EP1935524A1 - Device for flame straightening - Google Patents
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- EP1935524A1 EP1935524A1 EP07005697A EP07005697A EP1935524A1 EP 1935524 A1 EP1935524 A1 EP 1935524A1 EP 07005697 A EP07005697 A EP 07005697A EP 07005697 A EP07005697 A EP 07005697A EP 1935524 A1 EP1935524 A1 EP 1935524A1
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- straightening
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- F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
- F23D14/38—Torches, e.g. for brazing or heating
- F23D14/40—Torches, e.g. for brazing or heating for welding
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- F23D14/46—Details, e.g. noise reduction means
- F23D14/48—Nozzles
- F23D14/52—Nozzles for torches; for blow-pipes
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- F23D14/48—Nozzles
- F23D14/52—Nozzles for torches; for blow-pipes
- F23D14/54—Nozzles for torches; for blow-pipes for cutting or welding metal
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- F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
- F23D14/46—Details, e.g. noise reduction means
- F23D14/84—Flame spreading or otherwise shaping
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- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D2900/00—Special features of, or arrangements for burners using fluid fuels or solid fuels suspended in a carrier gas
- F23D2900/14—Special features of gas burners
- F23D2900/14003—Special features of gas burners with more than one nozzle
Definitions
- the present invention relates to a device for flame straightening according to the preamble of claim 1.
- Metallic structures in particular steel structures, which have been produced by welding and / or by forming, generally have deviations in form and / or deviations which must be compensated by subsequent straightening.
- the most common method of straightening metallic parts is so-called flame straightening. Flame straightening is often used for technological or industrial safety reasons.
- the arc initiation point on the workpiece surface causes localized smudges, in particular may be considered disadvantageous in terms of strength.
- a straightening of workpieces by resistance or induction heating is very complex in the implementation.
- the size of the Flammrichtbrenners is determined by the type of material and by the thickness of the sheet to be machined. For sheets up to about three millimeters, for example for structural steel, the burner size is selected as in welding.
- the gas supply is to be designed according to the size of the flame jet burner and depending on the extent of the straightening work.
- the fuel gas in particular for the acetylene, as well as for the oxygen, the coupling of several gas cylinders may be required.
- the present invention has the object, a device for flame straightening of the type mentioned in such a way that in the manufacturing process of a component or workpiece resulting form changes in a simple and efficient manner can be eliminated.
- the device it should be possible with the device to be specified, to work close to each other directivity points in a simple manner and to obtain a judicial success.
- the present invention is based on the provision of a flame straightening device designed as, in particular switchable, multi-nozzle burners, for example two-nozzle burners, whose nozzles are arranged relative to one another such that the distance between the nozzles at the gas outlet location is lower than in conventional flame-screening devices.
- the nozzle spacing at the gas outlet point is reduced so that it is at the impact point the flames on the surface of the workpiece is only about twenty millimeters (compared to about thirty millimeters conventionally).
- these nozzles are at a non-vanishing angle, that is at an angle not equal to zero degrees, in particular at an angle of about one degree to about sixty degrees, preferably at an angle of about three degrees to about thirty degrees, more preferably at an angle of about five degrees to about fifteen degrees, for example, at an angle on the order of about ten degrees, to each other.
- the nozzles may advantageously be arranged either in one plane or three-dimensionally. If more than two nozzles are used, the number of simultaneously editable alignment points also increases. In the case of arrangements with more than two nozzles, in particular an arrangement of several Vs in one plane or of several Vs in parallel planes is recommended. The arrangement of the nozzles always results from the position of the directional points and the angular arrangement of the nozzle ensures that the distance between the nozzles is always sufficient.
- the multi-nozzle, in particular two-nozzle Flammrichtbrenner according to the present invention, a cost effective and effective elimination of changes in shape in a component is made possible, wherein the changes in shape have very close adjacent directing points. Such changes in shape result, for example, when attaching a weld.
- the present invention further relates to a method for flame straightening, characterized by the use of at least one device according to the kind set forth above.
- the heat input during flame straightening in the component is thus advantageously concentrated at the straightening points.
- the present invention relates to the use of at least one device according to the above-described type in flame straightening thin-walled sheets or thin-walled profiles;
- the present invention is particularly useful in the thin sheet sector, for example, in the machining of profiles or sheets of about two millimeters to about twelve millimeters in thickness, such as those used in shipbuilding and other metalworking industries.
- the present invention can be used, with the advantages in particular in narrow areas and in critical areas show where a local limitation of Flame refining process is beneficial.
- an application of the present invention is also useful in laser or laser hybrid welded components that cause a different shape change on the component due to their weld geometry than conventionally welded seams.
- narrow areas of the component B are heated to Flammrichttemperatur to cause a targeted upsetting of the heated area of the component B.
- the workpiece B, the distortion, warping and / or bending be brought back into its original shape quickly and gently.
- FIG. 12 is an exemplary embodiment of a two-nozzle device for flame-straightening, that is to say for a two-nozzle flame-jet burner 100 according to the present invention.
- This straightening burner or flame straightening burner 100 can be advantageously used for eliminating angular distortion and for straightening sheet metal structures as well as shipboard skins and is characterized in that the two nozzles 10, 20 are arranged such that the distance between these nozzles 10, 20 at the gas outlet is lower than conventional Flammrichtbrennern.
- the distance d Due to the reduction in the distance d when using the nozzle according to the invention over conventional flame direction burners, in which the distance is about 30 mm and more, very close-set directing points are machined.
- the distance of the directing points results from previous work steps in the production and processing of the component or components.
- welding profiles on sheets ie when a sheet is placed perpendicular to a second, depending on the welding process different points of reference.
- the weld metal penetrates very deep in the weld and after solidification it is more or less between sheet metal and profile.
- the directional points are in this case very close together. However, if the welding process is carried out in such a way that the solidified weld metal fills the angle between the profile and the sheet metal to a large extent, two less close-fitting points are created. If the straightening points are now to be machined in one work step, the multi-nozzle straightening torch according to the invention is necessary for the tightly aligned straightening points, since in a conventional straightening torch the nozzles can not be mounted correspondingly close to one another. The processing of the reference point is carried out here advantageously using the method of heat screed.
- these nozzles 10, 20 is not parallel to each other, but arranged at an angle to each other, namely at an angle w of from about one degree to about sixty degrees, preferably from about three degrees to about thirty degrees, more preferably from about five degrees to about fifteen degrees, diverging in the flow direction;
- an arrangement is recommended with an angle w of about ten degrees, the angle w by definition of the oriented in the direction of the respective flame F1 and F2 symmetry axes A1 and A2 of the two nozzles 10 and 20, in particular of the respective extensions of this Symmetryeachsen A1 and A2 of the two nozzles 10 and 20, is included as Fig. 2 removable.
- the angle included by the direction of each flame F1 or F2 with the surface normal N of the workpiece B is about 0.5w (see FIG. Fig. 2 ), that is about half of that angle, the symmetry axes A1 and A2 of the two nozzles 10, 20 include each other.
- Such a V-shaped arrangement of the nozzles 10, 20 is particularly suitable for flame straightening thin-walled sheets or thin-walled profiles, for example in shipbuilding.
- the heating of the nozzles 10, 20 is thus minimized by the V-position, which leads to an extension of the life of the nozzles 10, 20.
- the nozzles 10, 20 are arranged on a transverse strut-like gas distribution pipe 34.
- This gas distribution pipe 34 is associated with a holder 30 which can be placed on the surface S of the workpiece B and by means of wheels or rollers 32 on this surface S of the workpiece B is movable.
- This type of arrangement of the nozzles 10, 20 allows a cost effective and effective elimination of changes in shape, which are close to each other on the component B, for example in the region of a weld.
- the performance of the fuel gas, in particular acetylene is of particular importance.
- the advantages of the invention are shown for all fuel gases, since the inventive advantage of the machinability of the dense gauge points adjusts for all fuel gases.
- the variable fuel gas-oxygen flame F1, F2 any desired heat supply can be adjusted, so that an optimal and economical treatment of the workpiece B is possible.
- Different fuel gases are mentioned, for example, in the standard EN ISO 5172, although the list is not exhaustive there. Compressed air can also be used as combustion partner instead of oxygen.
- the size of the burner in turn is to be selected depending on the type of material B and / or the thickness of the material B.
Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Flammrichten gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The present invention relates to a device for flame straightening according to the preamble of claim 1.
Metallische Konstruktionen, insbesondere Stahlkonstruktionen, die durch Schweißen und/oder durch Umformen hergestellt wurden, weisen in der Regel Formabweichungen und/oder Maßabweichungen auf, die durch nachträgliches Richten ausgeglichen werden müssen. Die häufigste Methode zum Richten metallischer Teile ist das sogenannte Flammrichten. Flammrichten wird vielfach aus technologischen oder arbeitsschutztechnischen Gründen eingesetzt.Metallic structures, in particular steel structures, which have been produced by welding and / or by forming, generally have deviations in form and / or deviations which must be compensated by subsequent straightening. The most common method of straightening metallic parts is so-called flame straightening. Flame straightening is often used for technological or industrial safety reasons.
Nach
Es ist zwar bekannt, dass eine thermische Behandlung nicht nur mittels einer Brenngas-Sauerstoff-Flamme, sondern grundsätzlich mit jeder technisch verfügbaren Wärmequelle, wie zum Beispiel Lichtbogen, elektrische Widerstandswärme, Induktionswärme, Lichtwärme, Laserstrahlen, lonenstrahlen oder Elektronenstrahlen, möglich ist. Auf dem Gebiet des thermischen Richtens hat sich jedoch das Flammrichten behauptet.Although it is known that a thermal treatment not only by means of a fuel gas-oxygen flame, but in principle with any technically available heat source, such as arc, electrical resistance heat, induction heat, light heat, laser beams, ion beams or electron beams, is possible. However, in the field of thermal straightening, flame straightening has asserted itself.
Bei der Verwendung von Lichtbögen zum Richten ruft der Lichtbogenansatzpunkt auf der Werkstückoberfläche örtlich begrenzte Anschmelzungen hervor, was insbesondere unter dem Aspekt der Festigkeit als nachteilig angesehen werden kann. Ein Richten von Werkstücken mittels Widerstands- oder Induktionserwärmung ist sehr aufwändig in der Durchführung.When using arcs for straightening, the arc initiation point on the workpiece surface causes localized smudges, in particular may be considered disadvantageous in terms of strength. A straightening of workpieces by resistance or induction heating is very complex in the implementation.
Hingegen ist das Flammrichten mit einer Brenngas-Sauerstoff-Flamme ein seit Jahrzehnten eingesetztes, auch automatisierbares Verfahren zum Beseitigen von Formveränderungen, die sich im Herstellungsprozess von Bauteilen ergeben.By contrast, flame straightening with a fuel gas-oxygen flame has been used for decades and can also be automated to eliminate changes in shape that result in the manufacturing process of components.
Wie beispielsweise dem "
Beim Flammrichten sind verschiedene Arten der Erwärmung möglich, die in Abhängigkeit von der Bauteilform auch sinnvoll kombiniert werden können:
- Wärmepunkt: Die Anwendung erfolgt bei Blechfeldern, Rohren und Wellen. Der Wärmepunkt ist so klein wie möglich zu halten.
- Wärmestrich: Die Anwendung erfolgt zum Beheben von Winkelverzug, zum Beispiel mittels Gegenwärmen von Kehlnähten. Der plastische Bereich darf höchstens bis zu einem Drittel in die Blechtiefe hineinreichen. Die Wärmepunktreihe biegt schwächer als der Wärmestrich.
- Wärmekeil: Die Anwendung erfolgt bei starken Verbiegungen, zum Beispiel von Profilen und von Lamellen. Der Wärmekeil ist lang und schmal. Es wird von der Spitze ausgehend bis hin zur Grundfläche gleichmäßig auf Richttemperatur gewärmt.
- Wärmeoval: Die Anwendung erfolgt an Rohren, zum Beispiel nach dem Anschweißen von Stutzen. Das Wärmeoval wird durchgewärmt und in Längsrichtung der Rohrachse angeordnet.
- Heat point: The application is applied to sheet metal fields, pipes and shafts. The heat point should be kept as small as possible.
- Heat screed: The application is used to correct angular distortion, for example by counterheating of fillet welds. The plastic area may extend at most up to a third into the sheet depth. The heatpoint series bends weaker than the heat screed.
- Heat wedge: The application is made for strong bends, for example of profiles and lamellae. The heat wedge is long and narrow. It is heated from the tip to the base evenly to the straightening temperature.
- Heat oval: The application is made on pipes, for example after welding on nozzles. The heat oval is warmed through and arranged in the longitudinal direction of the tube axis.
Ausgesprochen wichtig ist es beim Flammrichten den Richtpunkt, also die Stelle, an welcher ein Wärmeeintrag notwendig ist, um die Formveränderung beseitigen zu können, exakt zu treffen, da nur dann das gewünschte Richtergebnis erreicht und die Formveränderung beseitigt wird.It is extremely important in Flame straightening the point of reference, so the point at which a heat input is necessary to eliminate the change in shape can meet exactly, because only then reaches the desired directional result and the change in shape is eliminated.
Hinsichtlich der beim Flammrichten eingesetzten Ausrüstung können als Flammrichtbrenner in Abhängigkeit vom jeweiligen Anwendungsfall und in Abhängigkeit von der Dicke des Werkstücks verwendet werden (vgl.
- Einflammen- oder Eindüsenbrenner: Hierbei handelt es sich um den gebräuchlichen Brenner zum Richten mit Wärmepunkten, -strichen, -keilen oder -ovalen.
- Mehrflammenbrenner: Ein Mehrflammenbrenner besteht aus einer Düse mit mehreren Einzelflammen. Mehrflammenbrenner werden in der Regel zum Richten mit Wärmestrichen, -keilen und -ovalen an Werkstücken mit einer Wanddicke ab etwa zwanzig Millimetern eingesetzt.
- Mehrdüsenbrenner, in nicht umschaltbaren und umschaltbaren Ausgestaltungen, beispielsweise umschaltbare 2-, 3- und 5-Düsenbrenner: Ein Mehrdüsenbrenner besteht aus mehreren Düsen mit jeweils einer Flamme. Mehrdüsenbrenner werden z.B. zum Beseitigen von Winkelverzug und zum Richten von Beplankungen im Schiffbau und von Blechkonstruktionen eingesetzt. Die verwendeten Düsen sind zum Gasaustrittsort hin meist konisch zulaufend; jedoch werden auch zylindrisch verlaufende Düsen eingesetzt.
- Sonderbrenner, etwa vom Typ LINDOFLAMM der Firma Linde: Diese werden in Form und in Leistung für die jeweilige Flammrichtaufgabe ausgelegt und kommen zum Beispiel beim Richten von Großrohren oder von dickwandigen Werkstücken zum Einsatz.
- Flame or injector burner: This is the common burner for straightening with heat points, smears, wedges or ovals.
- Multi-flame burner: A multi-flame burner consists of a nozzle with several individual flames. Multi-flame burners are usually used for straightening with heat screeds, wedges and vaults on workpieces with a wall thickness from about twenty millimeters.
- Multi-nozzle burners, in non-reversible and switchable configurations, for example reversible 2-, 3- and 5-nozzle burners: A multi-nozzle burner consists of several nozzles, each with a flame. Multi-nozzle burners are used, for example, for eliminating angular distortion and for directing skins in shipbuilding and sheet metal constructions. The nozzles used are usually tapered towards the gas outlet; however, cylindrical nozzles are also used.
- Special burners, such as the LINDOFLAMM from Linde: These are designed in shape and performance for the respective flame straightening task and are used, for example, when straightening large pipes or thick-walled workpieces.
Die Größe des Flammrichtbrenners wird durch die Werkstoffart und durch die Dicke des zu bearbeitenden Blechs bestimmt. Für Bleche bis etwa drei Millimeter, zum Beispiel für Baustahl, wird die Brennergröße wie beim Schweißen ausgewählt.The size of the Flammrichtbrenners is determined by the type of material and by the thickness of the sheet to be machined. For sheets up to about three millimeters, for example for structural steel, the burner size is selected as in welding.
Die Gasversorgung ist in Abhängigkeit von der Größe des Flammrichtbrenners und in Abhängigkeit vom Umfang der Richtarbeiten auszulegen. So kann sowohl für das Brenngas, insbesondere für das Acetylen, als auch für den Sauerstoff das Zusammenkuppeln mehrerer Gasflaschen erforderlich sein.The gas supply is to be designed according to the size of the flame jet burner and depending on the extent of the straightening work. Thus, for both the fuel gas, in particular for the acetylene, as well as for the oxygen, the coupling of several gas cylinders may be required.
Durch die heutzutage vermehrt erforderliche Verarbeitung immer dünnwandigerer Bleche und Profile im Bereich der metallverarbeitenden Industrie kommt es häufig während des Fertigungsprozesses zu Formveränderungen an den Bauteilen; diese Formveränderungen entstehen insbesondere durch die Wärmeeinbringung bei Schweißprozessen.Due to the increasingly required processing of thin-walled metal sheets and profiles in the metalworking industry, changes in the shape of the components often occur during the manufacturing process; these Shape changes occur in particular due to the heat input during welding processes.
Durch den Einsatz neuer Schweißverfahren, wie zum Beispiel Laserschweißen oder Laserhybridschweißen, sind neue Nahtgeometrien entwickelt worden, die auch ein verändertes Formänderungsverhalten nach sich ziehen.Through the use of new welding processes, such as laser welding or laser hybrid welding, new seam geometries have been developed, which also entail a changed shape change behavior.
Derartige Formveränderungen sind mit konventionellen Flammrichtbrennern nicht oder nur mit erhöhtem Aufwand zu beseitigen.Such changes in shape can not be eliminated with conventional flame direction burners or only with increased effort.
Ausgehend von den vorstehend dargelegten Nachteilen und Unzulänglichkeiten sowie unter Würdigung des umrissenen Standes der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Flammrichten der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass sich im Herstellungsprozess eines Bauteils oder Werkstücks ergebende Formveränderungen auf einfache und effiziente Weise beseitigt werden können. Insbesondere soll es mit der anzugebenden Vorrichtung möglich sein, dicht aneinanderliegende Richtpunkte auf einfache Weise zu bearbeiten und einen Richterfolg zu erlangen.Based on the disadvantages and inadequacies set out above, and in appreciation of the prior art outlined, the present invention has the object, a device for flame straightening of the type mentioned in such a way that in the manufacturing process of a component or workpiece resulting form changes in a simple and efficient manner can be eliminated. In particular, it should be possible with the device to be specified, to work close to each other directivity points in a simple manner and to obtain a judicial success.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zum Flammrichten mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.This object is achieved by a device for flame straightening with the features specified in claim 1. Advantageous embodiments and expedient developments of the present invention are characterized in the subclaims.
Mithin basiert die vorliegende Erfindung auf der Bereitstellung einer als, insbesondere umschaltbare, Mehrdüsenbrenner, zum Beispiel Zweidüsenbrenner, ausgebildeten Vorrichtung zum Flammrichten, deren Düsen derart zueinander angeordnet sind, dass der Abstand zwischen den Düsen am Gasaustrittsort geringer als bei konventionellen Flammrichtvorrichtungen ist.Thus, the present invention is based on the provision of a flame straightening device designed as, in particular switchable, multi-nozzle burners, for example two-nozzle burners, whose nozzles are arranged relative to one another such that the distance between the nozzles at the gas outlet location is lower than in conventional flame-screening devices.
Bei der als Flammrichtbrenner bezeichenbaren Vorrichtung zum Flammrichten ist der Düsenabstand am Gasaustrittsort erfindungsgemäß so verringert, dass er am Auftreffpunkt der Flammen auf die Oberfläche des Werkstücks nur noch etwa zwanzig Millimeter (gegenüber konventionellerweise etwa dreißig Millimeter) beträgt.In the case of the flame straightening device which can be labeled as flame jet burner, according to the invention the nozzle spacing at the gas outlet point is reduced so that it is at the impact point the flames on the surface of the workpiece is only about twenty millimeters (compared to about thirty millimeters conventionally).
Um eine zu starke gegenseitige Erwärmung der Düsen zu verhindern, welche bei einem zu geringen Abstand der Düsen zueinander eintritt, sind diese Düsen unter einem nicht-verschwindenden Winkel, das heißt unter einem Winkel ungleich null Grad, insbesondere unter einem Winkel von etwa ein Grad bis etwa sechzig Grad, vorzugsweise unter einem Winkel von etwa drei Grad bis etwa dreißig Grad, besonders bevorzugt unter einem Winkel von etwa fünf Grad bis etwa fünfzehn Grad, zum Beispiel unter einem Winkel in der Größenordnung von etwa zehn Grad, zueinander angeordnet.In order to prevent excessive mutual heating of the nozzles, which occurs at too small a distance of the nozzles to each other, these nozzles are at a non-vanishing angle, that is at an angle not equal to zero degrees, in particular at an angle of about one degree to about sixty degrees, preferably at an angle of about three degrees to about thirty degrees, more preferably at an angle of about five degrees to about fifteen degrees, for example, at an angle on the order of about ten degrees, to each other.
Eine derartige V-förmige oder zueinander winklige, und hierbei insbesondere in Strömungsrichtung divergierende Anordnung der Düsen zeigt besondere Vorteile bei sehr dicht aneinanderliegenden Flammrichtpunkten.Such a V-shaped or mutually angled, and in this case in particular in the flow direction diverging arrangement of the nozzles shows particular advantages in very close to each other Flammrichtpunkten.
Bei einer Anordnung mit mehr als zwei Düsen können die Düsen mit Vorteil entweder in einer Ebene oder dreidimensional angeordnet sein. Werden mehr als zwei Düsen verwendet, steigt auch die Zahl der gleichzeitig bearbeitbaren Richtpunkte. Bei Anordnungen mit mehr als zwei Düsen empfiehlt sich insbesondere eine Anordnung von mehreren Vs in einer Ebene oder von mehren Vs in parallelen Ebenen. Die Anordnung der Düsen ergibt sich stets aus der Lage der Richtpunkten und durch die winklige Anordnung der Düse wird erreicht, dass der Abstand der Düsen stets ausreichend ist.In an arrangement with more than two nozzles, the nozzles may advantageously be arranged either in one plane or three-dimensionally. If more than two nozzles are used, the number of simultaneously editable alignment points also increases. In the case of arrangements with more than two nozzles, in particular an arrangement of several Vs in one plane or of several Vs in parallel planes is recommended. The arrangement of the nozzles always results from the position of the directional points and the angular arrangement of the nozzle ensures that the distance between the nozzles is always sufficient.
Durch den mehrdüsigen, insbesondere zweidüsigen Flammrichtbrenner, gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine kostengünstige und effektive Beseitigung von Formveränderungen in einem Bauteil ermöglicht, wobei die Formveränderungen sehr dicht nebeneinander liegende Richtpunkte aufweisen. Derartige Formveränderungen ergeben sich beispielweise bei Anbringen einer Schweißnaht.The multi-nozzle, in particular two-nozzle Flammrichtbrenner, according to the present invention, a cost effective and effective elimination of changes in shape in a component is made possible, wherein the changes in shape have very close adjacent directing points. Such changes in shape result, for example, when attaching a weld.
Die vorliegende Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Flammrichten, gekennzeichnet durch den Einsatz mindestens einer Vorrichtung gemäß der vorstehend dargelegten Art. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird somit der Wärmeeintrag beim Flammrichten in das Bauteil auf vorteilhafte Weise an den Richtpunkte konzentriert.The present invention further relates to a method for flame straightening, characterized by the use of at least one device according to the kind set forth above. With the method according to the invention, the heat input during flame straightening in the component is thus advantageously concentrated at the straightening points.
Die vorliegende Erfindung betrifft schließlich die Verwendung mindestens einer Vorrichtung gemäß der vorstehend dargelegten Art beim Flammrichten dünnwandiger Bleche oder dünnwandiger Profile; mithin ist die vorliegende Erfindung im Dünnblechbereich, zum Beispiel bei der Bearbeitung von Profilen oder Blechen einer Stärke von etwa zwei Millimetern bis etwa zwölf Millimetern, wie sie etwa im Schiffbau und in anderen metallverarbeitenden Industrien zum Einsatz gelangen, von besonderem Nutzen.Finally, the present invention relates to the use of at least one device according to the above-described type in flame straightening thin-walled sheets or thin-walled profiles; Thus, the present invention is particularly useful in the thin sheet sector, for example, in the machining of profiles or sheets of about two millimeters to about twelve millimeters in thickness, such as those used in shipbuilding and other metalworking industries.
Aber auch bei durchschnittlich dicken Bauteilen oder bei dicken Bauteilen kann die vorliegende Erfindung zum Einsatz kommen, wobei sich die Vorteile insbesondere an engen Stellen und in kritischen Bereichen zeigen, an denen eine örtliche Begrenzung des Flammrichtprozesses von Vorteil ist.But even with average thickness components or thick components, the present invention can be used, with the advantages in particular in narrow areas and in critical areas show where a local limitation of Flame refining process is beneficial.
Insbesondere zweckmäßig ist eine Anwendung der vorliegenden Erfindung auch bei laser- oder laserhybridgeschweißten Bauteilen, die aufgrund ihrer Schweißnahtgeometrie eine andere Formveränderung am Bauteil verursachen als konventionell geschweißte Nähte. Möglich ist jedoch auch eine Anwendung der vorliegenden Erfindung beim Flammrichten von konventionellen Schweißnähten, da auch bei konventionell geschweißten Nähten eine Formveränderung eintreten kann, welche ein Flammrichten mit sehr dicht liegenden Richtpunkten erfordert.In particular, an application of the present invention is also useful in laser or laser hybrid welded components that cause a different shape change on the component due to their weld geometry than conventionally welded seams. However, it is also possible to use the present invention in the flame straightening of conventional weld seams, since even with conventionally welded seams a change in shape can occur, which requires flame straightening with very close-lying straightening points.
Wie bereits vorstehend erörtert, gibt es verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Hierzu wird einerseits auf die dem Anspruch 1 sowie dem Anspruch 8 nachgeordneten Ansprüche verwiesen, andererseits werden weitere Ausgestaltungen, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung nachstehend unter Anderem anhand des durch
-
Fig. 1 in schematischer Darstellung verschiedene Ausführungsbeispiele für konventionelle Flammrichtvorrichtungen nach Art eines Einflammen- bzw. Eindüsenbrenners, eines Mehrflammenbrenners, eines umschaltbaren Dreidüsenbrenners und eines Sonderbrenners; undFig. 1 in a schematic representation of various embodiments of conventional Flame straightening devices in the manner of a flame or Eindüsenbrenners, a multi-flame burner, a switchable three-nozzle burner and a special burner; and -
Fig. 2 in schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel für eine Vorrichtung zum Flammrichten, insbesondere für einen Mehrdüsenbrenner, zum Beispiel für einen Zweidüsenbrenner gemäß der vorliegenden Erfindung.Fig. 2 a schematic representation of an embodiment of a device for flame straightening, in particular for a multi-nozzle burner, for example for a two-nozzle burner according to the present invention.
Gleiche oder ähnliche Ausgestaltungen, Elemente oder Merkmale sind in
Das Prinzip des Flammrichtens oder Flammrichtbrennens beruht darauf, dass das Bauteil oder Werkstück B gezielt örtlich bis in den plastischen Bereich erwärmt wird. Hierbei tritt infolge behinderter Wärmedehnung eine bleibende Stauchung ein. Während des Abkühlens ergibt sich eine Verkürzung im Bauteil oder Werkstück B, die zu einer beabsichtigten oder gewünschten Formveränderung führt.The principle of flame straightening or Flammrichtbrennens based on the fact that the component or workpiece B is targeted locally heated to the plastic area. This occurs due to impaired thermal expansion a permanent compression. During cooling, there is a shortening in the component or workpiece B, which leads to an intended or desired change in shape.
Insbesondere eng begrenzte Bereiche des Bauteils B werden auf Flammrichttemperatur erwärmt, um ein gezieltes Aufstauchen des erwärmten Bereichs des Bauteils B zu bewirken. Hierdurch kann das Werkstück B, das Verzug, Verwerfung und/oder Verbiegung aufweist, schnell und werkstoffschonend wieder in seine Ausgangsform gebracht werden.In particular, narrow areas of the component B are heated to Flammrichttemperatur to cause a targeted upsetting of the heated area of the component B. As a result, the workpiece B, the distortion, warping and / or bending, be brought back into its original shape quickly and gently.
In
Dieser Richtbrenner oder Flammrichtbrenner 100 kann mit Vorteil zum Beseitigen von Winkelverzug und zum Richten von Blechkonstruktionen sowie von Beplankungen im Schiffbau eingesetzt werden und zeichnet sich dadurch aus, dass die beiden Düsen 10, 20 derart angeordnet sind, dass der Abstand zwischen diesen Düsen 10, 20 am Gasaustrittsort geringer als bei konventionellen Flammrichtbrennern ist.This straightening burner or
Hierbei ist der am Gasaustrittsort, also am Düsenaustritt oder Düsenende definierte geringste Abstand der beiden Düsen 10, 20 im Vergleich zu konventionellen Mehrdüsenbrennern so verringert, dass der Abstand d der beiden Flammen F1 und F2 zueinander an den Richtpunkten P1 bzw. P2 (= jeweilige Auftreffpunkte der Flamme auf die Oberfläche S des Werkstücks B) Werte im Bereich von etwa zehn Millimeter bis etwa 25 Millimeter, vorzugsweise im Bereich von etwa fünfzehn Millimeter bis etwa 23 Millimeter, aufweist. Bei beispielhaften Ausgestaltung gemäß
Aufgrund der Verringerung des Abstands d bei Verwendung der erfindungsgemäßen Düse gegenüber konventionellen Flammrichtbrennern, bei welchen der Abstand etwa 30 mm und mehr beträgt, sind sehr dicht liegende Richtpunkte bearbeitbar. Der Abstand der Richtpunkte ergibt sich durch vorangegangene Arbeitsschritte bei der Herstellung und Bearbeitung des Bauteils bzw. der Bauteile. So ergeben sich beispielsweise beim Schweißen von Profilen an Blechen, also wenn ein Blech senkrecht auf ein zweites aufgesetzt wird, in Abhängigkeit vom Schweißverfahren unterschiedliche Richtpunkte. Wird das Profil durch einen Schweißvorgang angebracht, bei welchem der mit dem Schweißen verbundene Wärmeeintrag sehr schmal und tief ist (wie es beispielsweise beim Laser- und Laserhybridschweißen der Fall ist), dringt das Schweißgut sehr tief in der Schweißstelle ein und nach dem Erstarren befindet es sich mehr oder weniger zwischen Blech und Profil. Da das Profil von beiden Seiten angeschweißt wird und der jeweilige Richtpunkt mit der Schweißnaht gekoppelt ist, befinden sich die Richtpunkte in diesem Fall sehr dicht beisammen. Wird der Schweißvorgang jedoch so durchgeführt, dass das erstarrte Schweißgut zu einem großen Teil den Winkel zwischen Profil und Blech auffüllt, entstehen zwei weniger nahe beisammen liegende Richtpunkte. Sollen die Richtpunkte nun in einem Arbeitsschritt bearbeitet werden, ist für die dicht liegenden Richtpunkte der erfindungsgemäße Mehrdüsenrichtbrenner notwendig, da bei einem konventionellen Richtbrenner die Düsen nicht entsprechend nahe aneinander angebracht werden können. Die Bearbeitung der Richtpunkt erfolgt hier vorteilhafterweise mit der Methode des Wärmestrichs.Due to the reduction in the distance d when using the nozzle according to the invention over conventional flame direction burners, in which the distance is about 30 mm and more, very close-set directing points are machined. The distance of the directing points results from previous work steps in the production and processing of the component or components. Thus, for example, when welding profiles on sheets, ie when a sheet is placed perpendicular to a second, depending on the welding process different points of reference. If the profile is attached by a welding process in which the heat input associated with the welding is very narrow and deep (as is the case for example in laser and laser hybrid welding), the weld metal penetrates very deep in the weld and after solidification it is more or less between sheet metal and profile. Since the profile is welded from both sides and the respective directional point is coupled with the weld, the directional points are in this case very close together. However, if the welding process is carried out in such a way that the solidified weld metal fills the angle between the profile and the sheet metal to a large extent, two less close-fitting points are created. If the straightening points are now to be machined in one work step, the multi-nozzle straightening torch according to the invention is necessary for the tightly aligned straightening points, since in a conventional straightening torch the nozzles can not be mounted correspondingly close to one another. The processing of the reference point is carried out here advantageously using the method of heat screed.
Um nun eine zu starke gegenseitige Erwärmung der beiden Düsen 10, 20 zu verhindern, sind diese Düsen 10, 20 gemäß dem anhand
Dementsprechend beträgt der Winkel, den die Richtung der jeweiligen Flamme F1 bzw. F2 mit der Oberflächennormalen N des Werkstück B einschließt, etwa 0,5w (vgl.
Eine derartige V-förmige Anordnung der Düsen 10, 20 eignet sich insbesondere beim Flammrichten dünnwandiger Bleche oder dünnwandiger Profile, zum Beispiel im Schiffbau. Das Aufheizen der Düsen 10, 20 wird durch die V-Stellung also minimiert, was zu einer Verlängerung der Lebensdauer der Düsen 10, 20 führt.Such a V-shaped arrangement of the
Beim zweidüsigen Flammrichtbrenner 100 gemäß
Neben der erfindungsgemäßen Anordnung der Düsen gibt es auch noch eine weitere Anordnungsmöglichkeit, bei welcher die Düsen einen ausreichenden Abstand voneinander aufweisen aber eine winklige Anordnung nicht notwendig ist sondern die übliche parallele Anordnung gewählt werden kann. Dies wird erreicht, wenn die Düsen so angeordnet sind, so dass die Bearbeitung von benachbarten Richtpunkten zeitlich nacheinander stattfindet. So ist es beispielsweise möglich, zwei Düsen diagonal auf der Halterung anzubringen, so dass zuerst der eine Richtpunkt und der diesem Richtpunkt gegenüberliegende Richtpunkt kurze Zeit später bearbeitet wird. Mit einer derartigen Anordnung ist es ebenfalls möglich dicht liegende Richtpunkt zu bearbeiten (wenn auch zeitlich versetzt) ohne dass die Düsen sich gegenseitig erhitzen. Eine derartige Anordnung ist jedoch an Ecken und Kanten im Vergleich zu der erfindungsgemäßen Anordnung von Nachteil, da die nachfolgende Flamme nicht bis in die Ecke oder Kante hinein folgen kann. Soll auch in den Ecken und Kanten gerichtet werden, ist hier ein umsetzen des Richtbrenners notwendig.In addition to the arrangement of the nozzle according to the invention there is also a further arrangement possibility, in which the nozzles have a sufficient distance from each other but an angular arrangement is not necessary but the usual parallel arrangement can be selected. This is achieved when the nozzles are arranged so that the processing of adjacent alignment points takes place in succession. Thus, it is possible, for example, to attach two nozzles diagonally on the holder, so that first a reference point and this point of reference opposite reference point is processed a short time later. With such Arrangement, it is also possible to edit dense point of reference (albeit offset in time) without the nozzles heat each other. However, such an arrangement is disadvantageous at corners and edges compared to the arrangement according to the invention, since the subsequent flame can not follow into the corner or edge. Should also be directed in the corners and edges, here a conversion of the straightening burner is necessary.
Für den Erfolg des Flammrichtvorgangs ist die Leistungskraft des Brenngases, insbesondere des Acetylens, von besonderer Bedeutung. Die sehr hohe Temperatur der Flamme F1, F2, verbunden mit der hohen Wärmeleistung der Acetylen-Sauerstoff-Flamme F1, F2, ergibt einen maximalen Richteffekt und gewährleistet ein schnelles und präzises Setzen der Flammrichtfiguren. Die Vorteile der Erfindung zeigen sich jedoch für alle Brenngase, da sich der erfindungsgemäße Vorteil der Bearbeitbarkeit der dicht liegenden Richtpunkte bei allen Brenngasen einstellt. Durch die variable Brenngas-Sauerstoff-Flamme F1, F2 kann jedes gewünschte Wärmeangebot eingestellt werden, so dass eine optimale und wirtschaftliche Behandlung des Werkstücks B möglich ist. Verschiedene Brenngase werden beispielsweise in der Norm EN ISO 5172 genannt, wenn auch die Aufzählung dort nicht erschöpfend ist. Als Verbrennungspartner kann anstelle von Sauerstoff auch Druckluft eingesetzt werden. Die Brennergröße wiederum ist in Abhängigkeit von der Art des Werkstoffs B und/oder von der Dicke des Werkstoffs B zu wählen.For the success of the flame-setting process, the performance of the fuel gas, in particular acetylene, is of particular importance. The very high temperature of the flame F1, F2, combined with the high heat output of the acetylene-oxygen flame F1, F2, gives a maximum straightening effect and ensures a fast and precise setting of the flame-rectifying figures. However, the advantages of the invention are shown for all fuel gases, since the inventive advantage of the machinability of the dense gauge points adjusts for all fuel gases. By the variable fuel gas-oxygen flame F1, F2 any desired heat supply can be adjusted, so that an optimal and economical treatment of the workpiece B is possible. Different fuel gases are mentioned, for example, in the standard EN ISO 5172, although the list is not exhaustive there. Compressed air can also be used as combustion partner instead of oxygen. The size of the burner in turn is to be selected depending on the type of material B and / or the thickness of the material B.
- 100100
- Vorrichtung zum Flammrichten oder Flammrichtvorrichtung, insbesondere Richtbrenner, zum Beispiel zweidüsiger FlammrichtbrennerDevice for flame straightening or flame straightening device, in particular straightening burner, for example, two-nozzle flame direction burner
- 1010
- erste Düsefirst nozzle
- 2020
- zweite Düsesecond nozzle
- 3030
- Halterung, insbesondere fahrbare HalterungHolder, in particular mobile holder
- 3232
- Rad oder RolleWheel or roller
- 3434
- Gasverteilerrohr, insbesondere querstrebenartig ausgebildetes GasverteilerrohrGas distribution pipe, in particular transverse strut-like gas distribution pipe
- A1A1
-
erste Symmetrieachse, insbesondere Symmetrieachse der ersten Düse 10first axis of symmetry, in particular symmetry axis of the
first nozzle 10 - A2A2
-
zweite Symmetrieachse, insbesondere Symmetrieachse der zweiten Düse 20second axis of symmetry, in particular the axis of symmetry of the
second nozzle 20 - BB
- Bauteil oder Werkstoff oder WerkstückComponent or material or workpiece
- dd
-
Abstand der Flamme F1 der ersten Düse 10 zur Flamme F2 der zweiten Düse 20Distance of the flame F1 of the
first nozzle 10 to the flame F2 of the second nozzle 20th - F1F1
- Flamme, insbesondere Brenngas-Sauerstoff-Flamme, zum Beispiel Acetylen-Sauerstoff-Flamme, der ersten Düse 10Flame, in particular fuel gas-oxygen flame, for example, acetylene-oxygen flame, the first nozzle 10th
- F2F2
- Flamme, insbesondere Brenngas-Sauerstoff-Flamme, zum Beispiel Acetylen-Sauerstoff-Flamme, der zweiten Düse 20Flame, in particular fuel gas-oxygen flame, for example, acetylene-oxygen flame, the second nozzle 20th
- NN
- Normale zur Oberfläche S des Bauteils oder Werkstoffs oder Werkstücks BNormal to the surface S of the component or material or workpiece B
- P1P1
- erster Richtpunkt, insbesondere Auftreffpunkt der ersten Flamme F1 auf dem Bauteil oder Werkstoff oder Werkstück Bfirst point of reference, in particular impact point of the first flame F1 on the component or material or workpiece B.
- P2P2
- zweiter Richtpunkt, insbesondere Auftreffpunkt der zweiten Flamme F2 auf dem Bauteil oder Werkstoff oder Werkstück Bsecond directing point, in particular impact point of the second flame F2 on the component or material or workpiece B.
- SS
- Oberfläche des Bauteils oder Werkstoffs oder Werkstücks BSurface of the component or material or workpiece B
- ww
-
Winkel zwischen Düsen 10, 20, insbesondere zwischen Symmetrieachsen A1 bzw. A2 der Düsen 10 bzw. 20, zum Beispiel zwischen jeweiligen Verlängerungen der Symmetrieachsen A1 bzw. A2 der Düsen 10 bzw. 20Angle between
10, 20, in particular between symmetry axes A1 and A2 of thenozzles 10 and 20, for example between respective extensions of the axes of symmetry A1 and A2 of thenozzles 10 and 20, respectivelynozzles
Claims (10)
dadurch gekennzeichnet,
dass mindestens zwei der Düsen (10, 20) unter einem nicht-verschwindenden Winkel (w) zueinander angeordnet sind.For processing at least one component or workpiece (B) provided device (100) for flame straightening, in particular Mehrdüsenrichtbrenner, with at least two nozzles (10, 20),
characterized,
in that at least two of the nozzles (10, 20) are arranged at a non-vanishing angle (w) relative to each other.
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