussseite ein quer verlaufender Brenngasverteilerkanal (103; 103') und ein quer verlaufender Heizsauerstoffverteilerkanal (104; 104') vorgesehen sind.

12. Kurzdüse nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass vom Brenngasverteilerkanal (12, 103; 103') der Brenngasbohrung (13) bzw. Brenngasmischbohrung (111; 111') eine Brenngasverbindungsbohrung (17, 109; 109') in Strömungsrichtung schräg zur Heizsauerstoffmischbohrung (16, 107; 107') verläuft.

13. Kurzdüse nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Brenngasverbindungsbohrung (7, 108; 108') unter einem Winkel von 40 bis 60° zur Düsenachse verläuft.

14. Kurzdüse nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass sich überkreuzende Verbindungsbohrungen (109; 112; 109', 112') zwischen dem aussenliegenden Heizsauerstoffverteilerkanal (104; 104') und der innenliegenden Brenngasverbindungsbohrung (108; 108') vorgesehen sind.

15. Kurzdüse nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass vom Brenngasverteilerkanal (103; 103') und Heizsauerstoffverteilerkanal (104; 104') Dosierbohrungen (110; 110' bzw. 106; 106') mit einem Dosierquerschnitt in die Brenngasmischbohrungen (111; 111') bzw. Heizsauerstoffmischbohrungen (107; 107') einmünden.

16. Kurzdüse nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizsauerstoffverbindungsbohrungen (112; 112') mit einem Dosierabschnitt (113) versehen sind und dass die Dosierbohrungen (106, 110; 106', 110') und der Dosierabschnitt (113) der zur innenliegenden Brenngasmischbohrung (111) so aufeinander abgestimmt sind, dass ein Heizgasüberschuss bzw. ein Heizsauerstoffmangel besteht.

17. Kurzdüse nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizsauerstoffdosierbohrung (106; 106') einen Durchmesser von ca. 1 mm aufweist.

18. Kurzdüse nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizsauerstoffmischbohrungen (107; 107') und Brenngasmischbohrungen (111; 111') einen Durchmesser von 2,3 mm aufweisen.

19. Kurzdüse nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die vom Brenngasverteilerkanal (103; 103') schräg zur äusseren Heizsauerstoffmischbohrung (107; 107') verlaufende Brenngasverbindungsbohrung (109; 109') einen Durchmesser von ca. 1 mm aufweist.

20. Kurzdüse nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die vom Brenngasverteilerkanal (103; 103') abgehende Brenngasdosierbohrung (110; 110') einen Durchmesser von ca. 1,3 mm aufweist.

21. Kurzdüse nach einem der Ansprüche 15 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die vom Heizsauerstoffverteilerkanal (104; 104') abgehende Heizsauerstoffverbindungsbohrung (112; 112') einen Dosierabschnitt (112) aufweist, der einen Dosierungsdurchmesser von 0,5 mm besitzt.

22. Kurzdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Anordnung von zwei Reihen von Heizsauerstoffmischbohrungen (107; 107') die aussenliegenden Reihen schräg und die innenliegenden Reihen parallel zur Düsenachse geführt sind.

23. Kurzdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsengrundkörperlänge (L) ca. 30 mm beträgt.

24. Kurzdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurzdüse (212) mit einem Gewinde (211) in das Werkzeughauptteil (210) eines Handgeräts einschraubbar ist.

25. Brenner mit einer einteiligen Kurzdüse nach einem der Ansprüche 4 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass dem Werkstück (225) zugekehrte Bereiche des Brenners ein Werkzeug (201) tragen, das mit einem gesonderten Austrittsteil (206) ausgebildet ist, das mit dem Werkzeug (201) austauschbar verbunden ist.

26. Brenner nach Anspruch 25 in Form einer Runddüse mit einer mittigen Flämmsauerstoffbohrung und diese umgebenden Heizgemischbohrungen, dadurch gekennzeichnet, dass das gesonderte Austrittsteil (206) mit dem Werkzeug (201) zusammengeschraubt ist.

27. Brenner nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass das Austrittsteil (206) eine Manschette (204) und einen Verschleissring (205) trägt.

28. Brenner nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Weiterführung des Heizgas-Sauerstoff-Gemischs aus den Austrittsbohrungen (207) des Werkzeugs (201) in die Austrittsbohrungen (207) des Austrittsteils (206) über einen an der Dichtfläche (208) angeordneten Ringkanal (209) erfolgt.

29. Brenner nach einem der Ansprüche 25 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Werkzeug (201) und Austrittsteil (206) eine einschraubbare Haltehülse (202) vorgesehen ist.

30. Brenner nach einem der Ansprüche 25 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass an einem Werkzeughauptteil (210) ein Schutzstück (215) austauschbar befestigt ist.

31. Brenner nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzstück (215) drehbar und in Richtung der Düsenachse verschiebbar angebracht ist.

32. Brenner nach Anspruch 25 in Form einer oberen Brennerplatte, einer unteren Brennerplatte und daran befestigter Schutzkufe, dadurch gekennzeichnet, dass das gegenüber der unteren Brennerplatte (222) vorstehende Teil der oberen Brennerplatte (221) als gesondertes, abnehmbares Austrittsteil (224) ausgebildet ist.

33. Brenner nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass das vordere Teil der Brennerplatte (231) als Zwischenteil (234) abnehmbar ausgestaltet ist und dass die Heizbohrungen gruppenweise zu einer Kurzdüse (235) zusammengefasst sind, die in das Zwischenteil (234) einschraubbar sind.

34. Brenner nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenteil (234) mit der Länge (L) des Überstands gegenüber der unteren Brennerplatte (222) durch von aussen zugängliche Schrauben (233) an die obere Brennerplatte (221) angeschraubt ist.

35. Brenner nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass die Schrauben (233) durch Abdeckplatten (236) geschützt sind.

36. Brenner nach einem der Ansprüche 33 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenteil (234) Runddüsenaufnahmen besitzt, die mit Ringkanälen (242, 243) für Heizgas und Heizsauerstoff, dazwischenliegende Dichtflächen und Gewinde (240) zur Aufnahme der Kurzdüsen (235) versehen sind.

37. Brenner nach einem der Ansprüche 32 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass an der Trennstelle zwischen Brennerplattenkörper (231) und Zwischenteil (234) O-Ringe (239) den Durchgang von Heizgas und Heizsauerstoff sicherstellen.

38. Brenner nach einem der Ansprüche 32 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass Kühlwasserkanäle von der Brennerplatte (231) in das Zwischenteil (234) und zurück verlaufen.

39. Brenner nach einem der Ansprüche 32 bis 38, dadurch gekennzeichnet, dass ein verstellbares Schutzstück am Brennerplattenkörper (231) oder am Zwischenteil (234) austauschbar angebracht ist.